poly biochimie 10 11

Tutorat Associatif ToulousainAnnée universitaire 2010-2011

PACES

UE 1 : Chimie, Organisation, évolution et fonction du génome humain. Structure, diversité et fonction des biomolécules.

Structure, diversité et fonction des biomolécules

Fiches de cours et QCM

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ATTENTION

Ce polycopié a été relu sur la base des cours dispensés à la faculté de Rangueil pour l'année 2009-2010.

Cependant, suite à la réforme de la PACES, le programme de Biochimie a subit quelques modifications. Par conséquent, certains éléments présents dans ce polycopié peuvent ne plus être d'actualité.

A vous de trier parmi les différents items proposés ceux qui restent en accord avec les cours dispensés par mesdames et messieurs les professeurs.

N'hésitez pas à signaler toutes les erreurs éventuelles ou remarques concernant ce polycopié sur tutoweb dans la rubrique « Forum polycopiés » ou lors de l'une des permanences du tutorat.

En aucun cas le contenu de ce polycopié ne pourra engager la responsabilité de la faculté de médecine ou de mesdames et messieurs les professeurs.Ce polycopié a été réalisé par :

Munoz CéliaPecqueur PaulineViscardi MarieLansalot-Matras PaulineVigué SégolèneBalen Frédéric

Compilé par Guillaume Gilbert


SOMMAIRE

1ère PARTIE : ACIDES AMINES/PEPTIDES/PROTEINES/ENZYMES page 9

A – LES ACIDES AMINESI - PRESENTATION

1 - Présentation générale2 - Tableau récapitulatif3 - Formules

II - PROPRIETES ELECTROLYTIQUESIII - PROPRIETES CHIMIQUESIV - QCMs

B – LES PEPTIDESI - PRESENTATIONII - PROPRIETES CHIMIQUESIII - A RETENIR

C – LES PROTEINESI - PRESENTATION

1 – Structure primaire2 – Structure secondaire3 – Structure tertiaire4 – Structure quaternaire

II - PROPRIETES III – EXEMPLES DE PROTEINES

D – LES ENZYMESI - STRUCTURE

1 – Enzymes holoprotéiques2 – Enzymes hétéroprotéiques

II – MECANISME D’ACTION DES ENZYMES III – CINETIQUE ENZYMATIQUEIV – EFFECTEURS ENZYMATIQUES

1 – Les inibiteurs2 – Les activateurs 3 – Les effecteurs allostériques

V – ENZYMES ET METABOLISME CELLULAIREVI – LES PROTEINES KINASES

1 – Protéines kinases dépendantes de l’AMPc2 – Protéines kinases C

E - QCMs


2ème PARTIE : LES GLUCIDES page 29A – LES OSES : LES MONOSACCHARIDES

I – DEFINITIONII – CLASSEMENT

1 – A partir de la fonction carbonyle2 – A partir du nombre de carbones

III – NOTION DE SERIE ET DE FILIATION1 – Série = Convention2 – Filiation des aldoses de la série D3 – Filiation des cétoses

IV – ISOMERIE ET POUVOIR ROTATOIREV – STRUCTURE DE TOLLENS

1 – La cyclisation2 – Les formes de cycle

VI – STRUCTURE DE HAWORTHVII – PROPRIETES DES OSESVIII – LES DERIVES DES OSES

1 – Hexosamines2 – Acide N-acétylmuramique3 – Acide neuraminique et acides sialiques4 – Acides uroniques5 – Fucose6 – Acide L-ascorbique (Vitamine C)7 – Inositol

B – LES OSIDES : LES HOLOSIDESI – GENERALITES

1 – Deux types de liaison2 – Détermination de leur structure

2.1 – Nature des oses2.2 – Mode de liaison2.3 – Nature α ou β de la liaison glycosidique

II – LES DIHOLOSIDES1 – Le saccharose2 – Le lactose3 – Le maltose

III – LES POLYHOLOSIDES1 – L’amidon

1.1 – L’amylose1.2 – L’amylopectine

2 – Le glycogène3 – La cellulose4 – Les dextranes

C – LES OSIDES : LES HETEROSIDESI – GENERALITESII – LES PROTEOGLYCANNES

1 – Les protéoglycannes des bactéries2 – Les protéoglycannes humains

2.1 – Structure2.2 – Exceptions structurales2.3 – Rôle2.4 – Synthèse2.5 – Dégradation


III – LES GLYCOCONJUGUES ET LES GLYCOPROTEINES (GP)1 – Généralités2 – Structure3 – Synthèse

3.1 – O-glycosylprotéines3. – N-glycosyltransférases

4 – Rôles4.1 – Protection des muqueuses4.2 – Durée de vie des GP4.3 – Destinée des GP4.4 – Diagnostic biologique4.5 – Rôle d’antigène : système ABO

D – QCMI – QCM SUR LES OSESII – CORRIGE DES QCM SUR LES OSESIII – QCM SUR LES OSIDESIV – CORRIGE DES QCM SUR LES OSIDES


3ème PARTIE : LES LIPIDES page 69

A – LES ACIDES GRASI – LES ACIDES GRAS A CHAINE LINEAIRE

1 – Les acides gras saturés2 – Les acides gras insaturés

II – LES AUTRES ACIDESIII – PROPRIETES

B – LES EICOSANOIDESI – LES PROSTAGLANDINES

1 – Classe et sous-classe2 – Biosynthèse3 – Effets biologiques

II – LES LEUCOTRIENES

C – LES LIPIDES SMPLESI – LES GLYCERIDES

1 – Propriétés physiques2 – Propriétés chimiques3 – Propriétés biologiques

II – LES CERIDESIII – LES ETHOLIDESIV – LES ETHEROGLYCERIDESV – LES STERIDES

D – LES LIPIDES COMPLEXESI – LES GLYCERO-PHOSPHOLIPIDES (GPL)

1 – Diacyl-GPL2 – Monoacyl-GPL / lyso-PL3 – Ether-GPL

II – LES GLYCERO-GLYCOLIPIDESIII – LES SPHINGOLIPIDES

E – LES DERIVES ISOPRENIQUESI – PHYTOL ET DOLICHOL

1 – Phytol2 – Dolichol

II – LES DERIVES DU CHOLESTEROL1 – Vitamine D2 – Acides biliaires3 – Hormones stéroïdes

3.1 – Stéroïdes surrénaliens3.2 – Stéroïdes ovariens3.3 – Stéroïdes placentaires3.4 – Stéroïdes testiculaires

III – VITAMINES LIPOSOLUBLES1 – Caroténoïdes et rétinoïdes2 – Vitamine E3 – Vitamine K4 – Coenzyme Q


F – LES LIPOPROTEINESI – STRUCTURE GENERALEII – METHODES D’ANALYSEIII – DIFFERENTES CLASSESIV – METABOLISME DES LIPOPROTEINES

1 – Devenir des chylomicrons2 – Devenir des VLDL et production des LDL3 – Devenir des HDL4 – Captation des lipoprotéines au niveau des récepteurs dépendants5 – Captation récepteur indépendante6 – Pathologies des lipoprotéines

G – QCMs

4ème PARTIE : Vue d'ensemble du métabolisme page 111LA CHAINE RESPIRATOIRE MITOCHONDRIALE

OXYDATION DES ACIDES GRAS


T.A.T. - PACES - Toulouse-Rangueil

BIOCHIMIEAnnée 2010-2011

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1ère PARTIE

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- LES ACIDES AMINES- LES PEPTIDES- LES PROTEINES- LES ENZYMES

Cours du Dr DE GRAEVE

SYNTHESE

rédigée par Pauline PECQUEUR


A - LES ACIDES AMINES

I - PRESENTATION

1 - Présentation générale

La formule générale des acides aminés est la suivante :

R-CαH-COOH׀ NH2

Tous les acides aminés possèdent une isomérie optique due au Cα qui est un carbone asymétrique C* à l’exception du glycocolle.

Leur classification a été établie en prenant comme référence l’aldéhyde glycérique et en respectant la convention de Fischer.

Ils sont classés selon deux séries par filiation conventionnelle, une série L et une série D qui correspondent souvent respectivement au notations S et R (expliquées avec les glucides), mais cela n’est pas tout le temps vrai.

Attention ! La désignation d’un acide aminé nécessite la connaissance de son pouvoir rotatoire qui ne peut en aucun cas être déterminé à partir des classifications précédentes qui sont des conventions alors que le pouvoir rotatoire est une propriété physique. Les acides aminés dextrogyres sont notés (+) et les acides aminés lévogyres sont notés (-).On peut prendre l’exemple de deux sucres, le D-glucose est dextrogyre (+) alors que le D-fructose est lévogyre (-).

La désignation de l’acide aminé comprend successivement : série, pouvoir rotatoire et nom de l’acide aminé en question.Exemple :L (+) alanine : l’acide aminé est l’alanine, de la série L et de pouvoir rotatoire dextrogyre.

Vous pouvez retenir que tous les acides aminés naturels appartiennent à la série L.

Il existe 20 acides aminés « standard » qui se différencient par le radical R. Sur ces 20 acides aminés 8 sont dits indispensables car l’organisme est incapable de les synthétiser, ils proviennent donc du milieu extérieur, notamment par l’alimentation.

Ces acides aminés sont récapitulés dans le tableau suivant qui reprend leurs principales caractéristiques.


2 - Tableau récapitulatif

Apolaires ou hydrophobes qui interviennent dans la disposition des molécules d'eau dans l'entourage des protéines

Polaires

Neutres

Acides Basiquesleurs groupes R chargés jouent un rôle clé dans la stabilisation des conformations protéiques spécifiques

Monoacides monoaminés simples

Glycocolle (glycine) - Gly - Gpas de carbone asymétrique R=Hc'est le plus petit acide aminé qui peut pénétrer dans des zones inaccessibles aux autres acides aminés, sont groupement carboxylique est 100 fois plus acide que celui de l'acide acétique.

Alanine - Ala - AValine - Val - Vacide aminé indispensableLeucine - Leu - Lacide aminé indispensableIsoleucine - Ile - Iacide aminé indispensable

Monoacides monoaminés alcools

Sérine - Ser -S, son groupement alcool primaire est un excellent nucléophile au cours des réactions enzymatiques et participe à la régulation de certaines enzymes de l'organisme

Thréonine - Thr - Tac. aminé indispensable

Monoacides monoaminés soufrés

Cystéine - Cys - C2 cystéines forment une cystine (pont disulfure), son groupement thiol est un excellent nucléophile au cours des réactions enzymatiques

Methionine - Met - Macide aminé indispensable


Apolaires ou hydrophobes qui interviennent dans la disposition des molécules d'eau dans l'entourage des protéines

Polaires

Neutres

Acides Basiquesleurs groupes R chargés jouent un rôle clé dans la stabilisation des conformations protéiques spécifiques

Diacides monoamines(1)

Acide aspartique - Asp - DAcide glutamique - Glu - G

Acides aminés amides

Asparagine - Asn - N

Glutamine - Gln - Q

Acides diaminés(2)

Lysine - Lys - Kac. aminé indispensableArginine - Arg - R

Acides aminés cycliques: certains sont aromatiques (cycles benzéniques)

Phenylalanine - Phe - Pacide aminé indispensableTryptophane - Trp - Wacide aminé indispensable

Proline - Pro - Piminoacide, amine II, entraine des courbures au niveau des chaines d'acides aminés

Thyrosine - Tyr - You parahydroxylphenylalanine peut donc être fabriqué par l'organisme à partir de la phenylalanine est n'est donc pas indispensable

Histidine - His - H possède un groupement R (pkR = 6,0) fournissant un pouvoir tampon, significatif proche du pH du sang (7,4), ce qui lui permet à pH 7,0 de fonctionner soit comme un catalyseur basique soit comme un catalyseur acide et donc de jouer un rôle important dans la catalyse enzymatique


3 - Formules


II - PROPRIETES ELECTROLYTIQUES

Cette notion a été abordée d’un point de vue plus pratique en biologie moléculaire au premier quadrimestre avec les chromatographies échangeuses d’ions.

Si on place un acide aminé en solution, en fonction du pH du milieu qui l’entoure, ses groupements COOH et NH2 vont donner ou accepter des protons.

A un pH très acide, le milieu environnant est « chargé en protons », il va donc en donner à l’acide aminé dont le groupement NH2 devient NH3

+. Dans le cas d’un milieu très basique comme la soude (OH-), c’est au tour de l’acide aminé de devenir donneur et de voir son groupement COOH transformé en COO-.

Au point isoélectrique d’un acide aminé ou pI (qui correspond au pH isoélectrique ou pH i), celui-ci se trouve sous forme totalement ionisé (groupement NH2 et COO-) mais sans charge nette ( (1+) + (1-) = 0 ). On parle de zwitterion pour décrire cet acide aminé dipolaire, il peut alors agir à tour de rôle soit comme un acide (donneur de proton) soit comme une base (accepteur de proton).

A partir de ces constatations, on comprend que :- à un pH supérieur à pI, la charge nette est négative (comme dans de la soude)- à un pH inférieur à pI, la charge nette est positive.


Le pKa d’un groupement mesure la tendance de celui-ci à donner un proton. On note pK1 le pKa du groupement COOH, pK2 le pKa du groupement NH3

+ et pKR le pKa du groupement radical dans le cas où ce dernier est ionisable.Une solution tampon a la capacité d’enregistrer des excès de produit acide ou basique sans qu’il y ait un changement de valeur notable du pH. C’est pourquoi les plateaux de la courbes de dissociation de l’acide aminé sont décrit comme des régions de plus grand pouvoir tampon.

Les acides aminés sont donc décrits, suite à leur action sous forme de zwitterion, comme des molécules amphotères ou ampholytes.

III - PROPRIETES CHIMIQUES

Les réactions étant décrites dans le cours, nous nous concentrerons sur les points importants à remarquer :

La réaction à la ninhydrine n’a lieu que si le groupement α-aminé est libre, si on est en présence d’un groupement imine comme pour la proline, le produit ne sera plus pourpre mais jaune.

La réaction à la ninhydrine et la réaction d’Edman au phénylisothiocyanate nécessite toutes deux une élévation de la température.

Les réactions qui laissent le groupement R de l’acide aminé intact sont la réaction à la fluorescamine, celle au chlorure de dansyle et la réaction d’Edman ce qui peut être intéressant pour déterminer la nature de l’acide aminé initial.


B - LES PEPTIDES

I - PRESENTATION

L’union de 2 à 100 acides aminés forme un peptide. Leur union est réalisée par covalence, par une liaison amide substituée aussi appelée liaison peptique qui est réalisée par condensation grâce à l’élimination d’une molécule d’H2O entre le groupe α-carboxylique du premier acide aminé et la fonction α-aminée du deuxième.

R1 H R2

H3N+ CH C OH + H N CH COO -

O H2O R1 H R2

H3N+ CH C N CH COO -

O

Liaison peptidique O Les atomes C Cα sont coplanaires Cα N H

La représentation de Ramachandran donne les valeurs autorisées des angles Ψ (angle provenant de la rotation autour de la liaison Cα-C) et Ф (angle provenant de la rotation autour de la liaison N-Cα). C’est le glycocolle qui peut prendre le plus de conformations du fait du faible encombrement stérique de son radical R.

Dans un peptide ou une protéine les acides aminés sont le plus souvent appelés résidus.

II - PROPRIETES CHIMIQUES

Attention aux hydrolyses ! On peut réaliser une hydrolyse acide en présence d’un acide fort (comme HCl 6N), les acides aminés Trp sont détruits, les acides aminés Ser et Thr le sont partiellement et les acides aminés Asn et Gln sont respectivement hydrolysés en Asp et Glu.

Il est important de bien retenir ces modifications pour certains QCM. Après hydrolyse acide, l’absence de Trp, de Ser et de Thr ne signifie pas qu’il n’y en avait pas avant.Il est également possible de réaliser une hydrolyse basique avec une base forte, cette hydrolyse est moins efficace mais ne modifie pas les acides aminés.


III - A RETENIR

A retenir sur les peptides donnés en exemple.

Le glutathion : si on retient le nom entier : γ-glutamyl-cystéinyl-glycocolle, on peut se souvenir qu’il possède :

une fausse liaison peptidique en γ et non en α et un groupement soufré réactif (oxydo-réduction)

Les enképhalines : elles possèdent toutes 4 acides aminés en commun à leur extrémité C-terminale et affectent la perception de la douleur.

La gramicidine : c’est un peptide cyclique avec 2 acides aminés D et un acide aminé généralement absent des protéines, l’ornithine (Orn).

L’aspartam : possède un acide aminé cyclique ou aromatique.

Polypeptides particuliers


C - LES PROTEINES

I - PRESENTATION

Elles comportent un nombre d’acides aminés supérieur à 100 soit un poids moléculaire supérieur à 10 000.

Elles présentent une formule développée en dents de scie due aux angles précédemment déterminés dans les peptides.

1 – Structure primaire

C’est une structure covalente, c’est l’ordre d’enchaînement des acides aminés. Elle va déterminer la structure secondo-tertiaire de la protéine.Elle contient :

- des liaisons peptidiques, - des ponts dissulfures (entre 2 Cys) qui servent à la réticulation, - des liaisons hydrogènes inter- ou intra-chaînes qui servent à la stabilisation.

Les ponts dissulfures peuvent être rompus par des agents :- oxydants comme l’acide performique- réducteurs comme le β-mercaptoéthanol.

Les autres liaisons sont rompues par l’urée, la guanidine et le SDS.

Une fois les liaisons entre les chaînes rompues, celles-ci peuvent être séparées pas :- électrophorèse- chromatographie.

Pour la détermination de la composition en acides aminés on retrouve les deux hydrolyses acide et basique qui fonctionnent de la même façon que pour les peptides.

Il vous faut connaître les méthodes permettant de déterminer les acides aminés N et C terminaux des polypeptides.

Ne vous faites pas avoir par les polypeptides cycliques !

2 – Structure secondaire

La structure secondaire est liée à la disposition de l’épine dorsale de la protéine (repliement de l’enchaînement des acides aminés). La chaîne peut se trouver sous forme :

- d’hélice α (enroulement en spirale régulière) voir en super hélice (enroulement de l’hélice elle-même)

- de feuillets plissés β- de coudes β (simple ou croisé) : séquence de 4 acides aminés hydrophiles.

Elle est particulièrement stabilisée par liaisons simples.


3 – Structure tertiaire

Elle correspond au repliement des chaînes latérales des acides aminés dans l’espace et est très influencée par la présence de proline. C’est la structure spatiale complète d’une protéine.

Les maladies à prion :

Elles sont d’origine à la fois infectieuse et génétique. L’agent infectieux est de nature protéique. Les prions semblent être constitués principalement d’une protéine nommée PrPsc (forme scrapie), forme altérée d’une protéine normale PrPc exprimée dans presque tous les types cellulaire et plus particulièrement dans les neurones. Il y a transmission de proche en proche de l’altération protéique. Au contact avec une protéine PrPsc, une protéine PrPc va voir son taux en feuillets β augmenter pour passer de moins de 10% à environ 40% de la protéine sous cette forme.

4 – Structure quaternaire

La protéine est alors constituée de plusieurs sous unités identiques ou non, réunies par des liaisons :

- non covalentes en général pour les protéines globulaires- covalentes en général pour les protéines fibrillaires.

Les contacts entre sous-unités doivent être mobiles et sont souvent réalisés au niveau de régions hydrophobes. Les chaînes latérales des acides aminés réalisent des mouvements très rapides. La fixation d’un ligand minéral est parfois indispensable à l’activité biologique de la protéine en entraînant par sa fixation sur celle-ci un changement de sa conformation. On distingue les ions constitutifs et les ions régulateurs.

