métabolisme des acides aminés

16/10/2014

1

Mtabolisme des acides aminsMtabolisme des acides amins

Professeur Layachi Chabraoui

Biochimie mtabolique 1re Anne Pharmacie (Rabat) 2014-2015

Protines et acides aminsProtines et acides amins20 acides amins communs

Liaison peptidique

Enchainement des AA

Peptide

Mtabolisme des protines et des AAMtabolisme des protines et des AA

Pool des acides amins libres

Protolyse (endogne)

Protines alimentaires

Catabolisme des AA

Biosynthse de novo (AA non essentiels)

Biosynthse protique Biosynthse de

biomolcules

16/10/2014

2

Protolyse (protines endognes)Protolyse (protines endognes)

Protolyse (protines endognes)Protolyse (protines endognes)

350 g/jour acides aminsIntrts

Renouvellement des protines normalesElimination des protines anormalesProduction dEn (Noglucogense) ( 25%)Rgulation du contenu protique tissulaireFormation de peptides immunognes

Mcanismes peu connus

Protolyse (protines endognes) Protolyse (protines endognes)

Voies protolytiquesVoie lysosomale action de protases lysosomales

(cathepsines, carboxypeptidases) sur autophagosomeou htrophagosome (protines extracellulaires), Actions non slectives + actions slectives (ex: squence KFERQ: Lys-Phe-Glu-Arg-Gln)

Voie Ubiquitine-protasome (ATP dpendante): Fixation de lUbiquitine (76 AA) sur le substrat + action de plusieurs enzymes

Voie Calcium dpendante Calpanes/Calpastatine

16/10/2014

3

Les laurats du Prix Nobel 2004: de gauche droiteIrvin Rose,Avram Hershko et Aaron Ciechanover.

Digestion des protines Digestion des protines

Digestion des protines Digestion des protines

Exognes: apport alimentaire optimum (15 20%

de la ration calorique journalire, soit 100 g/j)

Endognes: secrtions digestives ( 50 g/j)

Enzymes digestivespepsine, trypsine, chymotrypsine et carboxypeptidases

Mcanisme actif(4 transporteurs dAA: AA neutres, Imino acides,

Dibasiques+Cystine et Dicarboxyliques)Acides amins dipeptides et tripeptides

(digestion intraentrocytaire)

Absorption intestinale

Digestion

16/10/2014

4

Acides aminsIndispensables

Code 3 lettres

Code 1 lettre

Arginine*Histidine*IsoleucineLeucineLysineMthioninePhnylalanineThronineTryptophaneValine

ArgHisIleLeuLysMetPheThrTrpVal

RHILKMFTWV

Acides amins nonindispensables

Code 3 lettres

Code 1 lettre

AlanineAsparagineAspartateCystineGlutamateGlutamineGlycocolleProlineSrineTyrosine

AlaAsnAspCysGluGlnGlyProSerTyr

ANDCEQGPSY

Acides amins communsAu nombre de 20 dont certains sont indispensables

* AA indispensables chez lenfant

Importance des acides amins essentiels

Protines vgtales: valeur biologique faible

Protines animales: bonne valeur biologique

Distribution htrogne des acides amins essentiels

Distribution htrogne des acides amins essentiels

Conclusion:

Pathologies: Pathologies:

Marasme(MPE)

Kwashiorkor(protines)

Maladie dHartnup: Dficit en transporteur dAA neutres (Trp++): intestin et tubules rnaux (ataxie atteinte cutane=plagre hyperaminoacidurie)

MalnutritionMalnutrition

Maladie cliaque : intolrance au glutenAtrophie des villosits intestinales

16/10/2014

5

Biosynthse des acides aminsBiosynthse des acides amins

Biosynthse des acides amins

Les acides amins essentiels doivent tre

apports par lalimentation

Les acides amins non essentiels

peuvent tre synthtiss en fonction des besoins

Intermdiaires CK AA

Autres AA

Biosynthse de la Glycine

CO2 + NH4+

Glycine

NADH + H+

NAD+

GlycineSynthtase

Pharmacie

Rabat

16/10/2014

6

N5, N10 -Mthylne THF

THF

THF

THF

Rabat

+ +

Pyruvate

Glu

Alanine

CG

ALAT

Biosynthse de lAlanineBiosynthse de lAlanine

(GPT)

Pharmacie

Rabat

PharmacieAlanine (2)Alanine (2)

Pyruvate (2)Pyruvate (2)

ALATALAT

GlucoseGlucose

CG

Glu

Alanine (2)Alanine (2)

Pyruvate (2)Pyruvate (2)

ALATALAT

GlucoseGlucose

CG

Glu

Lactate (2)

FoisFois MuscleMuscle

Cycle Glucose AlanineCycle Glucose Alanine

NH4+

Ure 2 ATP6 ATP

Rabat

16/10/2014

7

Biosynthse de lacide aspartique

ASAT (GOT)

Glu AspOxaloactate CG

Pharmacie

Rabat

Biosynthse de lacide aspartique

Pharmacie

Rabat

GluCG

Glu DH

++

Biosynthse de lacide glutamiquePharmacie

Rabat

16/10/2014

8

Biosynthse de la Srine

3-PhosphoSrinePhosphatase

PhosphoSrineTransaminase

Pi

H2O

Pharmacie

Rabat

Pharmacie

H2O

O2Phe

Tyr

THB

DHB

NADP+

NADPH + H+Rabat

THB

THB

Biosynthse de la Tyrosine (foie)

