Cours 9 : métabolisme des composés azotés Flashcards
Où est-ce que les animaux trouvent l’azote dont ils ont besoin
Par leur alimentation, en ingérant des protéines animales ou végétales
Quel type de réaction permet de redistribuer les groupements NH2 pour sythétiser les AA
Les réactions de transamination
À partir de quoi sont synthétisés les AA (par transamination)
À partir d’acides alpha-cétoniques
Quelle co-enzyme est utilisée par les transaminases
le pyridoxal-phosphate
3 réactions de transamination pour synthétiser les AA
- Pyruvate + Glutamate* -GPT-> Alanine* + alphacétoglutarate
- Oxaloacétate + glutamate* -GOT-> Aspartate* + alphacétoglutarate
- Alpha-cétoacide + Glutamate* –> AA* + alphacétoglurarate
Quels sont les 3 AA synthétisés par des déshydrogénase (et non transaminases)
Proline
Lysine
Thréonine
Les AA sont synthétisé à partir d’intermédiaire de quelles réactions
Glycolyse
Cycle de Krebs
Voie des pentoses
Acides aminés essentiels
Methionine
Leucine
Valine
Isoleucine
Phenylalanine
Thréonine
Histidine
Tryptophan
Réaction biosynthèse Asparagine
Aspartate + Glutamine + ATP -Asparagine synthétase-> Asparagine + Glutamate + AMP + PPi
Biosynthèse de la sérine (3 étapes)
- 3-Phosphoglycérate + NAD+ -> NADH + 3-phospho-hydroxypyruvate
- 3-phospho-hydroxypyruvate + Glutamate -> alpha-cétoglutarate + 3-phosphosérine
- 3-phosphosérine -Phosphatase-> Sérine + Pi
La sérine est utilisée pour synthétiser quels AA
Glycine et la cystéine
Réaction synthèse glycine
Sérine + Tétrahydrofolate -Sérine hydroxyméthyltransférase-> H2O + 5,10-Méthylène-tétrafolate + Glycine
Quel est le rôle du tétrahydrofolate
Transporteur des unités à un atome de carbone
Biosynthèse de la proline (4)
- L-Glutamate + ATP -Glutamyl kinase-> Glutamate-5-P + ADP
- Glutamate-5-P + NADPH -Glutamate semialdéhyde déshy.-> NADP + glutamate semialdéhyde
- Glutamate semialdéhyde -> H2O + Pyrroline-5-carboxylate
- Pyrroline-5-carboxylate + NADPH -Pyrroline-5-carboxylate réductase-> NADP + L-Proline
Synthèse tyrosine
Phénylalanine -Phénylalanine hydroxylase-> Tyrosine
Conséquence déficience en phénylalanine hydroxylase (PAH)
Maladie génétique : Phénylcétonurie
(manque de tyrosine = retards mentaux)
Vrai ou faux : chez les humains il y a un besoin réel alimentaire pour synthétiser les purines et pyrimidines
Faux, pas de besoin réel alimentaire car nous récupérons les nucléotides
D’où provient le Phosphoribosyl-1P
Du cycle des pentoses (ribose activé)
Vrai ou faux : le phosphoribosyl-1P est nécessaire pour la synthèse de novo et la récupération des AN
Vrai
Quels sont les inhibiteurs allostériques du phosphoribosyl-1P (PRPP)
Purines
Pyrimidines
Quels éléments sont nécessaires pour la synthèse de Novo D’AN
Phosphoribosyl-1P
ATP
AA
Unités monocarbonés
Quels éléments sont nécessaire pour la récupération des AN
Phosphoribosyl-1P
Bases azotés
Comment se fait la synthèse de l’IMP
Assemblage de la base purique sur une molécule de PRPP en utilisant :
Glutamine
Glycine
Aspartate
Bicarbonate
Gr. Formyles
De quoi sont dérivés l’AMP et le GMP
De l’IMP
Vrai ou faux : On synthétise d’abord la baze azotée, puis elle est liée au PRPP (synthèse pyrimidines)
Vrai
Quels éléments sont nécessaires pour produire de l’UMP
Glutamine
Aspartate
Bicarbonate
Que catalyse la CTP synthétase
L’amination de L’UTP en CTP
Combien d’ATP sont nécessaires pour synthétiser de Novo les purines et les pyrimidines
Purines : 6 ATP
Pyrimidines : 2 ATP
Où se fait la synthèse des purines et des pyrimidines
Purines : cytosol
Pyrimidines : cytosol, mais 1 étape dans mitochondrie