Exemple de la calmoduline :La calmoduline est composée de 4 domaines ou boucles de calcium (mais d’une seule chaîne, pas de structure quaternaire) qui vont pouvoir fixer 4 ions Ca2+ par un mécanisme de fixation coopératif, c’est à dire que la fixation d’un ion Ca2+ sur le premier domaine va faciliter la fixation d’un 2ème ion par modification de la boucle suivante.Le complexe calmoduline-calcium présente alors une conformation lui permettant de se fixer à l’aide de liaisons hydrophobes sur d’autres protéines et d’en modifier l’activité (notamment régulation de la contraction des muscles lisses par la fixation sur la myosine kinase). La liaison d’un ligand organique peut quand à elle être indispensable à l’action de certaines enzymes, le ligand prend alors l’appellation de coenzyme.

L’allostérie :Elle concerne les protéines comportant plusieurs sous-unités (protomères) mais en petit nombre (4 à 6 sous-unités).La modification de la première sous-unité va impliquer celle de la deuxième et ainsi de suite. Cette modification est réalisée par la fixation d’un effecteur allostérique sur un site de la sous-unité. Il y a alors modification de la conformation des sous-unités mais également modification de leur disposition dans l’espace les unes par rapport aux autres. La protéine passe d’un état relâché actif à un état tendu inactif et inversement par transition allostérique.


II - PROPRIETES

La réaction à la ninhydrine n’a lieu que pour des peptides dont la taille est inférieure ou égale à 5 acides aminés.

La réaction du Biuret n’a lieu que pour des peptides dont la taille est supérieure ou égale à 4 acides aminés.

Ne pas oublier que le SDS (sodium dodécyl sulfate) dissocie les chaînes et uniformise leur charge négativement.

III – EXEMPLES DE PROTEINES

1 – L’insuline

2 chaînes peptidiques 3 ponts dissulfures (2 inter-chaîne et 1 intra-chaîne) PM = 5700 Préproinsuline → proinsuline (par clivage de la séquence signal) → insuline (par clivage du peptide C Le dosage du peptide C permet l’évaluation de la production résiduelle d’insuline chez les patients.

2 – Chromoprotéines

Elles font parties des hétéroprotéines (partie non polypeptidique = groupement prosthétique + partie protéique = apoprotéine) colorées. Le groupement prosthétique de ces protéines est la porphyrine, présente notamment dans l’hémoglobine et la myoglobine au niveau du hème sous forme de ferroprotoporphyrine (porphyrine + fer ferreux Fe2+).La methémoglobine est une hémoglobine non fonctionnelle car elle comporte un ion ferrique Fe3+.

Myoglobine :- Globulaire- 5ème liaison dative pour la fixation de l’histidine- 6ème liaison dative pour la fixation de l’O2

Hémoglobine :- Composée de 4 chaînes (structure quaternaire)- Protéine allostérique- Affinité pour l’O2 dépendante du pH contrairement à la myoglobine- Le 2-3 DPG va se fixer dans la cavité centrale de l’hémoglobine et entraîner la libération

d’O2.


Remarques :La myoglobine a une plus forte affinité pour l’O2 que l’hémoglobine de manière à ce que les muscles puissent recevoir de l’O2, l’hémoglobine ne sert que de transporteur.

De la même manière, le fœtus est dépendant de sa mère pour l’apport d’O2, pour cela l’hémoglobine fœtale a une plus forte affinité pour l’O2 que l’hémoglobine maternelle de manière à pouvoir permettre le passage de l’une à l’autre.

L’acidose diminue l’affinité de l’hémoglobine pour l’O2 qu’elle va alors relarguer par effet Bohr.


D - LES ENZYMES

I – STRUCTURE

De la même façon que les protéines, elles sont scindées en 2 groupes : les enzymes holoprotéiques constituées uniquement par des protéines les enzymes hétéroprotéiques :

partie protéique = apoenzyme +

partie non protéique = coenzyme

1 – Enzymes holoprotéiques

Le site actif catalyse la réaction, il est composé : du site de fixation (qui assure la reconnaissance du substrat enzymatique) du site catalytique

2 – Enzymes hétéroprotéiques

L’apoenzyme protéique correspond au site de fixation, il est responsable de la spécificité au substrat.

Le coenzyme non protéique correspond au site catalytique, il est responsable de la catalyse.

II – MECANISME D’ACTION DES ENZYMESEnzyme (E) + Substrat (S) ↔ Complexe Enzyme-Substrat (ES) → E + Produit (P)

Les enzymes ne sont pas modifiées lors de la réaction enzymatique. Elles agissent même en petite quantité. Elles ne modifient pas l’équation de la réaction. Elles abaissent l’énergie d’activation. Elles agissent à température et pH optimum.

III – CINETIQUE ENZYMATIQUEAttention aux définitions qui tombent régulièrement !

Ne pas confondre :- L’activité moléculaire d’une enzyme qui est le nombre de molécules de substrat

transformées par unité de temps par une mole d’enzyme dans des conditions optimales et- L’activité spécifique qui est le nombre d’unités d’enzyme contenu par mg de protéine


Attention également aux unités

Une unité d’enzyme est la quantité qui transforme une μmole de substrat par unité de temps dans les conditions optimales.

En excès de substrat, la vitesse de réaction est proportionnelle à la quantité d’enzyme dans le milieu.

La constante de Michaelis (KM) correspond à la concentration de substrat pour laquelle la vitesse de réaction est égale à la moitié de la vitesse maximale :KM = Vmax/2Plus l’affinité de l’enzyme pour le substrat est grande plus la constante de Michaelis est faible.

Pour calculer la vitesse d’une réaction à partir d’une équation de Michaelis-Menten on utilise la relation suivante :V = Vmax x [S] / ( KM + [S] )

La méthode des inverses permet une détermination plus précise de la valeur du KM à partir de la représentation de Lineweaver.On utilise alors la relation inverse :1/V = ( KM + [S] ) / Vmax x [S]

Les enzymes peuvent agir sur plusieurs substrats simultanément :

soit par la formation d’un complexe ternaire : avec un ordre de fixation indifférent :

l’enzyme commence par fixer l’un ou l’autre des substrats puis fixe le second pour former le complexe ternaire et donner par la suite les produits et l’enzyme intacte.

avec un ordre de fixation des substrats bien défini :l’enzyme doit toujours fixer le même substrat en premier de manière à pouvoir fixer le second par la suite, on obtient le complexe ternaire puis les produits et l’enzyme inchangée.

soit par la formation d’un complexe binaire :l’enzyme va fixer le premier substrat et donner le premier produit, elle ressort de la réaction légèrement « modifiée » ce qui lui permet de fixer le deuxième substrat pour donner le deuxième produit et retrouver sa structure initiale.


IV – EFFECTEURS ENZYMATIQUES

Ils modifient la réaction enzymatique en l’activant ou en l’inhibant.

1 – Les inhibiteurs

irréversibles : se fixent irréversiblement à l’enzyme et en bloquent le fonctionnement. réversibles :

- inhibiteurs compétitifs dont la structure est proche de celle du substrat : Ils se fixent au niveau du site actif, quand on augmente la concentration en substrat l’enzyme a moins de chance de rencontrer l’inhibiteur et tout se passe comme si celui-ci était absent.

Vmax inchangée et KM augmenté.

- inhibiteurs non compétitifs qui ne ressemblent pas au substrat : Ils ne vont pas empêcher la fixation du substrat mais vont empêcher la réaction, ainsi, à un instant donné ils donnent l’impression qu’il y a moins d’enzymes car toutes les enzymes qui ont fixé l’inhibiteur ne sont pas actives.KM inchangé et Vmax diminuée.

2 – Les activateurs

Ils favorisent la réaction.

3 – Les effecteurs allostériques

Ils peuvent être inhibiteurs ou activateurs.

Au niveau d’une chaîne métabolique, ils vont agir sur une enzyme régulatrice ou allostérique, en général la première de la chaîne métabolique. L’effecteur métabolique est le dernier produit de cette chaîne, il a une structure éloignée du substrat de l’enzyme et n’agit donc pas par inhibition compétitive.

- Effet coopératif- Cinétique sigmoïde de la réaction

Le substrat allostérique permet la transition allostérique (passage de l’état tendu inactif à l’état relâché actif ou état catalytique et inversement).


V – ENZYMES ET METABOLISME CELLULAIRE

Une enzyme peut être nommée par : Son numéro d’ordre : le plus précis.

Enzyme désignée par EC puis classe, sous-classe, sous-sous-classe et numéro d’ordre de la sous-sous-classe.On distingue plusieurs classes.

EC1 : oxydoréductases. EC2 : transférases. EC3 : hydrolases. EC4 : lyases. EC5 : isomérases. EC6 : ligases.

son nom systématique : issu du donneur, de l’accepteur et du type de réaction. son nom recommandé : consacré à l’usage.

Modification covalente des enzymes :Certaines enzymes sont dites interconvertibles car leur activité catalytique peut être modulée de façon réversible par la fixation d’un groupement phosphate ou d’un nucléotide.

Elles possèdent 2 états d’activité :- efficacité catalytique élevée- efficacité catalytique faible.

Selon l’enzyme la forme phosphorylée ou non est plus active.


VI – LES PROTEINES KINASES

1 - Protéines kinases dépendantes de l’AMPc

Elles sont formées de 4 sous-unités (2 catalytiques et 2 régulatrices). La fixation de l’AMPc sur les sous-unités régulatrices permet le détachement des sous-unités catalytiques dont le site actif était masqué. La protéine kinase est alors active.

2 – Protéines kinases C

Le récepteur membranaire activé : - Se lie à une protéine G trimérique spécifique (Gq)- Active la phospholipase Cβ qui clive le PIP2 → IP3 (mimé par des ionophores) et diacylglycérol (DAG) (mimé par des esters de phorbol).

Remarque :Les protéines kinases sont reprises plus en détail dans le cours du Professeur SALVAYRE sur la communication cellulaire.


E - QCMs

QCM 1 : A propos des acides aminés.A. Tous les acides aminés naturels sont de la série D.B. La proline entraine une grande flexibilité structurale des protéines dans lesquelles elle se trouve.C. Le groupement carboxylique de l'acide acétique est 100 plus acide que celui de la glycine.D. Les acides aminés apolaires interviennent sur la disposition des molécules d'eau dans l'entourage des protéines.E. Le groupement alcool primaire de la sérine et le groupement thiol de la méthionine constituent d'excellents nucléophiles.

QCM 2 : Lors des cinétiques enzymatiques, les inhibiteurs compétitifs A. ressemblent aux substrats.B. augmentent le Km.C. diminuent le Km.D. voient leur action diminuée si la concentration de substrats augmente.E. diminuent le Vmax.

QCM 3 : A propos de quelques protéinesA. La calmoduline est une protéine de bas poids moléculaire (PM) composée de 5 domaines qui vont pouvoir fixer 4 Ca++.B. La fixation du Ca++ à la calmoduline est un phénomène de type coopératif.C. L'insuline a un PM d'environ 5700.D. Le dosage du peptide C permet d'évaluer la sécrétion d'insuline chez les patients. E. Lors d'une transition allostérique, la protéine passe d'un état R inactif à un état T actif.

QCM 4 :Au sujet de l'hémoglobine : A. C'est une protéine allostérique.B. Elle a une affinité qui dépend du pH contrairement à la myoglobine.C. Le 2-3 DPG entraine une libération d'oxygène.D. L'hémoglobine a une meilleur affinité pour l'oxygène que la myoglobine.E. L'hémoglobine maternelle a une affinité plus importante pour l'oxygène que l'hémoglobine foetale.

QCM 5 : A propos du mécanisme d'action des enzymes.A. Elles agissent en petites quantités.B. Elles sont fortement modifiées au cours de la réaction.C. Elles abaissent l'énergie d'activation.D. Elles ne modifient pas la vitesse initiale de la réaction.E. Elles ne modifient pas le pH de la solution réactionnelle.

QCM 6 : A propos de la cinétique enzymatique de type michaelienne, quelle(s) (e)st l(es) équation(s) permettant de calculer la vitesse en fonction de la concentration en substrat :A. V= (Vmax*S) / (Km+[S])B. V= (Vmax*(Km+[S])) / (Km+[S])C. 1/V= (1/Vmax) + (Vmax/(Km+[S]))D. 1/V= (Km+[S]) / (Vmax*[S])E. 1/V= (Km/(Vmax*[S])) / (1/Vmax)


QCM 7 : A propos des constantes de Michaëlis d'une enzyme pour 4 substrats notés de A à D, quelle est celui pour laquelle l'affinité est la plus grande.A. 3.10-3

B. 4.10-3

C. 7,9.10-2

D. 2,2.10-4

E. La constante de Michaëlis n'a rien à voir avec l'affinité de l'enzyme pour le substrat.

Correction:

QCM 1 : DA. Tous les acides aminés naturels sont de la série L.B. C'est la glycine : étant donné qu'elle représente le plus petit acide aminé, elle prendra pas beaucoup de places dans l'espace et permettra ainsi à la protéine de se replier dans l'espace.C. C'est l'inverse : Le groupement carboxylique de la glycine est 100 plus acide que celui de l'acide acétique.E. Groupement thiol de la CYSTEINE.

QCM 2 : ABDE. Le Vmax est inchangé.

QCM 3 : BCDA. La calmoduline a un haut PM d'environ 17000 et est constituée de 4 domaines de fixation!E. Etat R (relaché) est actif alors que l'état T ( tendu) est inactif. ATTENTION!!

QCM 4 : ABCA. Vrai : C'est pourquoi la courbe de l'affinité de l'oxygène pour l'hémoglobine a la forme d'une sigmoïde (courbe en forme de S). Pour rappel, si le procédé est non coopératif, la courbe aura la forme d'une hyperbole.D. C'est le contraire! La myoglobine a une meilleur affinité pour l'oxygène.E. L'hémoglobine foetale a une meilleure affinité.

QCM 5 : ACEB. Enzymes NON modifiées.D. Elles augmentent la vitesse initiale.

QCM 6 : ADE Les formules ADE récapitulent celles qui permettent de calculer la vitesse en fonction de la concentration en substrat.E. faux.QCM 7 : D Le Km est inversement proportionnel à l'affinité de l'enzyme pour le substrat.




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2ème PARTIE

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LES GLUCIDES

Cours du Dr MAUPAS-SCHWALM

SYNTHESE et QCM rédigés par

- Marie VISCARDI pour les oses

- Célia MUNOZ pour les osides


LES GLUCIDES

On les appelle : Sucre, glucide ou hydrate de carbone : Cn(H2O)n

On peut les classer : Oses (glucides simples) : monosaccharidesOsides (glucides complexes)

Holosides (composés seulement d’oses)Hétérosides (composés d’oses ou de dérivés d’oses + groupement non

sucré « aglycone »).

A - LES OSES : LES MONOSACCHARIDES

I - DEFINITION

Ce sont les glucides les plus simples (avec 3 carbones ou plus).

Ils ont : 1 fonction carbonyle des fonctions alcool (2 minimum)

~ si la fonction est un aldéhyde → Aldose~ si la fonction est une cétone → Cétose

II - CLASSEMENT

1 - A partir de la fonction carbonyle

Aldoses dérivent de la glycéraldehyde CHO est toujours n°1 Cétoses dérivent de la dihydroxyacétone C=O est toujours n°2 et ils ont CH2OH-C=O en commun

2 - A partir du nombre de carbones

Aldoses Cétoses3C → trioses → aldotrioses → cétotrioses4C → tétroses → aldotétroses → cétotétroses 5C → pentoses6C → hexoses…


III – NOTION DE SERIE ET DE FILIATION

1 - Série = Convention

La convention de série se décide à partir du OH de l’alcool secondaire de plus haut indice de numérotation.

→ OH de l’avant dernier C

CHO CHO CHO׀ ׀ ׀ H – C – OH OH – C – H H – C – OH׀ ׀ ׀ CH2OH CH2OH OH – C– H ׀ ( D-Glycéraldéhyde ) ( L-Glycéraldéhyde ) CH2OH

( L-Thréose)

CHO CHO׀ ׀ OH – C – H H – C – OH׀ ׀ OH – C– H OH – C – H׀ ׀ CH2OH H – C – OH ׀ ( L-Erythrose ) CH2OH

( D-Xylose )

► Lorsque le OH est à droite → série D► Lorsque le OH est à gauche → série L

Remarque : Les sucres naturels sont presque tous de série D.


2 - Filiation des aldoses de la série D

Le C se rajoute entre le C n°1 et le n°2.

1CHO │ 2C─ │ 3CH2OH (D.Glycéraldéhyde)

CHO CHO │ │ ─C C─ │ │ C─ C─ │ │ CH2OH CH2OH (D.Thréose) (D.Erythrose)

CHO CHO CHO CHO │ │ │ │ ─C C─ ─C C─ │ │ │ │ ─C ─C C─ C─ │ │ │ │ C─ C─ C─ C─ │ │ │ │ CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH (D.Xylose) (D.Ribose)

CHO CHO CHO CHO CHO CHO CHO CHO │ │ │ │ │ │ │ │─C C─ ─C C─ ─C C─ ─C C─ │ │ │ │ │ │ │ │─C ─C C─ C─ ─C ─C C─ C─ │ │ │ │ │ │ │ │─C ─C ─C ─C C─ C─ C─ C─ │ │ │ │ │ │ │ │ C─ C─ C─ C─ C─ C─ C─ C─ │ │ │ │ │ │ │ │ CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH (D.Galactose) (D.Mannose)(D.Glucose)


3 - Filiation des cétoses

Le C se rajoute entre le C n°2 et le n°3.

1 CH2OH │ 2C=O │ 3CH2OH (Dihydroxyacétone)

CH2OH CH2OH │ │ C=O C=O │ │ C─ ─C │ │ CH2OH CH2OH (Série D) (Série L)

On obtient alors 8 cétohexoses.

Exemples : Pentose Hexose CH2OH CH2OH │ │ C=O C=O │ │ C─ ─C │ │ C─ C─ │ │ CH2OH C─ (D.Ribulose) │ CH2OH (D.Fructose)


IV - ISOMERIE ET POUVOIR ROTATOIRE

Si on a un C* → pouvoir rotatoire

Attention :Il n’y a aucun rapport entre la notion de série qui est une convention (donc décidée) et le pouvoir rotatoire qui est une propriété physique.

Série = convention → D ou LPouvoir rotatoire = propriété physique → + ou –

Exemple :D-glucose → dextrogyre (+)D-fructose → lévogyre (-)

Ecrire l’énantiomère d’un sucre de la série D :

CHO CHO CHO׀ ׀ ׀ C – – C C – ׀ ׀ ׀ – C C – – C ׀ ׀ ׀ C– – C C –׀ ׀ ׀ C– – C – C ׀ ׀ ׀ CH2OH CH2OH CH2OH

Plan de symétrieD-glucose L-glucose L-idose

Attention : Lorsque vous faites le symétrique, il faut inverser tous les substituants et non pas seulement le OH de l’avant dernier C, car dans ce cas on obtient un autre composé (ici de l’idose).


V - STRUCTURE DE TOLLENS

Anomérie α et β

Tollens explique qu’en milieu les aldohexoses se cyclisent et donc n’ont pas toutes les propriétés de la fonction carbonyle.

H O+ H H O-H pont oxydique \ // / \ / C- <O CH2OH C* —— O CH2OH / \ / ———→ / \ /C C C C \ / \ \ / \ C – C H C —— C H

1 - La cyclisation

Lors de la cyclisation on obtient 2 isomères appelés anomères α et β- α : OH ( du C n°1, du carboxyle ) du même côté que le OH de la série.- β : OH ( du C n°1, du carboxyle ) du côté opposé du OH de la série.

