Cours 9 : Métabolisme de composés azotés Flashcards
Sous quelle forme est absorbé l’azote chez les cellules vivantes? Pourquoi?
Sous forme de NH3, pcq N2 ambiant est chimiquement inerte.
Comment se forme le NH3?
Par fixation du N2 grâce à l’enzyme bactérienne nitrogénase. Fixation est un procédé thermodynamiquement favorable (delta G négatif)
Décrire le fonctionnement de la nitrogénase
Oxyde la ferrédoxine et la flavodoxine pour utiliser l’énergie de leurs é- grâce aux transporteurs Fe-S et Fe-Mo (Molybdène) pour réduire le N2 en NH3.
Processus coûte 16 ATP pcq le transport des é- entre les deux sous-unités est très énergivore, même si la réaction est thermodynamiquement favorable.
Vrai/Faux : la nitrogénase fonctionne en aérobie et anaérobie
Faux, la nitrogénase est strictement anaérobie
Si la nitrogénase fixe 90% de l’azote de l’environnement, qu’est-ce qui fixe le reste?
La foudre
Quelles sont les deux types de bactéries qui fixent l’azote?
1) Anaérobiques du sol
2) Aérobiques symbiotiques avec des racines de légumineuses, qui fournissent le milieu anaérobique vital à la nitrogénase.
Nommer et décrire brièvement les 5 étapes du cycle de l’azote
1) Fixation : réduction de N2 en NH3 par nitrogénase et foudre. Rend l’azote disponible pour les êtres vivants.
2) Nitrification : oxydation de NH3 en NO2 (nitrite) et NO3 (nitrate) par certaines bactéries du sol
3) Dénitrification : réduction de NO2 et NO3 en N2
4) Assimilation : réduction grâce au NADPH et au cofacteur Mo (molybdène) des nitrates (NO3) du sol en nitrites (NO2) par la nitrate réductase, puis en NH3 par la nitrite réductase. Le processus est fait par les plantes et vise l’incorporation du NH3 par son attachement à un atome de carbone (organification)
5) Ammonification : production de NH3 par la décomposition de matières organiques par certaines bactéries et champignons.
Quelles sont les 4 composés principaux formés suite à l’organification de l’azote en ordre d’importance
1) Glutamine
2) Glutamate
3) Asparagine
4) Cabamoyl-P
Quels autres molécules organiques dépendent de l’organification de l’azote?
a.a, neurotransmetteurs, bases azotées, vitamines et autres
Quelles sont les 3 réactions d’organification les plus importantes?
1) Glutamine synthétase - GS (tous les organismes)
2) Glutamate synthase - GOGAT (chez les procaryotes et les plantes)
3) Glutamate déshydrogénase - GLUD (tous les organismes)
Schématiser et expliquer la réaction couplée de glutamine synthétase (GS) et glutamate synthase (GOGAT), (GS-GOGAT)
Correction diapo 13 et 14 PDF assemblé 9
Nommer et expliquer les 3 mécanismes de régulation de la GS chez les bactéries
1) Rétro-inhibition par produits réaction : l’enzyme peut être inhibé par des composés azotés dérivés du glutamate ou de la glutamine. L’inhibition est cumulative, mais l’enzyme ne s’arrête que si les 9 régulateurs allostériques sont présents
2) Modification covalente par adénylation : lorsque les niveaux de glutamine sont élevés, l’enzyme adénylyl transférase catalyse adénylation (inactivation) de GS et vice-versa.
3) Contrôle génétique de l’expression de l’enzyme (évident)
Schématiser et expliquer la réaction de glutamate déshydrogénase (GLUD)
Correction diapo 18 PDF assemblé 9
Pourquoi GS-GOGAT sont les réactions favorisés au lieu de GLUD?
Pcq Km de GS pour NH3 est 10 fois plus petit que celui de GLUD, donc NH3 a bcp plus d’affinité pour GS que GLUD
Définir la balance azotée
Rapport entre l’apport en produits azotés dans la diète(principalement les acides aminés et protéines)et les pertes (surtout rénales et fécales) (absorption/excrétion)
Absoprtion > excrétion = balance positive
Absoprtion < excrétion = balance négative
Vrai/Faux : pour que la balance azotée soit normale, il faut que azote ingéré = azote excrétée
Vrai
Donner des exemples de situations ou la balance azotée pourrait devenir négative ou positive
Positive : croissance, grossesse, récupération post-jeûne
Négative : jeûne, vieillissement, maladies
D’où provient la majorité de l’azote dont l’homme a besoin?
Des protéines animales et végétales de la diète
Schématiser et expliquer brièvement la transamination
Correction diapo 31 PDF assemblé 9
Quel est la fonction de la transamination?
Redistribuer les NH2 du glutamate et de l’alanine surtout pour synthétiser les autres a.a
Quels sont les 3 paires cétoacide/a.a importantes créées par transamination?
1) Pyruvate/alanine
2) Oxaloacétate/aspartate
3) a-cétoglutarate/glutamate
D’ou viennent les substrats et les groupements amines nécessaires à la biosynthèse d’a.a?
Les substrats sont des intermédiaires de Krebs, de la glycolyse et de la voie des pentoses, et le groupement amine vient majoritairement de la glutamine et du glutamate
Qu’est-ce qu’un a.a essentiel? Énumérer les 10
Un a.a qui ne peut pas être synthétisé par le corps, donc qui doit provenir strictement de la diète.