Récupération des purines (2 étapes)
- Adénine phosphoribosyltransférase convertit l’adénine en AMP
- HGPRT convertit l’hypoxanthine en IMP et la guanine en GMP
Conséquences de la déficience de HGPRT
Syndrome neurologique de Lesch-Nyhan
(retard de développement avec hypotonie généralisée)
Quelle enzyme convertit les riboN en désoxyriboN
La ribonucléotide réductase (NADPH comme réducteur)
Quels sont les régulateurs allostériques de la ribonucléotide réductase
Domaine d’activité: dATP (-) et ATP (+)
Domaine de spécificité : dATP, dGTP et dTTP
2 sous unités de la ribonucléotide réductase
R1 : Site actif + 2 sites allostériques
R2 : cofacteur métallique + radical Tyr requis pour activité catabolique
Quels sont les subtrats de la Ribonucléotide réductase
ADP
GDP
CDP
UDP
Réaction de méthylation pour produire la thymidine
dUMP + tétrahydrofolate -Thymidylate synthase-> Dihydrofolate + dTMP
Que produit la dégradation des purines et des pyrimidines
Purines : Acide urique
Pyrimidines : bêta alanine
Qu’est ce que la goutte et quel est le traitement possible
Dépôt d’Acide urique dans les articulation
Allopurinol (inhiniteur de la xanthine oxydase)
Catabolisme des AA (2 voies)
Élimination de l’azote
Métabolisme des cétoacides
Vrai ou faux : certaines bactéries sont capables de cataboliser l’ammoniac en N2/nitrites/nitrates avec production d’énergie
Vrai, bactéries dénitrifiantes peuvent le faire
Élimination d’ammoniac (3 formes)
- Hydroxyde d’ammonium/ammoniac chez les animaux aquatiques
- Urée chez les mammifères et poissons cartilagineux
- Acide urique chez les reptiles, oiseaux et insectes
Qu’est ce qu’un organisme ammoniotélique
Élimine son ammoniac sous forme d’hydroxyde d’ammonium
Qu’est ce qu’un organisme uréotélique
Élimine son ammoniac sous forme d’urée
Qu’est ce qu’un organisme uricotélique
Élimine son ammoniac sous forme d’acide urique
Qu’arrive-t-il s’il y a un excès d’AA chez les organismes uréotéliques
Élimination des NH2 en urée
Récupération de la chaîne carbonée pour l’énergie
Par où est éléminer l’ammoniac produit dans le rein et celui produit dans le foie
Rein : urine (20%)
Foie : Cycle de l’urée (80%)
Qu’arrive-t-il à l’ammoniac produit dans les autres tissus
Transporter au foie sous forme de glutamine (n-musculaire) ou sous forme d’alanine via cycle alanine/glycose (musculaire)
Dans quel cas l’urée pourrait-elle être réutilisée
Ours en hibernation
Transfert le l’ammoniac au foie sous forme de glutamine (2 réactions)
- Glutamate + NH4* + ATP -Glutamine synthétase-> Glutamine* + H2O + ADP + Pi
- Glutamine* + H2O -Glutaminase-> Glutamate + NH4*
Transfert de l’ammoniac au foie avec l’alanine
- NH4 concentré sur le glutamate par glutamate déshydrogénase
- Transamination : transfert du NH4 du glutamate à l’alanine
- Retransfert du NH4 de l’alanine au glutamate (dans le foie)
- Relâchement du NH4 (dans le foie)
Réaction de préparation au cycle de l’urée
NH3 + HCO3- -CPS-1-> Carbamoyl phosphate
Combien d’ATP sont consommés dans la réaction de préparation au cycle de l’urée
2 ATP
cycle de l’urée (4 étapes)
- Ornithine + Carbamoyl-P -Ornithine transcarbamylase -> Pi + Citrulline
- Citrulline + Aspartate + ATP -Argininosuccinate déshydrogénase-> AMP + PPi + Argininosuccinate
- Argininosuccinate -Argininosuccinate lyase-> Fumarate + Arginine
- Arginine + H2O -Arginase-> URÉE + Ornithine
Combien de N sont éliminés par tour du cycle de l’urée
2 (1 : CPS-1, 2 : Transamination aspartate)
Combien d’ATP sont consommés par tour de cycle
4 (2/atome d’azote)
Quel est l’activateur allostérique de la CPS-1