H O-H OH H\ / \ /C1 ———- C ——-—׀ ׀ C2– C– ׀ ׀

–C3 O –C O ׀ ׀ C4– C– ← pont oxydique ׀ ׀ C5 ——-— C ׀ ׀ CH2OH CH2OH

(α-D-glucopyranose) (β-D-glucopyranose)

→ α-D-glucopyranose et β-D-glucopyranose sont des anomères.


2 - Les formes de cycle

On a 2 formes de cycles :Pyrane ( cyclisation 1 → 5 ) Furane ( cyclisation 1 → 4 )

H O-H OH H\ / \ /C1 ———- C ———-- ׀ ׀ C2– C– ׀ ׀

–C3 O –C O׀ ׀ C4– C ———-- ׀ ׀ C5 ———- C– ׀ ׀

CH2OH CH2OH(α-D-glucopyranose) (β-D-glucofuranose)

Pour les aldohexoses la forme pyrane est la plus stable et donc la forme furane est la moins stable.

Pour les cétohexoses c’est l’inverse, la forme furane est la plus stable et la forme pyrane est la moins stable.

CH2OH CH2OH׀ O-H ׀ C H-O – C׀ ׀ –C O – C ׀ ׀ C C– ׀ ׀ C C– O ׀ ׀ CH2OH CH2

(α-D-fructofuranose) (β-D-fructopyranose)


VI – STRUCTURE DE HAWORTH

H OH

C │ CH2OH C─ OH O │HO─C O │ HO OH OH C─OH C OH │ (α-D-glycopyranose) │ Haworth CH2OH(α-D-glycopyranose) Tollens

H OH

C │ forme pyranose C─ O │ CH2OH O ─C │ OH C─ │ C │ CH2OH(β-L-idopyranose)

Règles : Lorsque le substituant se trouve à droite chez Tollens alors il sera en bas dans la représentation de

Haworth. De même lorsque le substituant est à gauche chez Tollens alors il sera en haut chez Haworth. Pour le CH2OH il va du côté opposé à la cyclisation, il est alors à droite (→bas) ou bien à gauche

(→haut) Pour les angles :

- α : quand le OH (C n°1) est du même côté que le OH de la série- β : quand le OH (C n°1) est du côté opposé que le OH de la série

pour les placer :- si c’est une série D alors α est en bas et β en haut- si c’est une série L alors α est en haut et β en bas.


Technique pour aller plus vite : ● Imaginez que vous faite basculer la structure de Tollens de 90° vers la droite. Tout les

substituants qui se trouvent alors en bas sont en bas dans la structure d'Haworth et idem pour ce qui sont en hauts.

● Pour le dernier carbone, il se positionne toujours du côté opposé au cycle (encombrement stérique). Si la cyclisation se fait à gauche, le dernier carbone ira donc à droite dans la structure de Tollens et sera donc en bas dans la structure d'Haworth. Si au contraire la cyclisation est à droite, le dernier carbone ira à gauche et sera donc en haut dans la structure d'Haworth.

Une fois cette méthode (expliquée parfois en TD) comprise, vous pouvez oublier les règles précédentes qui souvent embrouillent beaucoup !

CH2OH │ forme furanose─C HO2HC O │ OH ─C │ O CH2OH C─ │ C │ β-D CH2OH(β-D-fructofuranose) CH2OH

OH

α-D

OH

C O │ C─ O │ OH ─C │ C C │ CH2OH C─ │ CH2OH(α-D-galactofuranose)


Le cycle pyrane a 6 sommets, donc il n’est pas plan. Dans l’eau on a un équilibre entre les formes chaises, la forme la + stable est celle qui contient le + grand nombre de substituants en position équatoriale.

La mutarotation est la variation du pouvoir rotatoire en fonction du temps. Autrement dit, il y a une modification de forme de l’ose dans l’eau.


VII – PROPRIETES DES OSES

Réaction des oses sous forme linéaire

Oxydation de la fonction aldéhyde : propriétés réductrices des osesAldoses Acides aldoniques

H - C=O OH-C=O

CH2OH CH2OH

Réduction de la liqueur de Fehling (aldose ET cétose)

I2 (ou Br2) en milieu alcalin (NaOH) (seulement pour les aldoses)

Oxydation enzymatique du glucose (seulement) par la Glucose oxydase

Oxydation pour les cétonesRéduisent la liqueur de Fehling On obtient une α-dicétone Pas de réaction avec I2

Oxydation par l’acide périodique (HIO4)Coupe entre les deux C pour :

—C— C— —C—C— —C—C—H OH OH OH O OH O αdiol α-cétol α-aldol si ces fonctions sont libres (non engagées dans une réaction), alors on a oxydation.

oxydation oxydationAlcool Carbonyle Acide ou CO2 Si un C subit une coupure → 1 degré d’oxydationSi un C subit une coupure → 2 degré d’oxydation


VIII - LES DERIVES DES OSES

1 – Hexosamines

CH2OH O Glucosamine (GlcN)

NH2

Toujours en n°2

CH2OH O Glucosamine-N-acétylée (GlcNAc)

NH-CO-CH3

2 – Acide N-acétylmuramique

Mur-N-Ac

Liaison étheroxyde CH2OH O CH3

│ H—C O │ NH-CO-CH3

COOH

Acide lactique + GlcNAc

→ constitue la paroi des bactéries


3 – Acide neuraminique et acides sialiques

Acide N-acétylneuraminique (NANA) = le + fréquent des acides sialiques.

L’acide neuraminique = acide pyruvique + D-mannosamine

COOH CHO COOH│ │ │C=O + H2N— C C=O│ │ │ CH3 HO —C CH2 Acide pyruvique │ │ C— C—OH │ │ C— H2N—C │ │ CH2OH HO—C D-mannosamine │ C— │ C— │ CH2OH

H3C CO O HN C— OH C— CH2OH H COOH

H

Acide Neuraminique Acide-N-Acetylneuraminique (NANA)

4 – Acides Uroniques

COOH O O OH COOH OH

Ac.α-D-glucuronique Ac.α-L-iduronique GlcUA IdUA


5 – Fucose

6-désoxy-β-L-galactopyranose

H OH C │ —C O │ CH3

O C— OH │ C— │ (Fuc) C │ CH3

6 – Acide L-ascorbique (Vitamine C)

6C, γ-lactone, ène-diol estérification interne acide/alcool

O ║ HOH2C OH C │ C O α C—OH ║ =O β C—OH O │ γ C ===== │ HO OH OH—C │ Acide ascorbique CH2OH

Avitaminose C (déficit en Vit C) Scorbut

La vitamine C maintient le Fe à l’état ferreux.La vitamine C est un anti-oxydant.


7 – Inositol

OH OH

OH

OH OH

OH Plan de symétrie

Pas de fonction réductrice9 isomères possiblesMyoinositol ou mésoinositol dans les lipides2ème messager hormonal


B- LES OSIDES : LES HOLOSIDES

Les osides sont des glucides complexes.

Les holosides sont des osides composés uniquement d’oses.

I - GENERALITES

1 - Deux types de liaison :- 1 → 4 avec ose réducteur- 1 → 1 sans ose réducteur

2 - Détermination de leur structure

2.1 - Nature des oses L’hydrolyse acide : elle coupe la liaison glycosidique La chromatographie : elle sépare et identifie

2.2 - Mode de liaison Si diholoside non réducteur :

La liaison se fait par fonction réductrice.

Si diholoside réducteur :Il faut savoir d’abord quel est l’ose réducteur et ensuite savoir s’il établit une liaison avec la fonction réductrice de l’autre ose.

On démarre par l’oxydation ( I2 ) puis l’hydrolyse puis la chromatographie pour identifier l’ose réducteur. Celui-ci sera sous forme d’acide après oxydation.

Pour savoir s‘il est lié avec la fonction réductrice de l’autre ose on suit différentes étapes. La perméthylation avec ICH3 qui se fixe sur tous les OH libres L’hydrolyse qui révèle les OH potentiels de la liaison glycosidique

- le OH (1) de l’ose non réducteur- les OH possibles de l’ose réducteur (4 ou 5…)

La dernière étape consiste à savoir si la liaison se fait avec 4 ou 5.Pour cela, on réalise une réduction au NaBH4 et une ouverture au HIO4.

2.3 - Nature α ou β de la liaison glycosidiqueOn utilise des enzymes qui hydrolysent spécifiquement une liaison α ou β d’un sucre.Ex : β-D-glucosidase ou α -D-glucosidase


II - LES DIHOLOSIDES

1 - Le saccharoseNon réducteurα-D-glucopyranosyl-(1→ 2)-β-D-fructofuranosidePeut-être coupé par :

- α-D-glucosidase- saccharase = β-D-fructosidase

2 - Le lactoseRéducteurβ-D-galactopyranosyl-(1→ 4)-α-(β)-D-glucopyranosePeut-être coupé par la lactase = β -D-galactosidase

Dans l’intestin, après l’action de la lactase, on retrouve du glucose et du galactose. Le galactose est ensuite dégradé en glucose sous l’action de différents enzymes.S’il existe une déficience de la 1ère enzyme de cette chaîne alors le sujet est atteint d’une galactosémie congénitale du nourrisson.On retrouve alors du galactose dans les urines ou le sang entraînant vomissements, diarrhée,…. MORT!

3 - Le maltoseRéducteurα-D-glucopyranosyl-(1→ 4)-α ou β-D-glucopyranosePeut-être coupé par la maltase = α-D-glucosidase


III - LES POLYHOLOSIDES

1 - L’amidonRéserve glucidique végétaleAmidon = amylose + amylopectineLes pourcentages relatifs de ces deux constituants varient en fonction des espèces.

1.1 - Amylose Linéaire Unités de glucose α unies 1→ 4 Présence de spires de 6 unités de glucose Les différentes chaînes sont associées par des liaisons hydrogènes

1.2 - Amylopectine Ramifiée Unités de glucose α unies 1→ 4 avec tous les 30 glucose des ramifications 1→6

Grains d’amidon = structure arborescente de l’amylopectine où les interstices sont comblés par des hélices d’amylose.

L’amidon attire l’eau.Il est donné lors des chocs hémorragiques et fait ainsi revenir le sang dans le secteur vasculaire.

maltasemaltose glucose

amylase maltaseamidon maltotriose glucose

α dextrinases + maltaseα dextrines glucose

2 - Le glycogèneRéserve glucidique animale.

Structure identique à l’amylopectine avec des ramifications plus fréquentes, tous les 10 glucoses.

Lors de la glycogénolyse, des enzymes coupent le glycogène pour libérer des glucoses et ainsi elles maintiennent stable la glycémie. Lorsque ces enzymes sont absentes on parle de glycogénoses.


3 - La celluloseElle constitue la paroi cellulaire des végétaux.Structure linéaire d’unités de glucose β (1→ 4)

Un glucose sur deux tourne de 180o pour permettre la formation de liaisons hydrogènes. Celles-ci rigidifient les chaînes et les associent entre elles. On a alors formation de fibres qui jouent un rôle crucial dans la digestion. Elles favorisent le transit intestinal.

4 - Les dextranesIls sont synthétisés par les bactéries et les levures.Chaînes de glucose α (1→ 6).

Les gels de dextran sont utilisés dans les chromatographies.


C - LES OSIDES : LES HETEROSIDES

Les osides sont des glucides complexes.

Les hétérosides sont des osides composés d’oses ou de dérivés d’oses et d’un groupement non sucré "aglycone".

I - GENERALITES

partie glucidique + partie non glucidiqueglycanne aglycanne

protéine lipide

protéoglycannes glycoprotéines glycolipidesglycoconjugués

Remarque 1On regroupe les glycoprotéines et les glycolipides en glycoconjugués parce que ces composés ont la même structure et les mêmes rôles biologiques.

Remarque 2On ne peut pas regrouper les protéoglycannes et les glycoprotéines parce qu’ils ont des structures et des rôles biologiques différents.

Protéoglycannes Glucides +++ / protéines + Chaînes linéaires, longues, répétitives Unités glucidiques unies par des liaisons glycosidiques α ou β

Glycoprotéines Protéines +++ / glucides + Chaînes ramifiées, courtes, très grande variété de glycannes Unités glucidiques unies par des liaisons glycosidiques α ou β


II - LES PROTEOGLYCANNES

1 - Les protéoglycannes des bactériesIls sont appelés muréines.Ils participent à la paroi des bactéries (rigidité de la paroi).Ils sont un enchaînement linéaire et répétitif d’unités glucidiques unies par des liaisons glycosidiques. Les sucres fréquemment retrouvés sont : Glc, GlcN, GlcNAc, Gal, GalN, GalNAc.

1 UNITÉ SOUVENT RETROUVÉE :

Ils présentent plusieurs intérêts : L’enzyme lysozyme (défense anti-bactérienne non spécifique) coupe l’unité entre les deux

sucres et détruit la paroi bactérienne. Certains antibiotiques, en inactivant les enzymes nécessaires à la construction de la paroi,

entraînent alors la mort de la bactérie. Les glycannes qu'ils contiennent sont responsables de la spécificité antigénique.

2 - Les protéoglycannes humains

2.1 - Structure

Les GAG sont des unités diosidiques constituées de : Hex NAc (Glc ou Gal) UA acide uronique (Glc ou Id)

Les sucres des GAG sont riches en groupements négatifs : -COO-

-HSO3-

En fonction des sucres constitutifs, des liaisons et du nombre de charges négatives, on dénombre 7 types de GAG : - Acide Hyaluronique - Chondroitines Sulfates - Kératane Sulfate I - Kératane Sulfate II - Héparine - Héparane Sulfate - Dermatane Sulfate


MurNAcacac

GlcNAcac

GAG (partie glucidique)glycoaminoglycannes

Fixéssur une protéine

La liaison avec la protéine peut se faire selon 3 modes différents :

Liaison O-glycosidique

protéine- CH - CH2 - O - (HexNAc - UA)n

sérine GAG

Liaison O-glycosidique

protéine- CH - CH2 - O - Xyl - Gal - Gal - (HexNAc - UA)n

sérine xylose GAG

Liaison N-glycosidique

protéine- CH - CH2 - CO - NH - (HexNAc - UA)n

asparagine GAGRemarque :

- 1 GAG → 1 seul type de liaison- sur 1 protéine → souvent le même type de GAG- si 1 GAG est lié sur une sérine, toutes les sérines de la protéines ne sont pas liées

2.2 - Exceptions structurales L’acide hyaluronique est un GAG seul, il n'est pas lié à une protéine. L’acide hyaluronique ne possède pas de groupement sulfate. Le kératane sulfate ne possède pas d’acide uronique.

2.3 - RôleLes protéoglycannes s’agrègent par l’intermédiaire de protéines de liaison à un acide hyaluronique pour former des AGRÉGATS.

Les charges négatives des GAG attirent Na+ et H2O permettant aux organes de résister aux forces de compression et d’étirement.

Les sites anioniques captent Ca et Phosphore pour former la structure minérale de l’os : HYDROXYAPATITE.

Cas particulier de l’héparine : ses charges négatives fixent des facteurs de coagulation. Elle a un rôle majeur d’anticoagulant.

2.4 - Synthèse Partie protéique dans le réticulum endoplasmique Partie glucidique dans l’appareil de Golgi grâce aux glycosyltransférases

2.5 - Dégradation Par des enzymes Si ce mécanisme est déficient ou absent cela peut entraîner des maladies de surcharge

MUCCOPOLYSACCHARIDOSES


III - LES GLYCOCONJUGUES et LES GLYCOPROTEINES

1 - GénéralitésLes glycoprotéines (GP) humaines sont : des enzymes, des protéines de membrane, des protéines de transport, des protéines plasmatiques (sauf albumine), etc.

Les changements de structure des GP de surface = métastases dans les cancers

Certaines GP sont des mucines ou agents protecteurs des parois de nos systèmes respiratoire, digestif,…

2 - StructureLa glycophorine sert d’exemple

PCOOH

INTERIEUR

membrane cellu laire

EXTERIEUR

Glycannes O fixés

Glycannes N fixés

Pas d’acide uronique dans les glycoprotéines.

Souvent le dernier sucre est un NANA.Il est précédé d’un GalNAc ou d’un Gal (encore avant).

La liaison avec la protéine peut se faire selon 3 modes différents : 1 er mode protéine

sérine – O – GalNAc O-glycosylprotéine

2 ème mode protéine

asparagine – NH – GlcNAc N-glycosylprotéine

Remarque :Toutes les N-glycosylprotéines commencent par les 5 mêmes sucres :

ManNH - GlcNAc - GlcNAc - Man

Man


3 ème mode GP ancrées par le glycophosphatidylinositol (GPI)On est dans le cas de protéines glycosylées ou les sucres sont fixés par des enzymes.Il ne faut pas les confondre avec les protéines glyquées fixées chimiquement.Remarque :L’hémoglobine glyquée permet l’exploration de la glycémie pendant les 6 à 8 semaines précédentes à la prise de sang.

3 - Synthèse

3.1 - Les O-glycosylprotéines Partie protéique dans le réticulum endoplasmique Partie glucidique dans l’appareil de Golgi grâce à des glycosyltransférases

3.2 - Les N-glycosyltransférases Partie protéique dans le réticulum endoplasmique (RE) Partie glucidique :

- synthèse de DOLICHOL : oligosaccharide à 14 sucres dans le RE- remaniement, transfert sur Asn de la protéine dans le RE- remaniement final dans l’appareil de Golgi grâce à des glycosyltransférases

4 - Rôle

4.1 - Protection des muqueusesExemple : Les mucines du tube digestif protégent de l’action des protéases.

4.2 - Durée de vie des GP La structure périphérique du glycanne joue un rôle important dans la durée de vie de la GP.

Gal NANA

Si une action d’une N-acetylneuraminidase coupe le NANA, la glycoprotéine est captée par le foie et détruite.

4.3 - Destinée des GP

P Glc NAc Man

: action N-acetylglucosaminidase

Si elle fonctionne, le Man P exposé est reconnu par le récepteur qui guide la GP vers le lysosome pour être dégradée. Si une maladie atteint cette enzyme, le Man P n’est pas exposé et la GP sera secrétée dans le sang.


4.4 - Diagnostic biologiqueDosage de la transférrine désialysée :

sujet normal : % important de molécules de transférrine riches en NANA (6 à 8 antennes de NANA) sujet alcoolique : % important de molécules pauvres en NANA (0 à 2)


C – QCM

I – QCM SUR LES OSES

QCM 1 : A propos des osesA. L’oxydation de la fonction alcool primaire du glucose conduit à l’acide glucuronique.B. Le glucose donne de l’acide glucarique par oxydation douce de la fonction aldéhyde.C. Les oses sont solubles dans l’eau.D. C’est le processus d’oxydation qui est responsable du phénomène de mutarotation des oses.E. Tous les oses présentent en solution le phénomène de mutarotation.

QCM 2 : A propos des glucidesA. Les oses sont des glucides simples.B. Les osides sont des glucides complexes.C. Les holosides peuvent contenir une partie aglycone. D. Les hétérosides ne peuvent pas contenir des lipides dans leur structure.E. Les glucides se divisent en oses et en osides.

QCM 3 : A propos des oses A. Les sucres naturels sont presque tous de la série L.B. Le ribose est un pentose.C. La notion de série se définit à partir de la position de l’alcool secondaire de plus bas indice de

numérotation. D. Il existe 16 stéréoisomères optiques possibles pour les aldohexoses.E. Tous les oses recolorent le réactif de Schiff.

QCM 4 : Concernant les osesA. Tous les oses de la série D sont dextrogyres.B. Les aldoses de la série D dérivent tous du (+) glyceraldéhyde.C. Les aldohexoses sont réducteurs.D. Les aldoses se présentent sous la forme furanose principalement.E. Le carbone 1 d’un ose ne peut jamais s’unir à un autre ose par une liaison ester.