ARGh! MET LEU dans la VAL,LYSe ILE PHEait TRYop d’HIS,THRoires
Argh! Mets le dans la valise il fait trop d’histoires
ARGinine, METhionine, LEUcine, VALine, IsoLEucine, PHEnylalanine, TRYptophane, HIStidine, THRéonine
Schématiser et expliquer la biosynthèse d’aspartate, de glutamate et d’alanine, et leur lien
Correction diapo 36 PDF assemblé 9
Schématiser et expliquer la biosynthèse d’asparagine et de glutamine, et leur lien
Correction diapo 37 PDF assemblé 9
Schématiser et expliquer la biosynthèse de sérine et de cystéine, et leur lien
Correction diapo 38 PDF assemblé 9
Schématiser et expliquer la biosynthèse de glycine à partir de sérine ; doit inclure le rôle des unités monocarbonées
Correction diapo 39 PDF assemblé 9
Schématiser et expliquer la biosynthèse de proline à partir du glutamate
Correction diapo 40 PDF assemblé 9
Schématiser et expliquer la biosynthèse de tyrosine
Correction diapo 41 PDF assemblé 9
Nommer les deux types de biosynthèse des bases azotées
1) De novo : à partir de précurseurs
2) Récupération : à partir de vieux ND dégradés
Quel est le précurseur des bases azotées, d’où vient-il et comment sa synthèse est-elle régulée?
Le 5-phosphoribosyl-1-pyrophosphate (PRPP), qui vient de la double phosphorilation ATP dépendante de riboses du cycle des pentoses par la PRPP synthétase
La PRPP synthétase est inhibée par les bases azotées (purines et pyrimidines)
Comparer les éléments nécessaires aux deux voies de biosynthèse de bases azotées
Novo : PRPP, ATP, a.a et unités monocarbonées
Récupération : PRPP, bases azotées
Schématiser et expliquer la synthèse de nuovo ; doit contenir le précurseur des bases et les a.a nécessaires
Correction diapos 48, 49 et 50 PDF assemblé 9
Schématiser et expliquer la voie de récupération des purines
Correction diapo 52 PDF assemblé 9
Quelle enzyme est responsable de la conversion des riboND en désoxyND, et quels sont ses substrats?
La riboND réductase (RR), les riboND
Expliquer la régulation spécifique et d’activité de riboND réductase et son/ses sites d’action
Activité : Accumulation d’ATP au site allostérique d’activité active l’enzyme et dATP arrête l’enzyme.
Spécificité : Accumulation de dATP au site allostérique de spécificité stimule formation de dUDP et dCDP, et dTTP stimule formation de dGDP, pour assurer l’équilibre en les quatre désoxyriboND
Schématiser et expliquer la synthèse de thymidine
Correction diapo 56 PDF assemblé 9
Pour quel pathologie le mécanisme de biosynthèse de ND offre-t-il beaucoup de possibilités? Comment?
Cancer, pcq cellules cancéreuses se reproduisent de manière incontrôlable, donc enlever leur stock de désoxyriboND ou de thymine pour la réplication de leur ADN pourrait-être une voie. On peut y arriver en ciblant les enzymes régénératrices d’unités un carbone
Quel est le produit final de la dégradation des purines, et quelle enzyme est responsable?
Il s’agit de l’acide urique, produit par la xanthine oxydase
Qu’est-ce qui cause la goutte?
L’accumulation d’acide urique dans les articulations. Cette accumulation peut provenir d’un excès de purines dans le corps, donc éviter la nourriture riches en ND pourrait aider.
Quelles sont les deux étapes du catabolisme des acides aminés?
1) Élimination de l’azote sous forme de NH4+
2) Cétogenèse du produit et incorporation à Krebs
Nommer les 3 types d’élimination d’azote chez les eucaryotes supérieurs, le nom de la classe d’organisme et quelques exemples
1) Ammoniotéliques : en hydroxide d’ammonium ou ammoniac (NH4OH); plupart des animaux aquatiques
2) Uréoteliques : en urée; mammifères et poissons cartilagineux
3) Uricoteliques : en acide urique; reptiles terrestres, oiseaux, insectes
Vrai/Faux : 20% de l’ammoniaque produit dans le rein est éliminé dans le cycle de l’urée
Faux, 20% de l’ammoniaque à éliminer est produit dans le rein et éliminé par les urines, alors que le 80% restant est produit dans le foie et est éliminé par le cycle de l’urée.
Schématiser grossièrement le cycle de l’urée; doit contenir sources des atomes d’azote, le nb d’ATP requis par molécule d’urée, et la relation du cycle avec Krebs
Correction diapo 69 PDF assemblé 9
Comment est régulé l’activité du cycle de l’urée?
Au niveau de la carbamoyl-P synthétase, qui est régulée par le n-acétylglutamate (NAG), un activateur allostérique. La formation du NAG est proportionnelle au niveaux de glutamate et d’arginine, qui sont deux a.a indicateurs de hauts niveaux d’amines.
Nommer les 3 groupes d’a.a désaminés selon leur point d’entrée dans les voies cataboliques
1) Glucogéniques : produisent pyruvate ou intermédiaires de Krebs
2) Cétogéniques : produisent des corps cétoniques
3) Amphiboliques : peuvent être à la foie cétogénique et glucogénique
Quelles conditions sont nécessaires à la sortie de chaînes de carbone du cycle des a.a?
Abondance d’énergie, qui permet la transformation des a.a désaminés en acétyl-CoA, qui peut sortir du cycle en devenant de l’acide gras.
