Biochimie Gonthier - Chap 4 Flashcards
Protéines exogènes
- Protéines provenant de notre alimentation
- Ne passent pas la paroi intestinale, doivent être clivées
Protéines endogènes
Protéines mobilisées pour répondre à un besoin en énergie en cas de jeûne
Digestion des protéines exogènes : absorption par l’intestin
1) Estomac : Gastrine stimule sécrétion acide ; Pepsine dégrade prots
2) Intestin (duodénum et jéjunum) : Pancréas déverse suc pancréatique dans le duodénum contenant peptidases (Chymotrypsine et trypsine) + endopeptidases qui clivent les prots
→ 50% des prots sous forme d’AA libres
3) AA et petits peptides entrent dans les entérocytes grâce à des transporteurs
4) Entérocytes : Peptidases continuent de cliver prots
→ 95% prots sous forme d’AA libres
Gastrine
Hormone
Pepsine
- Peptidase
- Active à pH = 2
Immunoglobulines maternelles et prion
Protéines échappant à la dégradation par les enzymes intestinales
Entérocytes
Ç intestinales
Digestion des protéines exogènes : après absorption par l’intestin
1) AA déversés dans le foie par la veine porte
2) AA ø stocké sous forme libre mais sont utilisés pour la synthèse de prots endogènes (+++ niveau muscles qui servent de réserves de prots, mobilisables en cas de carence énergétique)
NB : Excès d’AA est oxydé pour fabriquer de l’énergie (ATP)
Digestion des protéines endogènes : lors d’un jeûne
1) AA stockées libérées par protéolyse + converties en alanine (pour 40 à 60% d’entre-eux)
2) Alanine transférée au foie en vue de permettre production de pyruvate qui lui même permet la néosynthèse de glucose = néoglucogénèse
3) Glucose utilisé pour répondre aux besoins énergétiques de l’organisme (cerveau, tissus périphériques dont muscles)
Apport énergétique d’1g de prot et d’1g de glucide
Les deux donnent un apport de 4 Kcal
Catabolisme des AA
- A pour but de créer de l’énergie (par tous les organes) ou former du glucose (foie uniquement), des corps cétoniques (foie uniquement) ou des AG selon les besoins de l’organisme
- Glucose, AG et corps cétoniques ensuite utilisés comme substrats énergétiques majeurs au sein de l’organisme
Selon le type de catabolisme, les AA sont répartis en 2 groupes qui sont…
- AA glucoformateurs
- AA cétogènes
Définition AA glucoformateurs
Sont dégradés en métabolites intermédiaires (pyruvate ou intermédiaires du cycle de Krebs) qui sont des précurseurs de glucose en cas jeûne
Définition AA cétogènes
- Sont dégradés en métabolites intermédiaires (acétoacétate et acétylCoA) qui sont des précurseurs d’AG et de corps cétonique
- Lors d’un jeûne très long ; se produit rarement
AA exclusivement glucoformateurs
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AA exclusivement cétogènes
2 : Leucine et lysine
AA pouvant être glucoformateurs et cétogènes
4 : Isoleucine, phénylalanine, tryptophane, tyrosine
6 voies cataboliques selon la nature de l’AA
A) Voie de l’oxaloacétate → ATP, glucose
B) Voie de l’⍺-cétoglutarate → ATP, glucose
C) Voie du succinyl-CoA → ATP, glucose
D) Voie du pyruvate → ATP, glucose
E) Voie de l’acétyl-CoA → ATP, AG, corps cétoniques
F) Voie de Phe et Tyr → ATPn glucose, AG et corps cétoniques
Différence transamination et désamination
- Seules les désaminations créent de l’ammoniac NH3
- ASAT et ALAT sont des transaminases donc ne génèrent pas de NH3
Voie A de l’oxaloacétate
- Asn Hydrolyse par asparaginase - Asp Transamination par ASAT - OA qui va alimenter le cycle de Krebs (+ glutamate qui sera désaminé en ⍺-cétoglutarate)
ASAT
= Aspartate Amino Transferase
- Très bon marqueur clinique pour diagnostiquer des insuffisances hépatiques
Voie B de l’⍺-cétoglutarate
“ERPHEQ”
- Arg / Pro / His / Gln
Conversion en : (hydrolyse du Gln libère NH3)
- Glu
Désamination par désaminase + coenzyme NAD+ ou NADP+ (avec libération NH3)
- Acide iminé intermédiaire → ⍺-cétoglutarate
Voie C du succinyl-CoA
“Il va mettre du sucre”
- Val / Ile / Met