QCM 5 : Concernant l’anomérie des oses A. Deux oses anomères sont énantiomères.B. L’anomérie est la conséquence de la structure cyclique des oses.C. En tenant compte de l’anomérie, il existerait 32 aldohexoses et 16 cétohexoses différents.D. Par exemple, le mannose peut se cycliser sous deux formes anomères : pyranose et furanose.E. L’anomérie permet de multiplier par deux le nombre d’isomères d’un ose.

QCM 6 : La forme cyclique d’un ose peut être démontrée par :A. L’existence de 2 formes anomères pour un même ose.B. La formation d’un ½ acétal par action d’un alcool en présence d’un acide. C. La présence du pouvoir réducteur.D. L’absence de coloration du réactif de Schiff.E. L’oxydation par l’iode.


QCM 7 : A propos des oses A. Les aldoses comme les cétoses réduisent la liqueur de Fehling.B. L’oxydation d’une dihydroxyacétone par l’acide périodique donne un CO2 et deux acides

formiques.C. Une liaison glycosidique est hydrolysable en milieu alcalin. D. La glucose oxydase oxyde le glucose en acide gluconique.E. Les aldoses peuvent réagir avec I2 en milieu acide pour donner des acides aldoniques.

QCM 8 : Dans une solution d’α-D-glucopyranose, on fait agir de l’iode. Quels sont les produits obtenus ?

COOH CH2OH CHO COOH CH2OH O —O

CH2OH CH2OH COOH COOH

A B C D E

QCM 9 : A partir de quel(s) composé(s) suivant(s) et par réduction peut-on obtenir ce polyalcool.

CH2OH

H OH HO H H OH H OH

CH2OHA. GlucoseB. GalactoseC. RiboseD. FructoseE. Acide glucuronique

QCM 10 : A propos des oses A. A l’équilibre, en solution, il y aura autant de forme α que de forme β pour un ose déterminé.B. Après le phénomène de mutarotation, la majorité des oses sont sous forme ouverte.C. Tous les oses présentent en solution le phénomène de mutarotation.D. Le α-D-glucopyranose est thermodynamiquement plus stable que le β-D-glucopyranose.E. Le phénomène de mutarotation s’exprime sous la forme d’une variation de pouvoir rotatoire


QCM 11 : A propos des oses A. Le glucose peut présenter dans l’espace 8 stétéoisomères au maximum.B. Le mannose peut présenter dans l’espace 4 stéréoisomères au maximum.C. Le ribose peut présenter dans l’espace 8 stéréoisomères au maximum.D. Le glucose peut présenter dans l’espace 16 stéréoisomères au maximum.E. Le fructose peut présenter dans l’espace 4 stéréoisomères au maximum.

QCM 12 : A propos de l’oxydation des oses A. Cette oxydation peut s’effectuer par l’action des halogènes.B. Cette oxydation peut s’effectuer par l’action de l’acide périodique.C. Cette oxydation peut s’effectuer grâce à la liqueur de Fehling.D. Cette oxydation peut s’effectuer grâce au réactif de Schiff.E. Les acides uroniques sont des composés obtenus par l’oxydation des oses en présence d’acide

nitrique concentré.

QCM 13 : Parmi les sucres suivants le(s)quel(s) est(sont) capable(s) de donner une réaction positive avec la liqueur de Fehling ?A. GlucoseB. FructoseC. SaccharoseD. LactoseE. Désoxyribose

QCM 14 : A propos de ces molécules

CH2OH —O CH2OH O CH2OH OH CH2OH

A. Ces 2 molécules correspondent à la forme linéaire et cyclique du même ose.B. La forme cyclique est un α-D-fructofuranose.C. La forme cyclique est un α-L-fructofuranose.D. Seule la forme cyclique possède un pouvoir réducteur.E. La forme linéaire est du L-fructose.

QCM 15 : A propos des acides neuraminiquesA. Il s’agit d’un aldose à 9 atomes de carbone.B. L’acide neuraminique peut être considéré comme la condensation d’un acide pyruvique et d’un

D-mannosamine.C. Peut être retrouvé dans des glycolipides et des glycoprotéines.D. Sous sa forme cyclique le pont s’établit entre C2 et C6.E. L’acide N-acetylneuraminique est le plus courant des acides sialiques.


QCM 16 : La vitamine CA. C’est une γ-lactone.B. L’acide D-ascorbique est aussi appelé vitamine C. Sa carence provoque le scorbut.C. Dans l’organisme on la trouve sous 2 formes : l’acide ascorbique et l’acide déhydroascorbique.D. Elle maintient le fer à l’état ferreux grâce à ses propriétés réductrices.E. L’acide ascorbique possède une fonction acide.

QCM 17 : A propos des glucidesA. Presque tous les glucides ont la formule brute suivante: Cn(H2O)n.B. Les glucides ou hydrates de carbone sont constitués d'une chaine carbonée associée à des molécules d'eau.C. Les glucides simples peuvent être l'assemblage de sucres identiques liés entre eux par une liaison simple.D. Les protéoglycanes et les glycoprotéines sont des hétérosides constitués d'une partie glucidique et d'une partie protéique.E. Les glucides les plus simples ont au moins deux carbones.

QCM 18 : Les glucidesA. La fonction carboxyle de la glyceraldéhyde est sur le carbone n°1.B. La glyceraldéhyde dérive du glycérol.C. La dihydroxyacétone présente deux fonctions alcool et une fonction cétone portée par le carbone n°1.D. Un cétotétrose est un sucre à quatre carbones et portant une fonction cétone sur le carbone n°2.E. Quand un sucre est dit de la série D, cela signifie que l'alcool secondaire du carbone de plus haut indice est à droite sur la représentation de Fischer.

QCM 19 : Filiation des osesA. La D-glyceraldéhyde et la L-glyceraldéhyde sont des anomères.B. Mannose et glucose ne diffèrent que par la configuration de leur carbone n°2 respectifs.C. Un aldopentose possède trois carbones asymétriques.D. La filiation du L-glyceraldéhyde donne 16 aldohexoses stéréoisomères optiques.E. La filiation suivante est possible:


QCM 20 : A propos des glucides :A. On les appelle aussi les hydrates de carbone.B. Ils ont un rôle important de réserve énergétique autant chez les animaux que les végétaux.C. La cellulose est la réserve énergétique végétale.D. Les glucides complexes, osides, sont constitués de sucres ainsi que d'un groupement non sucré, aglycone.E. Les oses contiennent une fonction alcool et des fonctions carbonyles.


II – CORRIGE DES QCM SUR LES OSES

QCM REPONSES VRAIES1 ACE2 ABE3 BD4 BC5 BCE6 AD7 AD8 AD9 ADE

10 CE11 CD12 ABC13 ABDE14 BE15 BCDE16 ACD17 AD18 BDE19 BC20 AB

QCM 1 : ACEB. HNO3 et non oxydation.D. Pas l’oxydation. C'est le fait que certains oses s'ouvrent et se recyclisent soit en alpha soit en β.

QCM 2 : ABEC. Les hétérosides.D. Contre-exemple : les glycolipides sont des hétérosides.

QCM 3 : BDA. Série D.C. OH de l’alcool secondaire de plus haut indice.E. Par exemple sous la forme cyclique ils ne le recolorent pas.

QCM 4 : BCD. Pyranose.E. Si les cétoses.

QCM 5 : BCED. Pyranose et furanose ne sont pas des anomères, c'est alpha et béta !

QCM 6 : ADB. Formation de deux ½ acétals.C. Le pouvoir réducteur des oses a été vu avec la forme linéaire.E. L'iode oxyde l'ose sous forme linéaire


QCM 7 : ADB. Donne CO2 et deux HCHO aldéhyde méthanoïque (méthanal)

CH2OH HCHO

C=O CO2

CH2OH HCHO

C. C’est en milieu acide.E. En milieu alcalin.

QCM 8 : AD

QCM 9 : ADE

QCM 10 : CEA. Il y aura une majorité de la forme la plus stable.B. Sous forme cyclique.D. L’inverse.

QCM 11 : CDA. 16 (4 carbones asymétriques : 24=16)B. 16E. 8

QCM 12 : ABCD. Le réactif de Schiff agit sur l'aldhéhyde après action de HIO4E. Les acides ariques.

QCM 13 : ABDE

QCM 14 : BE

QCM 15 : BCDEA. Ce n'est pas un aldose !

QCM 16 : ACDB. L'acide L-ascorbique

QCM 17 : ADB. Les sucres sont des chaines carbonée porteuses de fonctions alcool et d'une fonction carbonyle.C. Les glucides simples sont des sucres seuls.E. Au moins trois carbones.

QCM 18 : BDEA. La fonction carbonyle.C. La fonction cétone est toujours en C2.


QCM 19 : BCA. Ils sont des isomères.D. Cette filiation ne donne que 8 aldohexoses stéréoisomères.E. Attention: le carbone inséré est entre le C1 et C2 de la molécule mère, donc le pentose de droite gauche

QCM 20 : ABC. Le cellulose est un constituant de la paroi des végétaux. C'est l'amidon qui est la réserve énergétique des végétauxD. Les osides peuvent ne contenir que des sucres, ce sont des holosides.E. C'est l'inverse, ils ont une seul fonction carbonyle et plusieurs fonctions alcools.


III – QCM SUR LES OSIDES

QCM 1 : A propos des diholosidesA. Le saccharose et le lactose possède une liaison glycosidique de type (1→ 4).B. Le saccharose est non réducteur.C. Le maltose peut être coupé par une α –D-galactosidase.D. Cette coupure libère deux sucres identiques. E. Le saccharose peut être coupé par une β-D-fructosidase.

QCM 2 : Le β-D-galactopyranosyl-(1→ 4)-α-(β)-D-glucopyranoseA. Est un sucre réducteur.B. Est sensible à une β-D-glucosidase.C. S’appelle aussi le fructose.D. Est sensible à une lactase.E. Peut être à l’origine une galactosémie congénitale suite à une anomalie dans sa dégradation.

QCM 3 : Au sujet des polyholosidesA. L’amidon est un mélange d’hélices d’amylopectine dans les interstices de l’amylose

arborescente.B. La cellulose joue un rôle important dans le transit intestinal.C. Le glycogène, par son métabolisme, est une source énergétique importante chez l’homme.D. 1 glucose sur 2 des dextranes effectue une rotation de 180o.E. Amidon, glycogène et dextranes possèdent des liaisons glycosidiques de type α(1→ 6).

QCM 4: A propos des protéoglycannes des bactériesA. Leur structure est un enchaînement d’unités glucidiques très variées.B. Ils contribuent à la rigidité de la paroi des bactéries.C. Le lysozyme qui peut couper spécifiquement ces protéoglycannes appartient au groupe de

défense anti-bactérienne spécifique.D. La partie glycannique de ces protéoglycannes est responsable de la spécificité antigénique.E. Ils sont aussi appelés muréines.

QCM 5 : Concernant les protéoglycannes humainsA. Ils sont pauvres en groupements négatifs.B. Une carence en enzymes de dégradation conduit à des maladies de surcharge.C. Leur liaison avec les protéines peut se faire selon 2 modes : O-glycosidique et N-glycosidique.D. Les GAG d’une même protéine sont très variés.E. Ils rentrent dans la structure de la substance fondamentale.

QCM 6 : Au sujet des protéoglycannes humainsA. L’héparine et l’acide hyaluronique ne possèdent pas de groupements sulfate.B. L’héparane sulfate ne possède pas d’acide uronique.C. Les chondroitines sulfates 4 et 6 sont les plus abondants.D. L’héparine parce qu’elle possède peu de groupements négatifs peut se lier aux facteurs de

coagulation ce qui explique son rôle anticoagulant.E. On dénombre 7 types de GAG.


QCM 7 : A propos des glycoconjuguésA. Ils ne contiennent jamais d’acide uronique.B. Il se terminent souvent avec la séquence Glc ou GlcNAc-NANAC. Toutes les O-glycosylprotéines ont leurs glycannes qui commencent par les mêmes sucres.D. Les protéines glyquées ont leurs sucres fixés par des enzymes.E. L’hémoglobine glyquée explore la glycémie pendant les 6 à 8 jours précédents la prise de sang.

QCM 8 : Synthèse des glycoprotéinesA. La synthèse des O-glycosylprotéines passe par l’intermédiaire d’un dolichol.B. La synthèse des O-glycosylprotéines nécessite des glycosyltransférases spécifiques à chaque

sucre.C. La synthèse de la partie protéique se fait dans le réticulum endoplasmique.D. La synthèse de la partie glycannique pour les O-glycosidiques est identique à celle des N-

glycosidiques.E. La synthèse de la partie glycannique des N-glycosidiques se fait entièrement dans l’appareil de

Golgi.

QCM 9 : A propos des différents rôles des glycoprotéines (GP)A. Les GP désialysées par la N-acétylneuraminidase ne sont plus dégradées par le foie.B. La céruloplasmine transporte spécifiquement le cuivre.C. Les GP peuvent protéger les muqueuses du tube digestif. On parle alors de mucines.D. Le dosage des GP peut permettre le dépistage de l’alcoolisme chronique.E. Les GP sont secrétées dans le sang en l’absence de N-acétylglucosaminidase.

QCM 10 : Le α-D-glucopyranosyl-(1→ 4)-α(β)-D-glucopyranoseA. S’appelle aussi le lactose.B. Demande pour la perméthylation par l’iodure de méthyle 7 molécules de ICH3.C. Donne après la perméthylation et l’hydrolyse acide du tétraméthylglucose et du triméthylglucose.D. Donne après la réduction par AlLiH4 et le traitement par l’acide périodique 2 molécules d’acide

formique et 2 molécules d’aldéhyde formique. E. Cette dernière réaction aura nécessité 4 molécules d’acide périodique.

QCM 11 : Soit le triholoside réducteur suivant :β-D-galactopyranosyl-(1→ 4)-β-D-glucopyranosyl-(1→ 4)-α-L-mannopyranose.Ce triholoside est réduit par AlLiH4 avant d’être soumis à l’acide périodique HIO4. Quel sera le bilan de la réaction en terme de molécules d’acide périodique consommées et de molécules d’acide formique et de formaldéhyde formées ?A. 5 HIO4, 2 HCOOH, 2 HCHOB. 6 HIO4, 3 HCOOH, 1 HCHOC. 6 HIO4, 3 HCOOH, 2 HCHOD. 7 HIO4, 3 HCOOH, 2 HCHOE. 7 HIO4, 2 HCOOH, 3 HCHO


QCM 12 : Un oligoholoside soumis à une perméthylation suivie d’une hydrolyse donne :- 2, 3, 6 triméthylhéxose- 1, 3, 4, 6 tétraméthylhéxose- 2, 3, 4, 6 tétraméthylhéxose.

Ce composé peut être :1. α-D-galactopyranosyl-(1→ 4)-α-D-glucopyranosyl-(1→ 2)-β-D-fructopyranoside2. α-D-galactopyranosyl-(1→ 4)-saccharose3. β-L-galactopyranosyl-(1→ 4)-β-L-glucopyranosyl-(1→ 2)-α-L-fructofuranoside 4. β-L-galactopyranosyl-(1→ 4)-α-D-glucopyranosyl-(1→ 2)-β-D-fructofuranoside5. β-L-galactofuranosyl-(1→ 4)-α-D-mannopyranosyl

A) 1+2+3+4 B) 1+3+4+5 C) 2+3+4 D) 1+2+5 E) 3+4+5

QCM 13 : Soit la molécule suivante, diosidique (« ose » par sa nomenclature): Glu-Gal. Après perméthylation et hydrolyse acide, quelles sont les molécules que l'on peut retrouver?A. 2,3,4,6 tétraméthylgalactopyranose.B. 2,3,4,6 tétraméthylglucopyranose.C. 2,3,6 triméthylgalactofuranose.D. 1,3,6 triméthylgalactopyranose.E. 2,4,6 triméthylgalactopyranose.

QCM 14 : A propos des hétérosides:A. Les glycolipides et les glycoprotéines constitues les glycoconjugués.B. Les protéoglycanes et les glycoprotéines sont notamment différenciables par leur rôle biologique.C. Dans les glycoprotéines, le glycane est constitué d'une chaine glucidique courte et très ramifiée. D. Sur ces mêmes chaines, seule les liaisons 1-1 et 1-4 existent.E. Les protéoglycanes contiennent plus de protéines que de sucres et ces sucres se disposent sous forme de très longue chaine linéaire d'unités glucidiques répétitives.

QCM 15 : A propos du rôle des protéoglycanes humains:A. L'acide hyaluronique va, quand il est lié a une protéine, attirer de l'eau grâce aux charges négatives portés par ses groupements sulfates.B. C'est en particulier par ses charges négatives que l'héparine a un rôle anticoagulant.C. Les protéoglycanes forment de volumineux agregats car les chaines des GAG sont rigides et ils se fixent sur un acide hyaluronique par l'intermédiaire de protéines de liaisons.D. Les protéoglycanes les plus rencontrés sont les chondroitines sulfates que l'on trouve dans la structure des os et du cartilage.E. Ils ont notamment pour rôle de protéger les organes des chocs extérieurs.


IV – CORRIGE DES QCM SUR LES OSIDES

QCM REPONSES VRAIES1 BDE2 ADE3 BCE4 BDE5 BE6 CE7 A8 BC9 BCDE

10 CD11 Aucune12 C13 BC14 ABC15 BCDE

QCM 1 : BDEA.Le saccharose a une liason de type (1→ 2).C. α-D-glucosidase.

QCM 2 : ADE B. La lactase est aussi une β-D-galactosidase.C. Le lactose.

QCM 3 : BCEA. C’est l’inverse, hélices d’amylose et arborescence d’amylopectine.D. Vrai pour les glucoses de la cellulose.

QCM 4 : BDEA. Très répétitive.C. Défense bactérienne non spécifique.

QCM 5 : BEA. Ils sont riches en groupements négatifs.C. Suivant 3 modes.D. Souvent mêmes GAG sur une protéine.

QCM 6 : CEA. Vrai seulement pour l’acide hyaluronique.B. Ceux sont les kératanes sulfates.D. Son rôle anticoagulant est dû à beaucoup de charges négatives.

QCM 7 : AB. Par la séquence Gal ou GalNAc- NANA.C. Ce sont les N-Glycosylprotéines.D. Elles sont fixées chimiquement.E. Pendant 6 à 8 semaines.


QCM 8 : BCA. Le dolichol est un intermédiaire pour les N-glycosidiques.D. Différente.E. Elle démarre dans le réticulum endoplasmique.

QCM 9 : BCDEA. Au contraire, elle seront dégradées par le foie.

QCM10 : CDA : Le maltose.B : 8 molécules de ICH3.E : 5 molécules d’acide périodique.

QCM 11 : Tout Faux

QCM 12 : C Dans le composé 1, le β-D-fructopyranoside donne 1, 3, 4, 5 tétraméthylhéxoseDans le composé 5, le β-L-galactofuranosyl donne 2, 3, 5, 6 tétraméthylhéxose


CH2OH

CH2OH

C

C

C

C

OH

HCHO

Bilan HIO4 :7 HIO4 consommées2 HCOOH3 HCHO

HCOOH

CH2OH

CH2OH

CH2OH

C

C

C

C

HCHO

HCOOH

HCHO

CH2OH CH2OH

CH2OH

CH2OH

CH2OH

OHH2C

CH2OH

CH2OH

CH2OH

OHH2C

CH2OH

Structure du β-L-galactopyranosyl-(1→ 4)-α-D-glucopyranosyl-(1→ 2)-β-D-fructofuranoside

QCM 14 : ABCD : Tous les types de liaison existent (1-1, 1-2,1-3...) E : Ils contiennent plus de sucres que de protéines.

