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Mtabolisme des acides amins

Parmi les 20 acides amins protinognes, 8 sont indispensables lhomme et doivent

tre apports par lalimentation. Seuls les microorganismes et les plantes peuvent produire ces

acides amins (AA) indispensables. La cystine et la tyrosine sont qualifis de semi-

essentiels, car des acides amins indispensables(Met, Phe) sont des prcurseurs pour leur

synthse. Les 10 acides amins restants ne sont pas indispensables et peuvent tre synthtiss

par le corps humain (His et Arg mritent galement dtre considrs comme des AA semi-

indispensables, car mme si notre organisme est capable de les synthtiser, cest en quantit

insuffisante pour couvrir les besoins lors de la croissance).

Alors que pour la biosynthse des acides amins non indispensables au plus trois

enzymes sont ncessaires, la biosynthse des acides amins indispensablesexige entre 5

(Thr) et 11 (Trp) enzyme diffrentes. Les animaux suprieurs se sont manifestement limits

aux synthses les plus simples et font sous-traiter les synthses complexes.

Les acides amins parviennent normalement dans le corps partir de lalimentation sous

forme de polymres, cest--dire sous forme de protines. Lhydrolyse de protines en

peptides et en acides amins isols dbute dj dans lestomac. Le temps de sjour y est

toutefois trop court pour une hydrolyse complte. Des peptides plus courts parviennent ainsi

dans les cellules pithliales de lintestin (muqueuse) grce des systmes de transport et

sont compltement dcoups en acides amins dans leur cytoplasme. Les cellules de la

muqueuse fournissent les acides amins au

sang, grce auquel ils sont transports en vue de transformations ultrieures.

Alimentation protines alimentaires (vgtales et animales) acides amins (par l'action de protases)

I-Biosynthse des AAs L`homme ne peut synthtiser que les AA non indispensables : Glu, Gln, Arg, Ser, Gly,

Cys, Asp, Asn, Tyr, Ala, Pro.

Lalanine, laspartate et leglutamate jouent un rle central dans le mtabolisme des AA. Leur mtabolisme est troitement associ aux intermdiaires du cycle de Krebs. Ils sont

en effet produits partir de leurs -ctoacides respectifs, que sont le pyruvate, loxaloactate

et l-ctoglutarate, et peuvent nouveau tre convertis en ces derniers. Il sagit dans ce cas

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de ractions rversibles de transamination. Le glutamate est synthtis dans les mitochondries

partir d-ctoglutarate et dammoniac libre. Il fournit les groupements amine

indispensables aux biosynthses de lalanine et de laspartate.

La proline, unique iminoacide parmi les AA protinognes, est synthtis partir du glutamate. Aprsphosphorylation de ce dernier, la proline est produite en trois tapes partir

de glutamate semi aldhyde.

Les deux amides glutamine et asparagine sont produites partir de leurs acides respectifs (Glu, Asp). La raction de la glutamine synthtase, qui synthtise de faon

irrversible de la glutamine partir du glutamate, sert fixer lazote ammoniacal produit lors

du catabolisme des acides amins. Lasparagine est produite au cours dune raction de

transamination, lors de laquelle le glutamate cde son groupement amine laspartate.

La biosynthse de la srine se raccorde un intermdiaire de la glycolyse. La srine est produite en trois tapes partir de 3-phosphoglycrate. La srine elle-mme sert de point

de dpart la synthse de la glycine et de la cystine. Par limination du groupement

hydroxymthyle, la srine peut tre convertie en glycine. Cette raction est rversible, de sorte

que la srine peut galement tre produite partir de la glycine. Dans le mtabolisme gnral,

la srine entre dans les synthses des phospholipides, des purines et de la cystine.

Larginine, dernier AAnon essentiel,est produite partir dornithine. Avec la citruline, lornithine fait partie des deux acides amins non protinognes les plus importants.

La plus grandes parti des AA forms sert la biosynthse des protines. Les ARNm servant de manuel de construction sont produits partir de lADN matrice dans le noyau et

sont leur tour traduits dans le cytoplasme, au niveau des ribosomes, dans la squence

dacides amins de la protine. Pour ce faire, les AA ne se fixent pas directement aux

ribosomes, mais sous la forme de leurs ARNt-aminoacyls. A chaque AA correspond un

aminoacyl-ARNt.

Remarque :indispensable aux ractions de transamination et de dsamination, le

coenzyme phosphate de pyridoxal (PALP) participe aux ractions importantes du

mtabolisme des AA. Au cours dune premire tape il prend en charge le groupement amine,

puis il le transfert un partenaire ractionnel lors dune deuxime tape. Le PALP est

constitu de pyridoxal qui, avec la pyridoxamineet la pyridoxine, est une des formes de la

vitamine B6.