Dégradation (plusieurs étapes)
- Succinyl-CoA
NB : Cette voie consomme donc de la CoA = vit B5
Voie D du pyruvate
“WASA GATACA”
- Ala / Trp / Thr / Gly / Ser / Cys
Transamination (pour Ala = transamination par ALAT)
- Pyruvate
ALAT
- Alanine Amino Transférase
- Joue un rôle majeur au niveau des muscles et du foie (lors de la NGG)
- Très bon marqueur clinique également
Voie E de l’acétyl-CoA
“WILIK”
- Trp / Lys / Leu / Ile
Dégradation
- Acétoacétate → Acétyl-CoA
Voie F de Phe et Tyr
- Phe
Transformation sous l’action de la phénylalanine hydroxylase - Tyr
Décyclisation - Fumarate (cycle de Krebs) + acétoacétate (composé cétogène pour production d’AG et de corps cétoniques)
Déficience en phénylalanine hydroxylase
- Entraine un déficit nerveux chez les nouveaux-nés
- Induit toxicité au niveau du SNC
- Induit aussi une excrétion anormalement élevée de Phe dans l’urine = phénylcétonurie
- Dépistage obligatoire en France = Test de Guthrie
- Représente 1 / 15 000 naissances
- Trt : régime alimentaire pauvre en Phe (fruits, légumes et bonbons gélifiés)
Chaque cycle de Krebs aboutit à la formation de :
- 1 molécule de GTP = 1 ATP
- 3 NADH,H+ = 9 ATP
- 1 FADH2 = 2 ATP
Soit 12 ATP
ATP
Molécule énergétique par excellence des ç avec une énergie libre proche de 10 Kcal en raison de sa liaison anhydre triphosphorique
Élimination de la fonction amine libérée sous forme de NH3 (ammoniac)
- Catabolisme oxydatif crée NH3 (par désamination) qui est toxique pour les cellules, il ne peut pas être transporté tel quel dans le sang pour être évacué
- Seuls le foie et le rein peuvent transformer NH3 toxique en molécule non toxique
- On a donc recours à : glutaminogenèse, uréogenèse et ammoniogénèse
Glutaminogenèse
- Ammoniac libéré et fixé sur glutamate pour générer glutamine sous l’action de la glutamine synthétase (besoin ATP)
- Transport dans le sang jusqu’au foie (80%) ou au rein (20%)
- Arrivée dans ces 2 organes, elle est retransformée en glutamate par la glutaminase et libère NH3
Ammoniogenèse
- Au niveau des reins
- Transforme ammoniac NH3 en ammonium NH4+ par fixation d’un proton
- NH4+ est éliminé dans l’urine sous forme de sel amoniaco de chlorure d’ammnium ClNH4+
→ Représente 20% de l’azote urinaire total
Uréogenèse
- Cycle de l’urée : ammoniac transformé en urée
- Urée sécrétée dans le sang pour être excrétée par les reins dans l’urine
→ Voie préférentielle d’élimination de l’azote
Régulations du métabolisme des AA sont de 2 formes
- Nutritionnelles
- Hormonales
Régulations nutritionnelles du métabolisme des AA
- Après un repas : synthèse de protéines nécessaires à l’organisme, l’excès d’AA est oxydé
- Lors d’un jeûne : protéolyse musculaire et catabolisme des AA
Régulations hormonales du métabolisme des AA
- Hormones anabolisantes (= inhibent catabolisme des AA) : insuline, hormone de croissance, faible concentration d’hormone thyroïdiennes
- Hormones catabolisantes (= activent catabolisme des AA) : glucocorticoïdes (cortisol), cytokines (TNF-⍺ et interleukines), forte concentration d’hormones thyroïdiennes (induisant une fonte musculaire)
Cycle de l’urée : généralités
- Réactions biochimiques se déroulent dans le foie au niveau des ç hépatiques = hépatocytes
- 5 grandes voies réactionnelles du cycle de l’urée impliquant 5 enzymes
- Les 2 premières réactions se passent dans les mitochondries des hépatocytes et les 3 suivantes dans le cytoplasme
- Les 2 atomes d’azote de l’urée proviennent de NH3 et de l’aspartate
1ère étape du cycle de l’urée
CO2 + NH3 → Carbamoyl-P
Par Carbamoyl phosphate synthétase 1 (classe 6)
2 ATP consommés
2e étape du cycle de l’urée
Carbamoyl-P + Ornithine → Citrulline
Par Ornithine carbamyl transférase (classe 2)
3e étape du cycle de l’urée
Citrulline + Aspartate → Argininosuccinate
Par argininosuccinate synthétase (classe 6)
1 ATP consommé
4e étape du cycle de l’urée
Argininosuccinate → Fumarate + Arginine