QCM 15 : BCDEA : L'acide hyaluronique n'est pas lié à une protéine et n'a pas de groupement sulfate.




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3ème PARTIE

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LES LIPIDES

Cours du Pr LEVADE

SYNTHESErédigée par

Célia MUNOZ - Pauline PECQUEUR


LES LIPIDESPlusieurs classifications sont possibles pour les lipides en fonction de leurs caractéristiques. Il n’en existe pas d’unique, on suivra donc le plan du cours.

les acides gras les eicosanoides les lipides simples : glycérides, cérides , étholides, étheroglycérides et stérides les lipides complexes : glycérophospholipides, glycéroglycolipides et sphingolipides les dérivés isopréniques les lipoprotéines

→ Propiétés physico-chimiques :

• Polarité/solubilité :• + il y a de carbones, + c'est hydrophobe.• + il y a de groupements polaires, + c'est hydrophile.

Dans les solvants : un lipide apolaire sera soluble dans un solvant apolaire (ex :CE/hexane). De même un lipide polaire sera soluble dans un solvant polaire (Gangliosides/eau).

Dans l'eau :• Lipides non polaires : totalement insolubles => β Carotènes• Lipides amphiphiles se détachent en 3 groupes :

1- Lipides amphiphiles hydrophobes (insolubles) dans l'eau :=> AG à longues chaines, TAG, DAG, CE. Forment des micro-émulsion.2- Lipides amphiphiles vrais => lipides membranaires +++ (phospolipides, shingolipides). Forment des liposomes.3- Lipides amphiphiles hydrophiles (solubles) dans l'eau => AG à courtes chaines, sels biliaires. Forment des micelles si leur concentration est élevé ou restent en monomères dispersés dans l'eau si leur concentration est plus faible.


A - LES ACIDES GRAS (AG) :

I – LES ACIDES GRAS A CHAINE LINEAIRE :

1 – Les acides gras saturés

Notés Cn:xAvec n pour le nombre de carbones et x pour le nombre de doubles liaisons

C16:0 est l’acide palmitique C18:0 est l’acide stéarique C20:0 est l’acide arachidique

Jusqu’à 12 C, on a une chaîne courte.Entre 12 et 16 C, on a une chaîne moyenne.Entre 16 et 22 C, on a une chaîne longue.Au-dessus de 22 C, on a une chaîne très longue.

En cas d’anomalies du fonctionnement des peroxysomes (maladie génétique), les acides gras à très longue chaîne s’accumulent.

2 – Les acides gras insaturés

Notés de la même façon, ils sont classés en séries métaboliques du type série ω6 = n-6 avec n pour le nombre de C totaux et 6 le nombre de C séparant l’extrémité CH3 de la molécule et la dernière double liaison en partant du COOH.

Les différents types de séries : série oléique n-9 qui a pour précurseur C18:1.

C18:1 → C18:2 → C20:2 → C20:3

série linoléique n-6 qui a pour précurseur C18:2.C18:2 → C18:3 → C20:3 → C20:4

série linolénique n-3 qui a pour précurseur C18:3.C18:3 → C18:4 → C20:4 → C20:5


Les AG linoléique C18:2 et linolénique C18:3 sont indispensables, l’organisme est incapable de les synthétiser.Dans une même série, les molécules sont obtenues à partir du précurseur par désaturation (ajout d’une double liaison entre une double liaison déjà existante et le carbone terminal), rajout de 2 C et de nouveau désaturation.

Les AG naturels ont des doubles liaisons de configuration cis.

II – LES AUTRES ACIDES GRAS

AG ramifiés AG hydroxylés AG cycliques AG à fonction oxygénée (oxydation AG insaturés) : époxyde, hydropéroxyde, endopéroxyde AG fluorescents

III – PROPRIETES

Le nombre de double liaison diminue l’hydrophobicité.L’indice d’iode (masse d’I2 qui peut se fixer sur une double liaison) renseigne sur l’insaturation.La polarité dans l'eau varie aussi en fonction :

→ Du pK :Milieu acide = pH << pK : 2 phases insolubles, l'AG est plutôt hydrophobe et surnage.Milieu basique = pH >> pK : Micelle, l'AG est plutôt hydrophile et se solubilise dans l'eau.

→ De la concentration micellaire critique (CMC) :

Au delà d'une certaine concentration de lipides, on a la formation de micelles, cette concentration est la CMC.


B - LES EICOSANOIDES :

Ce sont des dérivés de molécules à 20C.

I – LES PROSTAGLANDINES (PG)

1 – Classe et sous-classe

Elles dérivent de l’acide prostanoïque.On en définit plusieurs classes en fonction de leurs noyaux : A, B, C, D, E, F.On en définit plusieurs sous-classes en fonction de leur précurseur.La sous-classe 1 (une double liaison) dérive de l’acide linoléïque (n-6) ; la sous-classe 2 (deux doubles laisons) dérive de l’acide arachidonique (n-6) ; la sous-classe 3 (trois doubles laisons) dérive de l’acide linolénique (n-3).

2 – Biosynthèse

La biosynthèse des prostaglandines de la classe 2 se divise en plusieurs étapes : dégradation des phospholipides membranaires par la phospholipase A2 pour libérer l'AG

précurseur (C20:4) SN2 de ces GPL. action de la cyclooxygénase sur les AG précurseurs pour former les prostaglandines,

thromboxanes et prostacyclines.

3 – Effets biologiques des PG via des récepteurs membranaires à activité enzymatique adényl-cyclase (AMPc) régulent la biosynthèse des stéroïdes régulent la lipolyse modifient la contraction ou la dilatation de certaines cellules musculaires lisses modifient les sécrétions gastriques modifient l’agrégation plaquettaire

II – LES LEUCOTRIENES

Comme leur nom l’indique ils ont toujours au moins 3 doubles liaisons conjuguées.Ils dérivent de l’acide arachidonique sur lequel agit la 5-lipoxygénase.Ils peuvent se lier de façon covalente à 1, 2 ou 3 acides aminés formant ainsi des peptiddo-leucotriènes.Ils ont des propriétés vasoactives (importantes pour le traitement de l’asthme), ils interviennent dans les réactions allergiques.


C- LES LIPIDES SIMPLES :

I – LES GLYCERIDES :

Ils proviennent de la fixation d’un acide gras sur une fonction alcool d'un trialcool : le glycérol. Il y a possibilité de fixation d’1, 2 ou 3 AG formant un monodiacylglycérol (MAG), diacylglycéreol (DAG) ou triacylglycérol (TAG).

CH2OH – CHOH – CH2OHGlycérol

On peut avoir des triglycérides homogènes (même AG) ou hétérogènes (AG différents).

1 – Propriétés physiques

molécules hydrophobes stabilisés par agents tensio-actifs : sels biliaires, albumine

2 – Propriétés chimiques

hydrolyse à chaud (H2SO4) : TAG → AG + glycérol hydrolyse alcaline/saponification (KOH): TAG → Glycérol + savon oxydation des AG = rancissement alcoolyse : TAG + CH3OH (méthanol) → Glycérol + 3 RCO-O-CH3 (esters méthyliques)

3 – Propriétés biologiques

Ils se trouvent dans les tissus adipeux ou dans le sang circulant mais jamais dans les membranes.

Ils sont dégradés par les lipases digestives selon la séquence suivante : lipase gastrique (pH acide), lipase pancréatique (pH neutre).

En cas d’anomalie de dégradation des TAG, on les retrouve dans les selles, on parle de stéatorrhée.

Il existe des lipases extra-cellulaires : la LPL(lipoprotéine lipase) et la TLH (TG lipase hépatique)

Il existe des lipases intra-cellulaires : la lipase acide ou lysosomale (déficit de cette lipase entraîne la maladie de Wolmann qui est une maladie de surcharge) et la LHS (lipase hormono-sensible) activée par les catécholamines et inhibée par l’insuline et des complexes cytoplasmiques à lipases hors du tissues adipeux.

TAG : Rôle de stockage cytoplasmique dans tissus adipeux. DAG : Rôle de 2nd messager.


II – LES CERIDES :

Proviennent de la fusion d’un AG à longue chaîne et d’un alcool gras par le biais d’une liaison ester.

III – LES ETHOLIDES :

Polymérisation de molécules d'acides-alcools liées par une liaison ester.

IV – LES ETHEROGLYCERIDES :

Fusion d’un glycérol et d’un alcool gras par une liaison éther-oxyde (- yl) Résistants à l’hydrolyse alcaline.Non hydrolysés par les lipases.


V – LES STERIDES :

Précurseurs des hormones stéroïdes : les stérols.Ce sont des molécules à 4 cycles :

– 3 cycles insaturés : A, B et C (cyclohexènes)– un cycle D saturé (cyclopentane).

Cholestérol :Molécule amphiphile retrouvée dans les membranes des cellules.

7-déhydrocholestérol :Précurseur métabolique dans la synthèse de la vitamine D.

Ester de cholestérol :Molécule hydrophobe issue d'une liaison ester d'un AG sur le CL. C'est une forme de transport du CL via les lipoprotéines et de stockage dans le cytoplasme. Il n'est jamais retrouvé dans les membranes!Dégradés par les cholestérols estérases cytoplasmiques ou lysosomales (= lipase acide) au niveau de la liaison ester.


D - LES LIPIDES COMPLEXES :

I – LES GLYCERO-PHOSPHOLIPIDES (GPL) :

1 – Diacyl-GPL

Glycérophosphate lié par liaison ester à 2 AG. L'AG sur le C1 OH (liaison sn1) est saturé ou mono-insaturé et celui sur le C2 OH (sn2) est poly-insaturé.

Molécule formant des liposomes dans l'eau.

Différentes possibilités pour X :


La dégradation est assurée par des phospholipases. Phospholipase A1 de type digestive qui coupe au niveau de la liaison ester du C1 du

glycérol Phospholipase A2 de type digestive qui coupe au niveau de la liaison ester du C2 du

glycérol. Elle se retrouve dans certains venins. Elle peut être impliquée dans des phénomènes de signalisation.

Phospholipase B, intestinale, possède simultanément les propriétés des 2 précédentes. Phospholipase C, coupe entre le glycérol et l’acide phosphatidique. Elle libère le diacyl-

glycérol et l’inositol-phosphate. Phospholipase D, libère l’acide phosphatidique et une base (souvent la choline).

2 – Monoacyl-GPL / lyso-PL

Glycéro-phosphate liant un seul AG.Molécule hydrophile s’organisant en micelle.Attaquée par des phospholipases du groupe A ou lysophospholipase (lysoPL).

3 – Ether-GPL

Alkyl-PLLiaison d'un alcool gras par une liaison éther oxyde (-yl) sur le C1 (sn1) du glycérol.On trouve comme molécule type le PAF (Platelet Activating Factor) : alcool gras en sn1, acide acétique en sn2 et X = choline. C’est un médiateur de l’inflammation et de certaines réactions allergiques. Il régule l’adhésion et l’agrégation plaquettaire.


Alkényl PLLiaison d'un aldhéyde gras par liaision (vinyl-)ether sur le glycérol.Ils résistent à la méthanolyse douce, à la méthanolyse alcaline à froid et partiellement à la phospholipase acide (car n'ont pas de liaison ester au niveau de l'aldéhyde !).

II – LES GLYCERO-GLYCOLIPIDES :

III – LES SPHINGOLIPIDES (SP) :

La molécule de base de ces lipides est un alcool aminé à 18C : sphingosine ( = 4-shingènine)La liaison d'un AG sur la fonction amine (: liaison amide) de la sphingosine forme le céramide.Il résiste alors à la méthanolyse alcaline douce et sont dégradés par une céramidase.Ce sont des molécules hydrophobes retrouvées dans la couche cornée de la peau (AG ω hydroxylé) où ils constituent une barrière vis à vis des mouvements hydriques ainsi que dans le SNC ( AG α hydroxylé).

Il est considéré comme un second messager médiateur de la mort cellulaire par apoptose.


Le céramide est un intermediaire métabolique des SP ;CH3 – (CH2)12 – CH = CH – CHOH

R – CO – NH - CH

CH2 – O - X

Différents types de SP : X = H :céramide X = phospho-choline : sphingomyéline : constituant de la gaine de myéline X = ose : glycosphingolipide neutre ou basique ; ex : voir dessous X = galactose : galacto cérébroside : intermédiaire de biosynthèse et dégradation des SP X = lactose :lactosyl-céramide X = ose sulfaté : sulfatide consituant de la gaine de myéline X = acide sialique :ganglioside, molécule acide retrouvée au niveau des ganglions

nerveux. Fucolipides, structures riches en sucres, galactose comme marqueur du groupe sanguin

B et galactose N-acétylé pour le groupe A.

Ces molécules sont dégradées dans les lysosomes de façon séquentielle (ordonnée).S’il existe un déficit de l’activité des enzymes du lysosome, les SP ont tendance à s’accumuler, on parle de maladies de surcharge lysosomale ou de shingolipidose.


E - LES DERIVES ISOPRENIQUES :

La molécule de base des dérivés isopréniques est l’isoprène.

I – PHYTOL et DOLICHOL :

1 – PhytolAlcool constitué de 4 unités isopréniques dont une seule est insaturée. On ne le trouve chez l'homme que sous sa forme acide : l'acide phytanique.Dégradé par α oxydation dans le péroxysome, un déficit de l'α oxydase peut conduire àun défaut de la catalyse de l’acide phytanique impliquant son accumulation : c'est la maladie de Refsum.

2 – DolicholAlcool constitué de n unités isopréniques insaturées (n très supérieur à 20), la dernière des unités isopréniques est saturée. C’est une molécule très hydrophobe qui permet, dans la membrane du RE, l'édification des chaines oligosaccharidiques et que l’on peut retrouver sous forme phosphorylée : c’est le dolichol-phosphate.

II – LES DERIVES DU CHOLESTEROL :

1 – Vitamine DSa synthèse suit la séquence suivante :Le 7-déhydrocholestérol est converti sous l’effet de la lumière en vitamine D3 = cholécalciférol. La vit D3 formée est ensuite transformé dans le foie en 25-hydroxy vitamine D3 puis dans le rein en 1,25-dihydroxy vitamine D3 = Calcitriol, forme active.Une carence en vitamine D se traduit par un rachitisme chez l’enfant et une ostéomalacie chez l'adulte.


2 – Acides biliaires

A partir du cholestérol, il y a la formation dans le foie du précurseur des acides biliaires : l'acide cholique. Ceci s'effectue par réduction du nombre de carbones pour aboutir au noyau cholane, puis à l'oxydation de celui ci.L'acide cholique est ensuite modifié par conjugaison au niveau du foie où se fixent sur sa fonction carboxylique par leur fonction amine (= liaison amide), soit la taurine pour former l’acide taurocholique, soit le glycocolle pour former l’acide glycocholique.Ces sels biliaires facilitent la digestion de certains lipides et éliminent le cholestérol dans le tube digestif. Ce sont des agents tensioactifs qui stabilisant ainsi les micro-émulsion.


3 – Hormones stéroïdes

3.1 - Stéroïdes surrénaliens

Minéralo-cortico ï de : Aldostérone (zone glomérulée) :

11β-21-dihydroxy, 3-20 dixo-4-pregnène-18-al.Molécule à 21C, dérivé du noyau pregnane, il possède 2 cétones en 3 et 20, une double liaison en 4-5, 2 OH en 11 et 21 et un aldéhyde en 18.Il joue un rôle important dans la régulation du métabolisme hydro-minéral (réabsorption par le rein de l’eau et du sodium).

Gluco-cortico ï de : Cortisol (zone fasciculée) :

11β, 17α, 21-trihydroxy-4-pregnène-3,20-dione

Molécule à 21C, dérivé du noyau pregnane, il possède 2 cétones en 3 et 20, une double liaison en 4-5, une fonction alcool en 17, 2 OH en 11et 21. Il favorise la synthèse du glycogène par la dégradation de protéines, et constitue un puissant immunosuppresseur et anti-inflammatoire.

▪ Le DHEA : c’est un précurseur des androgènes et œstrogènes. Intermédiaire métabolique, il semble être un marqueur du vieillissement.


3.2 – Stéroïdes ovariens

Progestérone : 4-pregnène, 3-20 dione

Molécule à 21C dérivée du noyau pregnane, elle possède 2 cétones en 3 et 20, une double liaison en 4-5 et un groupement méthyle en 21. Elle est sécrétée par le corps jaune et assure la nidation de l’œuf.

17-β- Œ stradiol : 1, 3,5-oestradiène, 3, 17β-diol

Molécule à 18C,dérivé du noyau œstrane. Il est sécrété par le follicule ovarien et permet l’apparition des caractères féminins secondaires.


3.3 – Stéroïdes placentaires

L’ œ striol : 1, 3, 5-oestradiène, 3,16α, 17β-diol

Molécule à 18C, il assure le maintien de la grossesse et favorise le développement fœtal.

3.4 – Stéroïdes testiculaires

La testostérone :

Molécule à 19C dérivée du noyau androstane, elle est sécrétée par le testicule et joue un rôle dans le développement des caractères sexuels secondaires masculin, dans la spermatogenèse et dans la biosynthèse protéique.Elle peut être transformer sous la forme DHT (dihydrotestostérone) plus active.


III – VITAMINES LIPOSOLUBLES :

1 – Caroténoïdes et Rétinoïdes Vitamine A (rétinol) : Alcool qui dérive du β-carotène et circule dans le sang liée à une

protéine de transport (RPB : rétinol binding protein). Sa forme dérivée aldéhyde, le rétinal, joue un rôle important dans la vision crépusculaire lorsqu'elle se lie de façon covalente à une protéine de l'œil, l'opsine, formant ainsi un complexe : la rodhopsine.En effet, à l'état de repos (obscurité), le rétinal à une conformation 11 cis alors que sous l'effet des photons lumineux, il passe sous la conformation 11 trans permettant à l'opsine de s'activer.Une carence en vitamine A est responsable d’une héméralopie (trouble de la vision crépusculaire) ou d’une xérophtalmie (sécheresse de l’œil).

Obscurité Lumière

Acide rétinoïque : forme acide du rétinol, il régule et stimule la prolifération et la différenciation de certaines cellules (peut être utilisé pour re-différencier des cellules leucémiques), intervient dans le traitement de l’acné et enfin peut avoir une action anti-inflammatoire.

L'acide rétinoïque ainsi que les corticoïdes, la progestérone, les œstrogènes et la vitamine D rentrent dans la cellule en se fixant sur des récepteurs nucléaires à 2 domaines : un qui fixe le stéroïde et l’autre qui permet la liaison à l’ADN. Quand ces récepteurs fixent un ligand ils peuvent ainsi réguler la transcription du gène cible.


hυRhodopsine 11cis Rhodopsine

Opsine (active)

Influx nerveux

Rétinal 11 cis

Rétinal 11 trans

Rétinal trans

2 – Vitamine E

On l’appelle α-tocophérol, elle est d’origine végétale, c’est un anti-oxydant naturel.

3 – Vitamine K

D'origine végétale, elle peut aussi être synthétisée par les bactéries de notre flore intestinale.On la divise en 2 parties : ménadione et phytyl.Elle joue un rôle important dans la coagulation en permettant la carboxylation de protéines ( γ-carboxylation indispensable à la fonctionnalité des facteurs de coagulation).Une carence en vitamine K peut causer une avitaminose à l’origine de phénomènes hémorragiques. A l’opposé une action trop importante de la vitamine K peut causer des accidents thromboniques qui nécessitent un traitement par des anti-vitamines K.