Biosynthse de la Cystine

SAM

MthionineAdnosyltransfrase

Etape 1: activation de la Mthionine en SAM

SAM

Mthionine

Pharmacie

Rabat

16/10/2014

9

Biosynthse de la Cystine

SAM

Etape 2: transformation de la SAM en SAH

SAH

SAM

Mthyltransfrase

Accepteurde mthyle

Accepteurmthyl

Pharmacie

Rabat

Pharmacie

Biosynthse de la CystineEtape 3: formation de lHomocystine

Homocystine

SAM

Adnosylhomocytinase

SAH

Adnosine

H2O

Rabat

Biosynthse de la CystineEtape 4: formation de la cystathionine

HCysSAM

Cystathionine synthase

Cystathionine

H2O

Ser

Pharmacie

Rabat

S

16/10/2014

10

Pharmacie

Rabat

Biosynthse de la CystineEtape 5: formation de la cystine

SAM

Cystathionine H2O

Cystathionine lyase

Cystine

ctobutyrate

S

(PLP)

Pharmacie

RabatSAM

Mthionine Homocystine

Synthtase

Remthylation de lhomocystine

HomocystinurieHomocystinurie

Maladie hrditaire du mtabolismeDficit en Cystathionine synthase

Hyperhomocystinmie

Homocystinurie

Atteintes occulaires, vasculaires, osseuses et du SNC

16/10/2014

11

Semialdhyde Glu

CG

GluAT

Glutamate

Dshydrognase

NADPH,H+NADP+ + Pi

ATP

ADP Glu Kinase

Biosynthse de la Proline Ornithine

Spontanment

Gln

Pharmacie

Rabat

Biosynthse des protinesBiosynthse des protines

Biosynthse des protinesBiosynthse des protines

Transcription (ADN ARN): ARN polymraseGne: Promoteur, Exons, IntronsFacteurs de transcriptionExcision Epissage (splicing)

Etape 1: transcription

Protine = produit dun gne(Deux tapes)

16/10/2014

12

TranscriptionTranscription

identique lARN

Maturation des ARNMaturation des ARN

Excision Epissage

Transcrit = ARN non mature(Introns+Exons)

ARN mature(Exons: ARNm)

Biosynthse des protinesBiosynthse des protines

Traduction: ARNm Protine: code gntique64 codons (43) et 20 AA (code dgnr)3 codons stopARNt (anticodon)Ribosomes (polyribosomes)

Etape 2: traduction

16/10/2014

13

Catabolisme des acides amins

Rabat

Pharmacie

DcarboxylationDsamination

Dpart de radical

Catabolisme des acides amins

16/10/2014

14

Pharmacie

Rabat

Dpart du radical RDpart du radical R

Biosynthse de la Glycine partir de la Srine

R = CH2OH(PLP)

Ractions de dcarboxylationRactions de dcarboxylation

Formation des amines biognes

Tryptophane dcarboxylase

Tryptamine

Tryptophane

CO2

Dcarboxylation du Dcarboxylation du TrpTrp

(CoE: PLP)

Voie 1:

16/10/2014

15

Srotonine (5-OH-Tryptamine)

Tryptophane

5-HO-Tryptophane

Tryptophane hydroxylase

5-OH-Tryptophane dcarboxylaseCO2

Voie 2:

DDcarboxylationcarboxylation de la Tyrde la Tyr

Tyrosine

Tyramine

CO2 Tyrosine dcarboxylase

Voie 1:

Tyrosine

Tyrosine hydroxylase

DOPA

THBO2

HO2 DHB

NADP+

NADPH + H+

DBP rductase

DOPAMINE

CO2DOPA dcarboxylase

Voie 2:

16/10/2014

16

DDcarboxylationcarboxylation de lde lHisHis

CO2

HISTAMINE

HISTIDINE

Histidine dcarboxylase

CO2 Glu

GABA

Asp

Alanine

Cystinamine

Cystine

Lysine Ornithine

Cadavrine Putrscine

CO2

CO2 CO2 CO2

DDcarboxylationcarboxylation dautres acides aminsdautres acides amins

Catabolisme des aminesCatabolisme des amines

Dsamination oxydative: Oxydases= inactivation des amines

MAOAmine AldhydeNH3

O2

H2O

H2O2

Molcule toxique

Molcule toxique

16/10/2014

17

Ractions de Ractions de transaminationtransamination et et dede dsaminationdsamination des aminoacidesdes aminoacides

Formation

des intermdiaires du cycle de Krebs

des corps ctoniques

de lammonium

Raction de Raction de transaminationtransamination

Enzymes = Transaminases (AT)Coenzyme = PLP

Aminotransfrase

(PLP)

Acide ctonique 1

Acide ctonique 2

Acide Amin 1

Acide Amin 2

Raction de transaminationRaction de transamination

Importance de 2 transaminases ASAT et ALAT

Importance du couple CG / GluR1 = HOOC-CH2-CH2-

Aminotransfrase