Par argininosuccinate lyase ou argininosuccinase (classe 4)
Fumarate va alimenter cycle de Krebs
5e étape du cycle de l’urée
Arginine → Urée + ornithine
Par arginase (classe 3)
Urée va dans l’urine
Ornithine va dans mitochondrie pour future étape 2
Taux d’urée dans l’urine
Est un marqueur clinique d’une insuffisance hépatique ou rénale
Donc le dosage de l’urée urinaire permet de voir si le cycle fonctionne correctement
Régulation du cycle de l’urée
- Carbamyl-P synthétase 1 doit être activée par le N-acétylglutamate qui joue un rôle d’effecteur allostérique
- Le N-acétylglutamate est synthétisé à partir du glutamate et de l’acétyl-CoA
Anomalies enzymatiques d’origine génétique et cycle de l’urée
- Ǝ 5 types d’anomalies enzymatiques associées à des mutations des gènes codant pour les enzymes catalysant les 5 réactions du cycle de l’urée
- En cas d’anomalies, un des trt consiste à adopter une alimentation appauvrie en prots pour limiter le catabolisme des AA et donc la libération de la fn amine sous forme d’ammoniac
Déficit en carbamyl-P synthétase 1
Hyperammoniémie congénitale type I
Déficit en ornithyl transcarbamylase
Hyperammoniémie congénitale type II
Déficit en arginino-succinate synthétase
Citrullinémie (accumulation de citrulline dans le sang)
Déficit en argininosuccinase
Argininosuccinurie (accumulation d’argininosuccinate dans les urines)
Déficit en arginase
Arginémie et arginurie (accumulation d’arginine dans le sang et les urines)
Anabolisme des AA
- Seuls les AA non indispensables sont synthétisés chez l’Homme
- Les AA indispensables sont synthétisés par des voies qui ne sont présentes que chez les végétaux et les micro-organismes
Biosynthèse des AA : ⍺-cétoglutarate permet la synthèse de…
- Glutamate
- Glutamine (transamination de l’⍺-cétoglutarate par aminotransférase pour obtenir du glutamate qui est condensé par la glutamine synthétase) ; Proline
NB : et d’arginine après 1 an
Biosynthèse des AA : pyruvate permet la synthèse de…
Alanine
Par transamination du pyruvate sous l’action de l’ALAT
NB : et de valine et leucine mais ø chez les hommes
Biosynthèse des AA : 3-phosphoglycérate permet la synthèse de…
- Sérine
- Cystéine ; Glycine
Biosynthèse des AA : oxaloacétate permet la synthèse de…
- Aspartate
- Asparagine
NB : et Méthionine ; Thréonine → Isoleucine ; Lysine mais ø chez les hommes
Biosynthèse des AA : phosphoénolpyruvate + érythrose-4-P permet la synthèse de…
- Tyrosine
NB : et Phénylalanine et Tryptophane mais ø chez les hommes
Phénylalanine peut permettre synthèse de tyrosine grâce à la phénylalanine hydroxylase
Biosynthèse des AA : Ribose-5-P permet la synthèse de…
Histidine mais ø chez les hommes
Glutamine synthétase
C’est un point de contrôle central du métabolisme azoté car elle empêche l’accumulation d’ammoniac issu du catabolisme des AA dans tous les tissus périphériques
Créatine
- Dérivé d’AA présent dans les fibres musculaires (95%)
- Synthétisée par le foie puis véhiculée par le sang dans les muscles
- Substance azotée qui joue un rôle majeur de réserve énergétique musculaire sous forme de créatine-P
Précurseurs de la créatine
Rein : Arginine + glycine → ornithine + acide guanidoacétique
Foie : acide guanidoacétique + SAM → créatine + SAH
Créatinine
Muscle : créatine + ATP → Créatine-P
Créatine-P - H2O → Créatinine
= Forme d’élimination urinaire de la créatine-P
Dosage de la créatinine
Permet de diagnostiquer une éventuelle insuffisance rénale, une fonte musculaire importante ou certaines maladies des muscles
Méthodes d’exploration du métabolisme azotée
- Dosage de l’urée urinaire
- Mesure du taux d’ammoniac plasmatique (À réaliser d’urgence en situation de coma inexpliqué )
- Dosage de la créatine et de la créatinine plasmatique et urinaire
- Évaluation du niveau de la concentration d’AA sanguine
- Dosage des acides organiques issus de la 1ère étape du catabolisme des AA