4 – Coenzyme Q

Il se retrouve sous 2 formes : oxydée ( l'ubiquinone) et réduite. C’est un élément important de la respiration mitochondriale.


F- LES LIPOPROTEINES :

I – STRUCTURE GENERALE : centre lipidique = core forme globulaire ou discoïdale taille 5 à 500 nm les plus petites sont les plus denses elles sont constituées de cholestérol, de PL, de TAG, de cholestéryl-esters, d’apolipoprotéines périphériques et d’apoprotéines de structure.

II – METHODES D’ANALYSE : Ultracentrifugation de flottation

Le coefficient de flottation s’exprime en svedberg (Sf), il permet la classification des lipoprotéines en fonction de leur densité..

Electrophorèse Elles sont de 2 types :

• fonction de la charge, sur papier (acétate de cellulose)• fonction de la densité, sur gel de polyacrylamide.

Etude des lipides Dosage spécifique, extraction, chromatographie en couche mince ou en phase gazeuse.

Etudes des apoprotéines Electrophorèses et études immunologiques.


III – DIFFERENTES CLASSES :(cf. tableau du cours)

Explications :

Apoprotéines : A : a la propriété d’être un activateur de la LCAT. B : on distingue l’ApoB100 synthétisée par le foie et l’ApoB48 synthétisée par les

entérocytes. On explique la plus petite taille de cette dernière par une modification post-transcriptionnelle d’une cytosine qui fait apparaître un codon stop.

C : a la propriété d’être un activateur de la LPL. D E : sert de ligand pour des récepteurs retrouvés sur des lipoprotéines.

Enzymes du transport des lipides Lipase hépatique ou TG lipase hépatique : sert à l’hydrolyse des TG La LPL : synthétisée au niveau du tissu adipeux et des muscles striés, elle se fixe à la

surface de l'endothélium vasculaire lorsqu'elle est sécrétée grâce à l'héparane sulfate. La LCAT : lécithine-cholestérol-acyl-transférase, elle libère des esters de cholestérol et

des lysophosphatidylcholines en transférant l'AG d'un DPG-choline vers le CL. CETP : enzyme permettant l'échange de CE et TG entre les HDL et les particules

riches en TG (VLDL).

IV – METABOLISME DES LIPOPROTEINES :

1 – Devenir des ChylomicronsAprès un repas, les AG alimentaires sont synthétisés par les entérocytes en TG qu'ils associent à de l'Apo B48+++ et de l'Apo A+ formant ainsi des chylomicrons naissants.Ceux-ci sont déversés dans la lymphe par le pôle basal de la cellule intestinale pour ensuite rejoindre la circulation sanguine..Ils acquièrent alors, par le biais des HDL, de nouvelles apoprotéines ApoC et ApoE. L’ApoC active la LPL qui dégrade les triglycérides du chylomicron et libère ainsi AG, glycérol et des chylomicrons plus « vides » dits remnants. Ces derniers seront captés au niveau du foie par le biais de la fixation de l’ApoE sur des récepteurs LDL.Les lipides sont dégradés au niveau du foie, on parle de métabolisme rapide.

2 – Devenir des VLDL et production des LDL

Entre les repas, le foie, pour répondre aux besoins énergétiques des cellules, synthétise des VLDL. On parle de VLDL naissants. C’est le transfert des ApoC et ApoE par les HDL qui définit les VLDL matures. La LPL est activée par l’ApoC et explique la libération de TG et de remnants de VLDL : IDL (alors plus petits donc plus dense et plus riche en CE grâce au CETP ). Ils se fixent au niveau du foie par l’intermédiaire d’un récepteur à ApoB100, sont dégradés par la TG lipase hépatique générant de plus petites lipoprotéines : les LDL. Ces derniers apportent aux tissus des esters de cholestérol, on parle de métabolisme lent.


3 – Devenir des HDL

Ces lipoprotéines formées et transformées dans le sang ont une forme initiale discoïdale du fait de leur faible contenu en lipide.Ils ont pour rôle le transport reverse du cholestérol libre des membranes cellulaires vers le foie en le captant au contact de la cellule grâce à un transporteur de la famille ABC. La LCAT contenu dans le HDL alors globulaire, estérifie le cholestérol et génère des lysophospholipides ainsi que des esters de cholestérol. Via la protéine SRB1, les HDL intéragissent avec le foie, et subissent l’action de la triglycéride lipase hépatique ; les esters de cholestérol pénètrent dans l'organe. Les HDL qui ont perdu une partie de leurs constituants lipidiques retournent dans le sang pour ramener à nouveau du cholestérol.

4 – Captation des lipoprotéines au niveau des récepteurs dépendants

La captation récepteur dépendante :- elle ne requiert pas d’énergie,- elle dépend du calcium, - elle est saturable, - elle est déplacée par les LDL non marqués.

La captation et l’endocytose des lipoprotéines sont médiées par des récepteurs ApoB/E.

Après association des LDL sur ces récepteurs membranaires, il y a invagination de la membrane et formation de vésicules recouvertes de clathrine (réseau sous-membranaire qui engendre l’invagination). Ces vésicules fusionnent avec l’endosome. Celui-ci subit une acidification qui entraînera un découplage entre récepteur (peut de nouveau être exposé à la surface membranaire = recyclage) et ligand (qui rentre dans le lysosome). Il y a alors intervention de la lipase acide lysosomale qui libère des AG et du cholestérol.

On note 3 types de réponse en cas d’excès de cholestérol :- inhibition de la synthèse endogène de cholesterol par la HMG-coA-réductase,- blocage du recyclage des récepteurs par le cholestérol,- estérification du cholestérol par l’enzyme ACAT.

Utilisation du cholestérol libre :- pour les membranes cellulaires- pour synthétiser les stéroïdes ou acides biliaires.


Ligand lié [RL]

Ligand [L]Kd

50

100

Autres récepteurs aux lipoprotéines : - Rec LRP reconnaisant Apo E - Rec scavenger (SR) qui reconnaissent les LDL modifiés ( : oxydés ou acétylés) plus reconnus par les rec ApoB/E.

5 – Captation récepteur indépendante Elle est non saturable. Elle est proportionnelle à la concentration de ligand. Elle est non spécifique. Elle est variable selon le type cellulaire. Elle est active dans les hypercholestérolémies familiales.

6 – Pathologies du métabolisme des lipoprotéinesHypercholestérolémie familiale (HF) :• S’accompagne d’un taux élevé de cholestérol dans le sang• A l’état hétérozygote :

→ athérosclérose (épaississement de la paroi vasculaire) accélérée → maladies vasculaires

• A l’état homozygote : → accidents cardiovasculaires de l’adolescent• Caractérisée par un trouble de l'endocytose des LDL riche en ester de cholesterol par la voie

médiée par le récepteur Apo B/E.• S’explique par une mutation du gène pour le récepteur Apo B/E qui entraîne une absence de

récepteurs, un défaut de liaison ou d’internalisation.• Chez ces malades, les IDL n’étant plus captés, ils sont accumulés au même titre que les

LDL.• Ces LDL vont passer dans la paroi endothéliale de façon non médiée et s'accumuler dans la

media. Durant leur passage, les cellules musculaires lisses et endothéliales vont oxyder ces LDL.

• L'oxydation des LDL va entrainer une cascade de modification via l'activation de cytokines : → Attirer les monocytes. Ceux-ci retenus dans la media vont s'enrichier avec le CL des

LDL grâce à leur rec scavenger, devenant ainsi des cellules riches en lipides : les cellules spumeuses.

→ Stimuler la prolifération des fibres musculaires lisses au détriment de la lumière vasculaire.

→ Entrainer la mort de cellules endothéliales créant ainsi une brèche ce qui va activer le phénomène de coagulation.

Ces 3 phénomènes concourent à la formation d'athérosclérose.


Rec indépendante

[L]

Captation

G – QCMs :

QCM 1 : A propos des acides gras.A. Le C18:3 appartient à la série ω3.B. Les acides gras naturels sont principalement en configuration trans.C. On nomme un acide gras insaturé en précisant son nombre de doubles liaisons avec leur position sur la chaine carbonée; on peut ainsi en déduire la série de l'acide gras en question.D. Nos cellules sont capables de synthétiser certains acides gras à partir des acides gras essentiels grâce à des enzymes spécifiques.E. Ces enzymes agissent d'abord en désaturant la chaine aliphatique puis en ajoutant deux carbones toujours du côté carboxyle.

QCM 2 : Les prostaglandines :A. sont exclusivement du groupe I.B. sont des eicosanoïdes. C. peuvent dériver du 5,8,11,14 eicosatrétraénoate. D. sont synthétisées par les lipoxygénases.E. du groupe I dérivent d'un acide gras indispensable.

QCM 3 : A propos des prostanoides : A. La cyclo-oxygénase permet l'élimination de 2 doubles liaisons de l'acide arachidonique donnant un prostanoide C20:2.B. La plupart des prostanoides interviennent dans les phénomènes inflammatoires.C. Les AINS ( anti-inflammatoire non stéroidien) inhibent la formation de prostanoides en inhibant la cyclo-oxygénase.D. Les prostanoides ont une action locale, de coute durée car ce sont des molécules très stables, de demi-vie très courte.E. Les prostaglandines et les thromboxanes ne jouent aucun rôle dans l'agrégation plaquettaire.

QCM 4 : Les leucotriènes : A. Les leucotriènes dérivent comme les autres eicosanoides de l'acide prostanoique.B. Ils possèdent des propriétés vasoactives et participent donc à la régulation du tonus musculaire.C. Les peptidoleucotriènes, présents dans le SRSA ( substances réagissant lentement au cours de l'anaphilaxie ) participent à la génèse de phénomènes allergiques.D. Leur nom est du au fait que beaucoup sont synthétisés dans les globules blancs, monocytes, macrophages.E. Ils ne sont en aucun cas impliqués dans les phénomènes d'inflammation.

QCM 5 : A propos des glycérides :A. Le plus simple des glycérides est le glycérol.B. Il existe des mono, di, tri et tétra acylglycérols.C. CH2-(CH2)10-CO-O-CH3 CHOH CH2OH Ce lipide s'appelle le 1 dodecanoyl-sn-glycerol.D. Ces lipides prennent différentes conformations en fonction de la phase où ils se trouvent.E. Dans l'eau les glycérides se trouvent sous forme de monomères.


QCM 6 : A propos des lipides :A. Les cérides sont des lipides à longue chaine.B. Les éthero glycérides sont formés d'un glycérol et d'un alcool gras.C. Le glycérol et l'alcool gras sont liés par une liaison éthéroxyde résistante à l'hydrolyse alcaline.D. Les étholides sont des polymères d'acides-aldéhydes retrouvés dans certains conifères.E. Les cérides sont contenus dans des cires animales, ils sont formés par des esters d'alcool gras et d'un acide gras.

QCM 7 : A propos des stérides :A. Les esters de cholestérol sont des composants très importants des membranes.B. Ils sont dégradés par les cholestérols estérases digestives et cellulaires.C. Le noyau oestrane est à l'origine de la progestérone.D. Le noyau androstane fait partie des stérides.E. Le cholestérol correspond au 29-beta-hydroxy-5,6-cholestane.

QCM 8 : A propos des stérides:A. Ils sont formés à partir d'un noyau à cinq cycles : le noyau stérane.B. Le noyau cholane possède vingt-quatre carbones soit deux de plus que le noyau stérane.C. Le cholestérol est basé sur un noyau de cholestane à vingt-sept carbones avec en plus une double liaison en 5 et une fonction alcool en 3.D. L'ergostérol est un dérivé stérique que l'on retrouve dans la membrane cellulaire des végétaux et des levures.E. Les esters de cholestérol, plus hydrophobes que le cholestérol, se retrouvent dans les membranes cellulaires humaines et sont hydrolysés par la lipase acide.

QCM 9 : Des phospholipides marqués avec du phosphate radioactif sont incubés en présence ou en absence d'une enzyme : la LCAT. Puis les phospholipides sont analysés par chromatographie sur couche mince suivie d'une autoradiographie. On obtient les résultats suivants:

front

dépôt

PE PC LPE LPC Avant Après action . de la LCAT A. L'enzyme LCAT génère des lysophosphatidyléthanolamines.B. On aurait pu obtenir exactement les mêmes résultats en mettant les phospholipides en présence d'une phospholipase A2.A partir du phospholipide généré par l'enzyme, on obtient :C. du glycérol sous l'action combinée d'une phospholipase B et C (ceci est fait indépendamment de l'expérience de l'autoradiographie) D. un diacylglycérol en présence d'une phospholipase C.E. un monoacylglycérol, visible à l'autoradiographie, en présence d'une phospholipase C.


QCM 10 : Dans un laboratoire, un chercheur cherche à identifier un glycérophospholipide.Ligne de dépôt 1: Il le fait migrer seul sur CCM.Ligne de dépôt 2: Il le fait migrer après une hydrolyse alcaline.Ligne de dépôt 3: Il le fait migrer après une hydrolyse acide forte.La révélation se fait par l'exposition des lipides à un réactif révelant la choline.

Le lipide étudié peut être:A. un diacylglycérophospholipide comprenant de la choline.B. un facteur d'activation plaquetaire ou PAF.C. le 1-octadécenyl, 2-octadecanoyl phosphatidylcholine.Il est vrai que:D. L'élement libéré par l'hydrolyse alcaline et qui est non visible est très probablement un acide gras insaturé.E. La phospholipase A1 est impuissante face à de tel produit.

QCM 11 : A propos des dérivés isoprèniquesA. Le phytol est composé de 4 unités isoprèniques avec 4 doubles liaisons. Après oxydation, le phytol permet d’obtenir l’acide phytanique qui est catabolisé dans le péroxysome uniquement.B. Le dolichol possède un grand nombre d’unités isopréniques la plupart insaturées, la 1ère étant par contre saturée. Il permet la synthèse d’oligosaccharides.

OH

CH3

OH

OHCH3

OOH

C. La molécule ci-dessus peut se conjuguer avec des acides aminés comme la glycine et joue un rôle important dans la digestion.D. La progèstérone est sécrétée par le corps jaune ovarien, c’est un dérivé du noyan oestrane à 21C. Elle donne naissance entre autre à l’œstrogène.E. Le cortex surrénalien sécrète des minéralo-corticoïdes et des glucocorticoïdes qui sont tous des dérivés pregnanes.


Dépot1 2 3

QCM 12 : A propos des généralités sur les dérivés isopréniques :A. En présence de lumière, la rhodopsine se scinde en rétinal-11-cis et en opsine. B. L'avitaminose K favorise la formation de caillots sanguins. C. Une double hydroxylation est nécessaire pour rendre active la vitamine D. D. La DHEA sert d'intermédiaire dans la synthèse des autres stéroides. Il se pourrait que cette hormone intervienne dans les phénomènes de vieillissement.E. Le coenzyme Q est un coenzyme d'oxydo-réduction qui intervient dans la chaîne respiratoire mitochondriale (formation d'ATP).

QCM 13 : Généralités sur les lipoprotéinesA. On peut classer les différentes lioprotéines selon leur densité, leur migration électrophorétique ou leurs apolipoprotéines constitutives.B. Les LDL ont une densité maximale de 1,063.C. Le chylomicron est la plus grosse particule lipoprotéique et a la densité la plus forte.D. Le HDL a pour apoprotéine majeure les Apo AI et AII.E. Apo B100 est retrouvée dans HDL, LDL,et IDL.

QCM 14 : A propos des protéines associées aux lipoprotéinesA. L'apoAI contenue par les HDL, active l'ACAT qui permet un transfert d'un acide gras d'une lécithine vers un cholestérol.B. L'apoB100 et l'apoB48 sont codées par deux gènes homologues dont la principale différence réside dans leur longueur.C. Seules les lipoprotéines comportant l'apoB100 peuvent être captées au niveau du foie.D. La lipoprotéine lipase (LPL) est activée par l'apoCII qui se trouve sur les IDL.E. Cette LPL est relargable par l'héparine qui se trouve à la surface des cellules endothéliales par l'intermédiaire de GAG. QCM 15 : A propos du récepteur au LDLA. Bien qu'il puisse être lié à l'apoB et à l'apoE, son affinité pour l'apo E est plus grande.B. Son extrémité extra cellulaire NH2 est chargé positivement ce qui permet en partie la liaison avec le ligand.C. Sa partie intracellulaire contient plus d'acides aminés que celle extracellulaire.D. Pour rentrer dans la cellule, le LDL doit toujours être lié à un récepteur lui même lié à une molécule de clathrine.E. La liaison récepteur-apoE est Ca++ dépendante et énergie indépendante. QCM 16 : A propos des enzymes.A. La lipoprotéine lipase extra-hépatique est activée par l'apoC II.B. La CETP transfère un acide gras sur un cholestérol pour former un ester de cholestérol.C. La lipase hépatique est relargable par l'héparine.D. La LCAT, activée par l'apoA1, permet la transformation du cholestérol des HDL en ester de cholestérol.E. Les triglygérides des chylomicrons et des VLDL sont hydrolysés par la lipoprotéine lipase.


QCM 17 : A propos des lipoprotéines.A. Les HDL font partie des lipoprotéines qui présentent le plus faible pourcentage de lipides.B. Les LDL amènent le cholestérol vers les tissus.C. Les chylomicrons sont présents dans la lymphe en période post-prandiale.D. Les HDL se forment dans le sang.E. Les VLDL contiennent de l'apoB48.

QCM 18 : Au sujet des lipoprotéinesA. L'apoprotéine AI a la propriété d'être activatrice de la lipoprotéine lipase.B. La lipase hépatique réalise l'hydrolyse des triglycérides.C. La LCAT est activée par l'apoprotéine AI.D. Une fois activée, la LCAT libère des esters de cholestérol et des lysophosphatidylcholines.E. Les lipoprotéines les plus petites sont aussi les moins denses.

QCM 19 : A propos du métabolisme des lipoprotéinesA. Les apoC et les apoE des chylomicrons sont « fournis » par les HDL.B. Les HDL sont synthétisées à la fois par le foie et l'intestin grêle où ils récupèrent au niveau de leurs microdomaines le cholestérol libre des membranes.C. L'estérification du cholestérol est dépendant de l'action de la lipoprotéine lipase.D. Au contact de l'intestin grêle, les HDL subissent l'action de la triglycéride lipase intestinale, libérant ainsi les esters de cholestérol qui pénétreront dans le foie.E. Les HDL sont caractérisés par leur haute densité et donc par leur grande taille.

QCM 20 : A propos des membranes biologiques :A. Elles s'organisent en mosaïque fluide formée d'une bicouche lipidique.B. On retrouve dans les membranes plasmiques essentiellement du DPG.C. Les sphingomyélines se retrouvent surtout dans les membranes plasmiques.D. Les glycolipides se retrouvent uniquement dans la membrane du Golgi.E. La phosphatidyl-sérine est majoritaire dans les membranes plasmiques.

QCM 21 : A propos de protéines membranaires :A. Les protéines transmembranaires possèdent trois pôles distincts : un hydrophobe central et deux hydrophiles à chaque extrémité.B. Les protéines périphériques sont liées aux régions hydrophiles de la membrane.C. On peut étudier leur rôle fonctionnel dans la membrane après purification par le SDSD. L'introduction de protéines canaux calciques purifiées en présence de liposomes contenant la protéine Quin permet de mettre en évidence l'augmentation de la quantité de calcium intra-cellulaire.E. Elles peuvent être caractérisées par électrophorèse en gel SDS-PAGE.