Transamination : Transfert dun groupement amin sur un -cto acide

Donneur de NH2 = acide glutamique ; enzyme = transaminase

Ac glutamique + -cto acideAc -ctoglutarique + Ac amin

Ac amin -cto acide correspondant

Srine Achydroxypyruvique

Glutamate Ac -ctoglutarique

Aspartate Ac oxaloactique

Alanine Ac pyruvique

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Conversion : synthse dun AA partir dun autre AA

Rversible : Glycine Srine

Non rversibles :

Mthionine Cystine par transsulfuration dhomocystine

Phnylalanine Tyrosine par hydroxylation

Aspartate Alanine par dcarboxylation.

Glutamate Proline par cyclisation Autres :

Arginine : produite au cours du cycle de lure

AAs non-indispensables

Peuvent tre synthtiss dans les tissus humains, mais : cette synthse est insuffisante pour

couvrir les besoins de lorganisme

Alanine : transamination de lac pyruvique

Asparagine : synthse partir de laspartate

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Aspartate : transamination de lac oxaloactique

Arginine : produite au cours du cycle de lure (indisp. chez lenfant)

Cystine : synthse partir de la mthionine

Glutamate : transamination de lac-ctoglutarique ;dsamination de la glutamine

Glutamine : transfert de NH3 sur lac glutamique

Glycine : synthse partir de la srine (interconversion) ;transamination de

lacglyoxylique

Histidine (indisp. chez lenfant)

Proline : synthse partir de lac glutamique

Srine : synthse partir de la glycine (interconversion)transamination de lac phospho-3-

hydroxypyruvique

Tyrosine : hydroxylation de la phnylalanine

+

Hydroxyproline et Hydroxylysine (non ncessaires la synthse protique, sont

formsau cours de la maturation post-traductionnelle du collagne).

II-Catabolisme des acides amins Le catabolisme dun acide amin (AA) dbute en gnral par une raction de

transamination. Le groupement amine est transfr sur glutamate (de Glu Gln) et l-

ctoacide (-CA) correspondant est form. Le catabolisme des AA peut avoir lieu dans

chaque cellule. Lorgane central de ce mtabolisme est le foie. Il est responsable de la

constance des concentrations en AA dans le sang et ajuste le rendement de la synthse aux

besoins. Comme la plupart des voies cataboliques aboutissent plus ou moins directement au

cycle de Krebs, les intermdiaires de celui-ci se prtent bien la caractrisation des AA en

fonction de leurs produits de dgradation. Les AA qui servent la production de glucose sont

qualifis de glucognes. Ceux dont le catabolisme fournit de lactyl-CoA et de lactoactate

sont appels ctognes (Lys, Leu). Certains AA se dcomposent non seulement en composs

ctognes, mais galement en composs glucognes (Phe, Tyr, Thr, Ile, Trp).

Devenir du groupement NH2

a- Les ractions de transamination Au niveau du foie :

Les ractions de transamination, catalyses par des aminotransfrases, assurent les

changes d'azote entre les acides amins et les acides -ctoniques : l'acide amin, donneur du

groupement amine, devient un acide -ctonique tandis que l'acide -ctonique accepteur

devient un acide -amin.

La raction de transamination ncessite un coenzyme, le phosphate de pyridoxal (PPal),

transporteur intermdiaire de la fonction amine.

Le but est de collecter les groupements amines partir des diffrents AA sous forme d`un

seul d`entre eux ``L glutamate qui les canalisent soit vers les voies de biosynthses soit

lexcrtion sous forme d`ure.

Les cellules contiennent des transaminases diffrentes, spcifiques de l'acide amin

donneur. La plupart utilise l' -ctoglutarate comme groupement accepteur d'amine. Il y a, alors, production de L-glutamate.

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AA + Ac-ctoglutarique -ctoacide + Ac Glutamique

b- La raction de dsamination du L-glutamate Le L-glutamate, produit par les ractions de transamination, est transport du cytosol aux

mitochondries, il subit une dsamination oxydative, catalyse par la L-glutamate

dshydrognase, qui liminera finalement le groupement -amin sous forme de NH4+.

Chez les mammifres, l'ion ammonium, toxique pour la cellule, sera incorpor dans le

cycle de l'ure puis excrt.

Le couplage transamination-dsaminationoxydative de GLU est la voie majeure de

production dammoniaque par les cellules.

Transport des groupements NH3+ des autres tissus :

1- Sous forme de Glutamine : Le NH3

+ sera transport sous forme de glutamine, cette dernire peut traverser la

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