QCM 22 : A propos des acides gras.A. Le C18:3 appartient à la série ω3.B. Les acides gras naturels insaturés sont principalement en configuration trans.C. On nomme un acide gras insaturé en précisant son nombre de doubles liaisons avec leur position sur la chaine carbonée; on peut ainsi en déduire la série de l'acide gras en question.D. Nos cellules sont capables de synthétiser certains acides gras à partir des acides gras essentiels grâce à des enzymes spécifiques.E. Ces enzymes agissent soit en désaturant la chaine aliphatique, soit en ajoutant deux carbones toujours du côté carboxyle.


QCM 23 : Les prostaglandines :A. sont exclusivement du groupe I.B. sont des eicosanoïdes. C. peuvent dériver du 5,8,11,14 eicosatétraénoate. D. sont synthétisées par les lipoxygénases.E. du groupe I dérivent d'un acide gras indispensable.

QCM 24 : A propos des prostanoides : A. La cyclo-oxygénase permet l'élimination de 2 doubles liaisons de l'acide arachidonique donnant un prostanoide C20:2.B. La plupart des prostanoides interviennent dans les phénomènes inflammatoires.C. Les AINS ( anti-inflammatoire non stéroidien) permettent la formation de prostanoides en inhibant la cyclo-oxygénase.D. Les prostanoides ont une action locale, de coute durée car ce sont des molécules très stables, de demi-vie très courte.E. Les prostaglandines et les thromboxanes ne jouent aucun rôle dans l'agrégation plaquettaire.

QCM 25 : Les leucotriènes : A. Les leucotriènes dérivent comme les autres eicosanoides de l'acide prostanoique.B. Ils possèdent des propriétés vasoactives et participent donc à la régulation du tonus musculaire.C. Les peptidoleucotriènes, présents dans le SRSA ( substances réagissant lentement au cours de l'anaphilaxie ) participent à la génèse de phénomènes allergiques.D. Leur nom est du au fait que beaucoup sont synthétisés dans les globules blancs, monocytes, macrophages et qu'ils comportent trois doubles liaisons conjuguées.E. Ils ne sont en aucun cas impliqués dans les phénomènes d'inflammation.

QCM 26 : A propos des glycérides :A. Le plus simple des glycérides est le glycérol.B. Il existe des mono, di, tri et tétra acylglycérols.C. CH2-(CH2)10-CO-O-CH3 CHOH CH2OH Ce lipide s'appelle le 1 dodecanoyl-sn-glycerol.D. Ces lipides prennent différentes conformations en fonction de la phase où ils se trouvent.E. Dans l'eau les glycérides se trouvent sous forme de monomères.

QCM 27 : A propos des lipides :A. Les cérides sont des lipides à longue chaine.B. Les hétéro glycérides sont formés d'un glycérol et d'un alcool gras.C. Le glycérol et l'alcool gras sont liés par une liaison éthéroxyde résistante à l'hydrolyse alcaline.D. Les étholides sont des polymères d'acides-aldéhydes retrouvés dans certains connifères.E. Les cérides sont contenus dans des cires animales, ils sont formés par des esters d'alcool gras et d'un acide gras.

QCM 28 : A propos des stérides :A. Les esters de cholestérol sont des composants très importants des membranes.B. Ils sont dégradés par les cholestérols estérases digestives et cellulaires.C. Le noyau oestrane est à l'origine de la progestérone.D. Le noyau androstane fait partie des stérides.E. Le cholestérol correspond au 29-beta-hydroxy-5,6-cholestane.


QCM 29 : A propos des stérides:A. Ils sont formés à partir d'un noyau à cinq cycles : le noyau stérane.B. Le noyau cholane possède vingt-quatre carbones soit deux de plus que le noyau stérane.C. Le cholestérol est basé sur un noyau de cholestane à vingt-sept carbones avec en plus une double liaison en 5 et une fonction alcool en 3.D. L'ergostérol est un dérivé stérique que l'on retrouve dans la membrane cellulaire des végétaux et des levures.E. Les esters de cholestérol, plus hydrophobes que le cholestérol, se retrouvent dans les membranes cellulaires humaines et sont hydrolysés par la lipase acide.

QCM 30 : Des phospholipides marqués avec du phosphate radioactif sont incubés en présence ou en absence d'une enzyme : la LCAT. Puis les phospholipides sont analysés par chromatographie sur couche mince suivie d'une autoradiographie. On obtient les résultats suivants:

front

dépôt

PE PC LPE LPC Avant Après action . de la LCAT A. L'enzyme LCAT génère des lysophosphatidyléthanolamines.B. On aurait pu obtenir exactement les même résultats en mettant les phospholipides en présence d'une phospholipase A2.A partir du phospholipide généré par l'enzyme, on obtient :C. du glycérol sous l'action combinée d'une phospholipase B et C (ceci est fait indépendamment de l'expérience de l'autoradiographie) D. un diacylglycérol en présence d'une phospholipase C.E. un monoacylglycérol, visible à l'autoradiographie, en présence d'une phospholipase C.


QCM 31 : Dans un laboratoire, un chercheur cherche à identifier un glycérophospholipide.Ligne de dépôt 1: Il le fait migrer seul sur CCM.Ligne de dépôt 2: Il le fait migrer après une hydrolyse alcaline.Ligne de dépôt 3: Il le fait migrer après une hydrolyse acide forte.La révélation se fait par l'exposition des lipides à un réactif révélant la choline.

Le lipide étudié peut être:A. un diacylglycérophospholipide comprenant de la choline.B. un facteur d'activation plaquetaire ou PAF.C. le 1-octadécenyl, 2-octadecanoyl phosphatidylcholine.En mettant ce glycérophospholipide en présence d'une phospholipase A2 on obtient le même résultat que la ligne de dépôt 2. Il est vrai que:D. L'élement libéré par l'hydrolyse alcaline et qui est non visible est très probablement un acide gras insaturé.E. La phospholipase A1 est impuissante face à de tel produit.

QCM 32 : A propos des dérivés isoprèniquesA. Le phytol est composé de 4 unités isoprèniques avec 4 doubles liaisons. Après oxydation, le phytol permet d’obtenir l’acide phytanique qui est catabolisé dans le péroxysome uniquement.B. Le dolichol possède un grand nombre d’unités isopréniques la plupart insaturées, la 1ère étant par contre saturée. Il permet la synthèse d’oligosaccharides.

OH

CH3

OH

OHCH3

OOH

C. La molécule ci-dessus peut se conjuguer avec des acides aminés comme la glycine et joue un rôle important dans la digestion.D. La progèstérone est sécrétée par le corps jaune ovarien, c’est un dérivé du noyan oestrane à 21C. Elle donne naissance entre autre à l’œstrogène.E. Le cortex surrénalien sécrète des minéralo-corticoïdes et des glucocorticoïdes qui sont tous des dérivés pregnanes.


Dépot1 2 3

QCM 33 : A propos des généralités sur les dérivés isopréniques :A. En présence de lumière, la rhodopsine se scinde en rétinal-11-cis et en opsine. B. L'avitaminose K favorise la formation de caillots sanguins. C. Une double hydroxylation est nécessaire pour rendre active la vitamine D. D. La DHEA sert d'intermédiaire dans la synthèse des autres stéroides. Il se pourrait que cette hormone intervienne dans les phénomènes de vieillissement.E. Le coenzyme Q est un coenzyme d'oxydo-réduction qui intervient dans la chaîne respiratoire mitochondriale (formation d'ATP).

QCM 34 : Généralités sur les lipoprotéinesA. On peut classer les différentes lioprotéines selon leur densité, leur migration électrophorétique ou leurs apolipoprotéines constitutives.B. Les LDL ont une densité maximale de 1,063.C. Le chylomicron est la plus grosse particule lipoprotéique et a la densité la plus forte.D. Le HDL a pour apoprotéine majeure les Apo AI et AII.E. Apo B100 est retrouvée dans HDL, LDL,et IDL.

QCM 35 : A propos des protéines associées aux lipoprotéinesA. L'apoAI contenue par les HDL, active l'ACAT qui permet un transfert d'un acide gras d'une lécithine vers un cholestérol.B. L'apoB100 et l'apoB48 sont codées par deux gènes homologues dont la principale différence réside dans leur longueur.C. Seules les lipoprotéines comportant l'apoB100 peuvent être captées au niveau du foie.D. La lipoprotéine lipase (LPL) est activée par l'apoCII qui se trouve sur les IDL.E. Cette LPL est relargable par l'héparine qui se trouve à la surface des cellules endothéliales par l'intermédiaire de GAG. QCM 36 : A propos du récepteur au LDLA. Bien qu'il puisse être lié à l'apoB et à l'apoE, son affinité pour l'apo E est plus grande.B. Son extrémité extra cellulaire NH2 est chargé positivement ce qui permet en partie la liaison avec le ligand.C. Sa partie intracellulaire contient plus d'acides aminés que celle extracellulaire.D. Pour rentrer dans la cellule, le LDL doit toujours être lié à un récepteur lui même lié à une molécule de clathrine.E. La liaison récepteur-apoE est Ca++ dépendante et énergie indépendante. QCM 37 : A propos des enzymes.A. La lipoprotéine lipase extra-hépatique est activée par l'apoC II.B. La CETP transfère un acide gras sur un cholestérol pour former un ester de cholestérol.C. La lipase hépatique est relargable par l'héparine.D. La LCAT, activée par l'apoA1, permet la transformation du cholestérol des HDL en ester de cholestérol.E. Les triglygérides des chylomicrons et des VLDL sont hydrolysés par la lipoprotéine lipase.


QCM 38 : A propos des lipoprotéines.A. Les HDL font partie des lipoprotéines qui présentent le plus faible pourcentage de lipides.B. Les LDL amènent le cholestérol vers les tissus.C. Les chylomicrons sont présents dans la lymphe en période post-prandiale.D. Les HDL se forment dans le sang.E. Les VLDL contiennent de l'apoB48.

QCM 39 : Au sujet des lipoprotéinesA. L'apoprotéine AI a la propriété d'être activatrice de la lipoprotéine lipase.B. La lipase hépatique réalise l'hydrolyse des triglycérides.C. La LCAT est activée par l'apoprotéine AI.D. Une fois activée, la LCAT libère des esters de cholestérol et des lysophosphatidylcholines.E. Les lipoprotéines les plus petites sont aussi les moins denses.

QCM 40 : A propos du métabolisme des lipoprotéinesA. Les apoC et les apoE des chylomicrons sont « fournis » par les HDL.B. Les HDL sont synthétisées à la fois par le foie et l'intestin grêle où ils récupèrent au niveau de leurs microdomaines le cholestérol libre des membranes.C. L'estérification du cholestérol est dépendant de l'action de la lipoprotéine lipase.D. Au contact de l'intestin grêle, les HDL subissent l'action de la triglycéride lipase intestinale, libérant ainsi les esters de cholestérol qui pénétreront dans le foie.E. Les HDL sont caractérisés par leur haute densité et donc par leur grande taille.

QCM 41 : A propos des membranes biologiques :A. Elles s'organisent en mosaïque fluide formée d'une bicouche lipidique.B. On retrouve dans les membranes plasmiques essentiellement du DPG.C. Les sphingomyélines se retrouvent surtout dans les membranes plasmiques.D. Les glycolipides se retrouvent uniquement dans la membrane du Golgi.E. La phosphatidyl-sérine est majoritaire dans les membranes plasmiques.

QCM 42 : A propos de protéines membranaires :A. Les protéines transmembranaires possèdent trois pôles distincts : un hydrophobe central et deux hydrophiles à chaque extrémité.B. Les protéines périphériques sont liées aux régions hydrophiles de la membrane.C. On peut étudier leur rôle fonctionnel dans la membrane après purification par le SDSD. L'introduction de protéines canaux calciques purifiés en présence de liposome contenant la protéine Quin permet de mettre en évidence l'augmentation de la quantité de calcium intra-cellulaire.E. Elles peuvent être caractérisées par électrophorèse en gel SDS-PAGE.


Correction:

QCM 1 : CDEA. On ne peut pas savoir à quelle série appartient cet acide gras, car on ne nous précise pas la position des doubles liaisons .B. Non, ils sont principalement en configuration cis (on parle bien sûr des carbones insaturés)

QCM 2 : BCEA. Elles peuvent être du groupe II ou III . C. vrai : c'est l'acide arachidonique.D. Les lipoxygénases synthétisent les leucotriènes. Les prostaglandines sont synthétisées par la PLA2 et la cyclo-oxygénase.E. vrai : l'acide linoléique ( ω 6) .

QCM 3 : ABC D. Oui mais ce sont des molécules instables.E. Au contraire certains thromboxanes favorisent l'agrégation plaquettaire et certaines prostaglandines inhibent cette agrégation.

QCM 4 : BCDA. Ils dérivent de la voie de la lipoxygénase, et sont synthétisées à partir de l'acide arachidonique.E. Au contraire comme les prostanoides ils sont impliqués dans les phénomènes inflammatoires.

QCM 5 : ACDB. Il n'existe pas de tétra acyl glycérol puisque le glycérol n'a que trois carbones où peuvent s'accrocher des acides gras.E. Les glycérides ne sont pas hydrosolubles, ils se trouvent donc sous forme de microémulsions.

QCM 6 : ABCED. Les étholides sont des polymères d'acides-alcools.

QCM 7 : BDA. Les esters de cholestérols ne se retrouvent pas dans les membranes, il y a seulement du cholestérol simple.C. C'est le noyau prégnane.E. Il correspond au 3-beta-hydroxy-5,6-cholestène, mais il suffisait de savoir que le cholestérol ne contient que 27 carbones!!

QCM 8 : CDA. Il possède 4 cycles.B. Soit sept carbones de plus.E. On ne retrouve pas les esters de cholestérol dans la membrane cellulaire, ce sont des lipides de transport. Ils peuvent être hydrolysés par la lipase acide (à l'intérieur des lysosomes) ou par les cholestéryl estérases du tube digestif.


QCM 9 : CA. LCAT = Lécitine (= PC) Cholestérol Acyl Transférase. Elle utilise l'AG d'une PC qu'elle fixe sur un cholestérolElle génère des esters de cholestérol et des lysophosphatidylCHOLINEs.

PE inchangé

disparition du PC

lyso PC généré

PC LPC Avant Après action . de la LCAT

B. Après traitement par la phospholipase A2, des LPC ( = lyso PC) et LPE ( = lyso PE) auraient été générés.D-E. Quand on met le lysophosphatidylcholine en présence d'une phospholipase C (PLC), rien ne se passe, car la PLC est une enzyme spécifique des Phospholipides, donc elle ne coupe pas les lysophospholipides. Par contre, si on avait utilisé une lysophospholipase C, elle aurait généré un monoacylglycérol, mais NON VISIBLE à l'autoradiographie car il ne possède plus le phosphate radioactif.

QCM 10 : BCDEA. En aucun cas il ne peut s'agir d'un diacylglycérophospholipide comprenant de la choline, puisque on aurait le même résultat sur la ligne de dépôt 2 et 3 dans ce cas, les liaisons esters étant dégradées par l'hydrolyse alcaline.B.C. Vrais Comme cette molécule est totalement dégradée par l'hydrolyse acide mais pas par l'hydrolyse alcaline: il y a donc des liaisons ethers: ce sont soit des alkényl-phospholipides ou plasminogène, soit des alkyl-phospholipides dont font partie les PAF.D. Vrai L'acide gras en deuxième position est souvent insaturé.E. Vrai En effet, ce n'est pas une liaison ester en première position.

QCM 11 : BCEA. 1 seule double liaison pour le phytol.B. Vrai cf la bio cell système endomembranaire ou bien les glucides et la synthèse des oligosaccharides.D. Dérivé du noyau pregnane à 21C.

QCM 12 : CDEA. La rhodopsine se scinde en présence d'obscurité!B. Au contraire, l'avitaminose K favorise la formation d'hémorragies (puisque la vitamine K permet la coagulation).


QCM 13 : ABDC. Il a la densité la plus faible. Densité et taille sont inversement proportionnels.E. Pas dans les HDL.

QCM 14 : DEA. Attention il ne faut pas confondre ACAT et LCAT, qui ont toutes les 2 pour fonction de fixer un AG sur un cholestérol, mais qui n'agissent pas au même endroit. ACAT est intracellulaire donc ne rentre jamais en contact avec l'apoAI.ACAT = Acyl Cholestérol aminoTransféraseLCAT = Lecithine Cholesterol Acyl transféraseB. L'apoB100 et l'apoB48 sont codées par le même gène mais l'apoB48 subit un processus d'éditing.C. Non le récepteur reconnait aussi apoE QCM 15 : AEB. Il est chargé négativement pour pouvoir se lier au ligand qui est chargé positivement à cause des lysines.C. La partie extracellulaire est plus importante.D. Une petite quantité de LDL entre dans la cellule sans passer par le système de récepteur-clathrine (liaison non spécifique)

QCM 16 : ADEB. La CETP (Cholesteryl Ester Transfer Protein) permet d'échanger l'excès de cholestérol estérifié des HDL contre des triglycérides provenant des résidus de VLDL.C. C'est la lipoprotéine lipase qui est relargable par l'héparine.

QCM 17 : ABCDE

QCM 18 : BCDA. L'apoAI active la LCAT (Lecithin Cholesterol Acyl Transferase : elle transfère l'acide gras d'une lécithine sur un cholestérol ce qui permet d'obtenir un ester de cholestérol. Pour rappel, la phosphatidylcholine est une lécithine). C'est l'apo CII qui active la LPL.E. + petite ==> + dense : Densité et taille sont inversement proportionnelles.

QCM 19 : ABC. L'estérification du cholestérol dépend de l'action de la LCAT.D. Les HDL subissent l'action de la triglycéride lipase hépatique donc ça se déroule au niveau du foie.E. Haute densité ==> petite taille

QCM 20 : ACB. Le DPG se retrouve uniquement dans la membrane mitochondriale.D. Ils sont présents dans toutes les membranes.E. Elle est minoritaire.

QCM 21 : ABDEC. Le SDS dénature les protéines, on ne peut donc par effectuer d'étude fonctionnelle.CI.


QCM 22 : CDEA. On ne peut pas savoir à quelle série appartient cet acide gras, car on ne nous précise pas la position des doubles liaisons .B. Non, ils sont principalement en configuration cis (on parle bien sûr des carbones insaturés)

QCM 23 : BCEA. Elles peuvent être du groupe II ou III . C. vrai : c'est l'acide arachidonique.D. Les lipoxygénases synthétisent les leucotriènes.E. vrai : l'acide linoléique ( ω 6) .

QCM 24 : ABC D. Oui mais ce sont des molécules instables.E. Au contraire certains thromboxanes favorisent l'agrégation et certaines prostaglandines inhibent cette agrégation.

QCM 25 : BCDA. Ils dérivent de la voie de la lipoxygénase.E. Au contraire comme les prostanoides ils sont impliqués dans les phénomènes inflammatoires.

QCM 26 : ACDB. Il n'existe pas de tétra acyl glycérol puisque le glycérol n'a que trois carbones ou peuvent s'accrocher des acides gras.E. Les glycérides ne sont pas hydro olubles, ils se trouvent donc sous forme de microémulsions.

QCM 27 : ABCED. Les étholides sont des polymères d'acides-alcools.

QCM 28 : BDA. Les esters de cholestérols ne se retrouvent pas dans les membranes, il y a seulement du cholestérol simple.C. C'est le noyau prégnane.E. Il correspond au 3-beta-hydroxy-5,6-cholestane, mais il suffisait de savoir que le cholestérol ne contient que 27 carbones!!

QCM 29 : CDA. Il possède 4 cycles.B. Soit sept carbones de plus.E. On ne retrouve pas les esters de cholestérol dans la membrane cellulaire, c'est une forme de transport.


QCM 30 : CA. LCAT = Lécitine Cholestérol Acyl Transférase. Elle utilise l'AG d'une PC qu'elle fixe sur un cholestérolElle génère des esters de cholestérol et des lysophosphatidylCHOLINEs.

PE inchangé

disparition du PC

lyso PC généré

PC LPC Avant Après action . de la LCAT

B. Après traitement par la phospholipase A2, des LPC ( = lyso PC) et LPE ( = lyso PE) auraient été générés.D-E. Quand on met le lysophosphatidylcholine en présence d'une phospholipase C on obtient bien un monoacylglycérol mais NON visible car ne possède plus le phosphate radioactif.

QCM 31 : BCDEA. En aucun cas il peut s'agir d'un diacylglycérophospholipide comprenant de la choline, puisque on aurait le même résulat sur la ligne de dépôt 2 et 3 dans ce cas, les liaisons esthers étant dégradées par l'hydrolyse alcaline.B.C. Vrais Comme cette molécule est totalement dégradée par l'hydrolyse acide mais pas par l'hydrolyse alcaline: il y a donc des liaisons ethers: ce sont soit des alkényl-phospholipides ou plasminogène, soit des alkyl-phospholipides dont font partie les PAF.D. Vrai L'acide gras en deuxième position est souvent insaturé.E. Vrai En effet, ce n'est pas une liaison ester en première position.

QCM 32 : BCEA. 1 seule double liaison pour le phytol.B. Vrai cf la bio cell système endomembranaire ou bien les glucides et la synthèse dans le RE.D. Dérivé du noyau pregnane à 21C.

QCM 33 : CDEA. La rhodopsine se scinde en présence d'obscurité!B. Au contraire, l'avitaminose K favorise la formation d'hémorragies (puisque la vitamine K permet la coagulation).

QCM 34 : ABDC. Il a la densité la plus faible. Densité et taille sont inversement proportionnels.E. Pas dans les HDL.


QCM 35 : DEA. Attention il ne faut pas confondre ACAT et LCAT, qui ont toutes les 2 pour fonction de fixer un AG sur un cholestérol, mais qui n'agissent pas au même endroit. ACAT est intracellulaire donc ne rentre jamais en contact avec l'apoAI.ACAT = Acyl Cholestérol aminoTransféraseLCAT = Lecithine Cholesterol Acyl transféraseB. L'apoB100 et l'apoB48 sont codées par le même gène mais l'apoB48 subit un processus d'éditing.C. Non le récepteur reconnait aussi apoE QCM 36 : AEB. Il est chargé négativement pour pouvoir se lier au ligand qui est chargé positivement à cause des lysines.C. La partie extracellulaire est plus importante.D. Une petite quantité de LDL entre dans la cellule sans passer par le système de récepteur-clathrine.

QCM 37 : ADEB. La CETP (Cholesteryl Ester Transfer Protein) permet d'échanger l'excès de cholestérol estérifié des HDL contre des triglycérides provenant des résidus de VLDL.C. C'est la lipoprotéine lipase qui est relargable par l'héparine.

QCM 38 : ABCDE : seuls les chylomicrons possèdent l'Apo B48, les VLDL possèdent de l'Apo B100.

QCM 39 : BCDA. L'apoAI active la LCAT (Lecithin Cholesterol Acyl Transferase : elle transfère l'acide gras d'une lécithine sur un cholestérol ce qui permet d'obtenir un ester de cholestérol. Pour rappel, la phosphatidylcholine est une lécithine). C'est l'apo CII qui active la LPL.E. + petite ==> + dense : Densité et taille sont inversement proportionnels.

QCM 40 : ABC. L'estérification du cholestérol dépend de l'action de la LCAT.D. Les HDL subissent l'action de la triglycéride lipase hépatique donc ça se déroule au niveau du foie.E. Haute densité ==> petite taille

QCM 41 : ACB. Le DPG se retrouve uniquement dans la membrane mitochondriale.D. Ils sont présents dans toutes les membranes.E. Elle est minoritaire.

QCM 42 : ABDEC. Le SDS dénature les protéines, on ne peut donc par effectuer d'étude fonctionnelle.




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4ème PARTIE

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Vue d'ensemble du métabolisme

Cours du Dr MAUPAS-SCHWALM

SYNTHESErédigée par

Marion Baziard - Marine Clergue


La chaîne respiratoire mitochondriale La chaîne respiratoire mitochondriale est formée de catalyseurs situés au niveau de la

membrane interne mitochondriale qui collectent et oxydent les équivalents réduits libérés par le cycle de Krebs, la glycolyse... Les électrons collectés parcourent dans la chaîne une suite d'étapes redox puis sont transportés par un accepteur final, l'oxygène.

Le transfert d'électrons et le gradient de protons produisent une énergie libre qui permet de produire de l'ATP en présence d'oxygène. La respiration est couplée à la production d'ATP, on parle de phosphorylation oxydative.

Les composants

➢ 4 complexes : • I et II : Flavoprotéines

✗ I : à FMN✗ II : à FAD

• III et IV : Cytochromes ✗ III : Coenzyme Q et cytochrome C réductase✗ IV : Cytochrome oxydase

● Les flavoprotéines :

– Le complexe I est la NADH déshydrogénase, c'est une flavoprotéine à FMN : elle catalyse la réoxydation du NADH2

en NAD+. Elle récupère les électrons produit par cette oxydation et transfère les H+ dans l'espace intermembranaire. C'est une pompe à protons.

– Le complexe II est la succinate déshydrogénase, c'est une flavoprotéine à FAD : elle catalyse l'oxydation du succinate en fumarate. Il y a réoxydation du FADH2 en FAD+. Contrairement aux autres complexes, ce n'est pas une pompe à protons.

● Les cytochromes :

– Ce sont des hémoprotéines membranaires possédant un atome de fer assurant un transfert d'électrons en passant de l'état ferrique à ferreux.

– Le complexe III est composé des cytochromes b et C1. – Le complexe IV : complexe a3 possède en plus du fer, du cuivre ionisé.

● Les structures mobiles :

Elles jouent le rôle de collecteurs mobiles d'électrons. – Le coenzyme Q (ubiquinone), il amène les électrons au complexe III.– Le cytochrome C (seul cytochrome mobile de la chaîne respiratoire), il amène les électrons

au complexe IV.

Transferts d'électrons et phosphorylation oxydative

– Le transfert d'électrons se fait grâce aux différence de potentiels d'oxydoréduction.Les constituants de la chaîne respiratoire sont classés dans l'ordre croissant des potentiels rédox : du plus électronégatif au plus éléctropositif.


– Les équivalents réduits formés par ailleurs (Krebs) transfèrent leurs électrons à l'extrémité électronégative de la chaîne et sont oxydés par les flavoprotéines qui elles sont réduites.

– Les flavoprotéines transfèrent les électrons sur l'ubiquinone, réduit alors en ubiquinol. – L'ubiquinol est mobile, il transfère les électrons vers les cytochromes dont le dernier est le

cytocrome aa3 (cytochrome oxydase). – Le cytochrome oxydase transfère les électrons à l'oxygène moléculaire. Cette dernière

récation est irréversible.

– Lorsque la différence de potentiel entre deux transporteurs est importante, une phosphorylation oxydative permet la synthèse d'ATP.

– L'oxydation génère des H+ qui sont expulsés dans l'espace intermembranaire de la mitochondrie par l'intermédiaire des canaux à protons, les complexes I, III et IV.

– Ceci créé un gradient de protons qui permet de faire fonctionner l'ATP synthase (complexe V) et donc la formation d'ATP.

– L'oxydation d'un équivalent réduit NADH+,H+ fournit 3 molécules d'ATP et celle d'un FADH2 fournit 3 ATP.


Matrice

H+H+

H+H+

H+ H+H+

Espace intermembranaireF0

F1

H+ADP+Pi ATP

Red Ox

e- e- e- e-

FLAV

OPR

OTE

INES

CYTO

CHRO

MES

NA

DH

, H+

NA

D+

FAD

H2

FAD

+

Coe

nzym

e Q

e-

e-

Coe

nzym

e Q

e-

e-

Fe++

+

Fe++

Cyt

Ce-

Fe++

+Fe

++

I N

AD

H

désh

ydog

énas

eFM

N

IV Cyt

aC

yt o

xyda

se

e-

½ O

2H

2 0

H+

H+

H+

H+

SCH

ÉMA

BILA

N

IISu

ccin

ate

désh

ydro

géna

seFA

D

III

Cyt

bC

yt C

1


La chaîne respiratoire mitochondriale – QCM

QCM 1 : Combien y-a-t-il de complexes dans la chaîne respiratoire mitochondriale ? A. 1B. 2C. 3D. 4E. 5

QCM 2 : Classez les transporteurs suivants dans l'ordre de potentiel d'oxydoréduction décroissant A. 1e NAD+ 2e CoQ 3e FMN 4e cyt c 5e cyt a B. 1e cyt a 2e cyt c 3e FMN 4e CoQ 5e NAD+

C. 1e NAD+ 2e FMN 3e CoQ 4e cyt c 5e cyt aD. 1e cyt a 2e cyt c 3e CoQ 4e FMN 5e NAD+

E. 1e CoQ 2e cyt c 3e cyt a 4e FMN 5e NAD+

QCM 3 : Parmi les transporteurs de la chaîne respiratoire mitochondriale, lequel reçoit les hydrogènes du NADH-H+ ? A. FADB. UbiquinoneC. FMND. Cytochrome AE. NADP+

QCM 4 : Classez les corps suivants dans l'ordre des potentiels croissants : A. NAD+ Ubiquinone Cytochrome b Cytochrome aB. Ubiquinone Cytochrome b Cytochrome a NAD+

C. Cytochrome b Cytochrome a NAD+ UbiquinoneD. Cytochrome a Cytochrome b Ubiquinone NAD+

E. NAD+ Ubiquinone Cytochrome a Cytochrome b

QCM 5 : Les structures mobiles de la chaîne respiratoire sont : A. UbiquinoneB. Cytochrome b C. Cytochrome cD. FADE. Cytochrome a


QCM 6 : Au niveau de la chaîne respiratoire, il y a formation d'ATP lors de différents transfets d'hydrogène et d'électrons. Quelles sont les étapes au cours desquelles l'ATP est formé ? A. NADH - FMNB. CoQ – cytochrome c C. FADH2 – CoQ D. Cyto a3 – OxygèneE. Cytochrome c – cytochrome a

QCM 7 : Parmi les composants des chaînes respiratoires mitochondriales, quels sont ceux qui n'agissent que lorsqu'ils sont intégrés à un complexe membranaire lipidoprotidique ? A. Cytochrome c B. FAD C. Cytochrome aD. NAD+E. Coenzyme Q

Corrections :

1. D2. D3. C4. A5. AC6. ABD7. BC


Oxydation des acides gras

I – Généralités

L'acide gras (AG) est un acide carboxylique qui possède un nombre variable de carbones (AG court, moyen, long, très long) et qui peut porter ou non des doubles liaisons (AG saturé ou insaturé). La plupart des acides gras ont un nombre pair de carbones. Ils sont découpés en petites unités bicarbonées (acétyl-CoA) et rejoignent le cycle de Krebs. Ce n'est pas l'AG libre avec son carboxyle (COOH) qui est métabolisé en acétyl-CoA mais c'est toujours un intermédiaire : l'acyl-CoA. L'acyl-CoA correspond à l'acide gras auquel on a ajouté le coenzyme CoA-SH grâce à une enzyme : l'acyl-CoA synthétase. L'acyl-CoA est métabolisé par l'hélice de Lynen en acétyl-CoA. En effet, à chaque tour d'hélice, 2 carbones sont retirés à l'acyl-CoA pour former une molécule d'acétyl-CoA (jusqu'à épuisement de l'acyl-CoA).

La β-oxydation est une voie oxydative aérobie (consomme de l'O2) se déroulant pour la plupart des acides gras dans la mitochondrie.

II – Oxydation des acides gras saturés (Cf. schéma)

L'acide gras transformé en acyl-CoA passe dans la mitochondrie grâce à la navette de la carnitine. Cette navette utilise 3 protéines :

– La CPT1 (Carnitine Palmitoyl Transférase 1) transforme l'acyl-CoA en acyl-carnitine. La carnitine est donc une forme de « véhicule » de l'acide gras.

– La Carnitine-Acylcarnitine Translocase transporte l'acyl-carnitine de l'espace intermembranaire vers la matrice mitochondriale en même temps qu'une molécule de carnitine est transportée de la matrice vers l'espace intermembranaire.

– La CPT2 ( Carnitine Palmitoyl Transférase 2) transforme l'acyl-carnitine en acyl-CoA dans la matrice mitochondriale.

La β-oxydation ou hélice de Lynen peut alors débuter. Elle consiste en la répétition de 4 réactions enzymatiques :

– 1 : L'acyl-CoA est transformé en trans-énoyl-CoA par l'acyl-CoA deshydrogénase et utilise comme co-enzyme le FAD+.

– 2 : Le trans-énoyl-CoA est transformé en 3-hydroxyacyl-CoA par l'énoyl-CoA hydratase.– 3 : Le 3-hydroxyacyl-CoA est transformé en 3-β-cétoacyl-CoA par l'hydroxyacyl-CoA

deshydrogénase qui utilise comme co-enzyme le NAD+.– 4 : La 3-β-cétoacyl thiolase clive le 3-β-cétoacyl-CoA en acétyl-CoA (qui pourra alors

entrer dans le cycle de Krebs) et en acyl-CoA raccourci de 2 carbones qui peut subir un nouveau cycle de β-oxydation.

L'énoyl-CoA hydratase, l'hydroxyacyl-CoA deshydrogénase et le cétoacyl-CoA thiolase sont portés par le même complexe protéique appelé protéine trifonctionnelle mitochondriale.

Ici, les coenzymes utilisés sont le NAD+ et le FAD qui génèrent respectivement du NADH,H+ et du FADH2.


Le bilan de la β-oxydation diffère selon l'acide gras. Par exemple, pour l'acide palmitique (C16:0) on aura :

– 8 acétyl-CoA = 8 x 12 ATP = 96– 7 FADH2 = 7 x 2 ATP = 14– 7 NADH,H+ = 7 x 3 ATP = 21– Activation de l'AG = -1 ATP

De la même manière, on peut calculer le bilan de la β-oxydation de l'acide palmitoléique (C16:1) :

– 8 acétyl-CoA = 8 x 12 ATP = 96– 6 FADH2 = 6 x 2 ATP = 12– 7 NADH,H+ = 7 x 3 ATP = 21– Activation de l'AG = -1 ATP

Notez bien que certains auteurs considèrent qu'il faut consommer un ATP supplémentaire pour l'hydrolyse du pyrophosphate généré par l'activation de l'acide gras. Ce qui amène le bilan de l'acide palmitique, par exemple, à 129 ATP et non 130 ATP.

En outre, le malonyl-CoA (premier intermédiaire dans la biosynthèse des acides gras) inhibe la CPT1.

III – Oxydation des acides gras insaturés

Elle suit le même principe que l'oxydation des acides gras saturés mais utilise une isomérase et/ou une réductase.

IV – Autres voies d'oxydation des acides gras

1 – Acides gras à chaîne très longue (> 22 carbones)

La β-oxydation se déroule dans le péroxysome. Le transport de l'extérieur à l'intérieur du péroxysome est réalisé par la famille des transporteurs ABCD. Dans le péroxysome on n'a pas une protéine trifonctionnelle mais une protéine bifonctionnelle.

2 - Acides gras ramifiés

Leur origine est exclusivement alimentaire. L'acide phytanique, par exemple, ne peut lui aussi être métabolisé que dans le péroxysome.

3 – Acides gras à nombre impair de carbones

À la fin de la réaction, on obtient un propionyl-CoA (3 carbones) transformé par la suite en succinyl-CoA qui est un intermédiaire du cycle de Krebs.


130 ATP

128 ATP


ACYL-CoASYNTHETASE CPT1

CARNITINEACYLCARNITINETRANSLOCASE

AG

ATP + CoA

Acyl-CoA

AMP + P−Pi

Acyl-CoA

Carnitine

CoA

Oxydation des acides gras saturés – Schéma métabolique

Carnitine

CPT2

CoAAcylcarnitine

Acyl-CoA

Cytoplasme

FAD +

FADH2

Chaîne respiratoire

Trans-énoyl-CoA

ACYL-CoA DESHYDROGENASE

3-hydroxyacyl-CoANAD +

NADH + H +

ENOYL-CoA HYDRATASE

3-β-cétoacyl-CoA

Acyl-CoA + Acétyl-CoA (n-2)

HYDROXYACYL-CoA DESHYDROGENASE

3β-CETOACYL THIOLASE

Acylcarnitine

Acylcarnitine

Membrane mitochondriale

externe

Espace inter-membranaire

Membrane mitochondriale

interne

Matrice mitochondriale

β-oxydation

= Hélice de Lynen

V – QCMs

QCM 1 : Le bilan de la β-oxydation de l'acide palmitique est de : A. 131 ATP B. 130 ATP C. 135 ATP D. 157 ATP E. 156 ATP

QCM 2 : Dans la β-oxydation, le FAD permet l'oxydoréduction :A. De l'acyl-CoAB. Du déhydroacyl-CoAC. Du 3-hydroxyacyl-CoAD. De l'acyl-CoA et du 3-hydroxyacyl-CoAE. Du 3-β-cétoacyl-CoA

QCM 3 : Le bilan de la β-oxydation de l'acide caproïque (C6) est : A. 46 ATP B. 38 ATP C. 50 ATP D. 45 ATP E. 51 ATP

QCM 4 : Les enzymes de la β-oxydation sont : A. L'acyl-CoA deshydrogénaseB. La 3-β-cétoacyl thiolaseC. La trans déhydroacyl-CoA deshydrataseD. L'énoyl-CoA hydrataseE. L'hydroxyacyl-CoA deshydrogénase

QCM 5 : Parmi les propositions suivantes, quelles sont celles qui sont justes :A. Le catabolisme des acides gras saturés est mitochondrial.B. La carnitine permet l'entrée et la sortie des acides gras à longue chaîne dans la mitochondrie.C. La forme de passage à travers la membrane mitochondriale (interne) est l'acyl-carnitine.D. Le CoA-SH libre se trouve à la fois dans le cytosol et dans la mitochondrie.E. Avant d'entrer dans la mitochondrie, les acides gras doivent être activés.

QCM 6 : La dégradation des acides gras saturés à nombre impair d'atomes de carbone se réalise, après activation, par β-oxydation. On obtient : A. De l'acétyl-CoA.B. Du succinyl-CoA.C. Du propionyl-CoA.D. De l'acétoacétate.E. Du butyryl-CoA.

QCM 7 : La β-oxydation des acides gras insaturés utilise les enzymes suivantes :A. L'énoyl-CoA hydratase. B. La déhydroacyl-CoA déshydrogénase.C. La β-cétoacyl thiolase.D. La cétoacyl-CoA déshydrogénase.E. L'acyl-CoA déshydrogénase.


Corrections :

QCM 1 : B

QCM 2 : A

QCM 3 : DIl y a 2 tours d'hélice, après lesquels on obtient :

– 3 acétyl-CoA = 3 x 12 ATP = 36– 2 FADH2 = 2 x 2 ATP = 4– 2 NADH, H+ = 2 x 3 ATP = 6– Activation de l'AG = -1 ATP

QCM 4 : ABDE

QCM 5 : ACDEB. Pas la sortie.E. VRAI => en acyl-CoA.

QCM 6 : ABCA. VRAI => Issu de chaque tour de β-oxydation.B. VRAI => Issu de la transformation du propionyl-CoA, constituant du cycle de Krebs.C. VRAI => Issu du dernier tour de β-oxydation.

QCM 7 : ACED. C'est l'hydroxyacyl-CoA déshydogénase.


45 ATP

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