Le N-acétyl glutamate (à partir du glutamate par NAG synthase)
Neurotoxicité de l’ammoniac
Augmente le pH sanguin et stimule le récepteur NMDA du cerveau (ammoniac traverse la barrière hémato-encéphalique)
Conséquence d’ammoniac dans le cerveau (2)
- Perte d’alpha-cétoglutarate -> chute d’oxaloacétate -> stop cycle de krebs
- Formation de glutamine (vide réservoirs de glutamate qui est nécessaire à la formation de tissus nerveux)
Quelle conséquence a l’augmentation du niveau de glutamine dans le cerveau à cause de l’Ammoniac
Affecte les cellules gliales (oedème cérébral)
Qu’est ce qu’un AA glucogénique
Son catabolisme produit du pyruvate ou des intermédiaires du cycle de krebs (possibilité de produire du glucose)
Qu’est ce qu’un AA cétogénique et lesquels le sont
Son catabolisme produit des corps cétoniques
Leucine et Lysine
Qu’est ce qu’un AA amphibolique et lesquels le sont
Glucogéniques et cétogéniques
Isoleucine, Phenylalanine, Tryptophan, Threonine, Tyrosine
Vrai ou faux : L’azote est chimiquement inerte
Vrai, à cause de sa triple liaison
En quoi faut-il transformer l’azote pour pouvoir l’assimiler
En ammoniac
Quelle enzyme possèdent les bactéries pour fixer l’azote
Nitrogénase
Pourquoi Il faut de l’énergie pour fixer l’azote alors que cette réaction a un G négatif
L’énergie est utilisé pour le transport des électrons vers l’azote entre les 2 sous-unités de l’enzyme
D’où viennent les électrons utilisés pour fixer l’azote
De la ferrédoxine
Qu’est-ce que la nitrogénase utilise comme transporteur d’électrons
Des centres Fer-Souffre et Fer-Molybdène
2 sortes de bactéries qui fixent l’azote
- Bactéries anaérobiques du sol
- Bactéries en symbiose avec les plantes (rhizobium)
Relation de symbiose Bactéries fixatrices d’azote et plantes
Bactérie fixe l’azote sur les sucres de la plantes
La plante protège les bactéries de l’O2 (leghémoglobine)
Combien de % de l’énergie humaine est utiliser par la fixation d’Azote industrielle
2%
Qu’est ce qu’une zone morte
Excès d’engrais fait pousser des algues qui consomment tout l’O2 (aucun autre organisme ne peut vivre)
5 étapes du cycle de l’azote
- Fixation (par les bactéries) rend l’azote disponible pour les êtres vivants
- Nitrification (par les bactéries) : ammoniac –> Nitrites/Nitrates
- Dénitrification : Nitrites/Nitrates –> ammoniac
- Assimilation des nitrates du sol par les plantes
- Ammonification : production d’ammoniac par bactéries et champignons (décomposition)
Réactions lors de l’assimilation (cycle de l’azote)
L’enzyme nitrate réductase converti le nitrate en nitrite et la nitrite réductase converti les nitrites en NH3.
Quel agent réducteur et cofacteur utilisent les enzymes nitrate réductase et nitrite réductase lors de l’assimilation
Agent réducteur : NADPH
Cofacteur : moyibdénum
L’ammoniac peut être organifié via quels composés
Glutamate
Glutamine
(Asparagine et Carbamoyl-P)
5 réactions pour organifier l’ammoniac
- Glutamine synthétase
- Glutamate synthase (Pro. + Plante)
- Glutamate déshydrogénase
- Asparagine synthétase
- Carbamoyl-P synthétase
Quel est l’inhibiteur de la glutamine synthétase
Glufosinate
Réaction de la glutamate synthase
Glutamine + alpha-cétoglutarate + NADPH + H+ –> 2 glutamate + NADP+
À quoi servent les 2 glutamates produits par la glutamate synthase
1er : Glutamine synthétase
2e : Formation de molécules azotées
3 mécanismes de régulation de la glutamine synthétase (bactéries)
- Rétro-inhibition par les produits de fin de réactions
- Modification covalente par adénylation (addition AMP)
- Contrôle génétique (expression)
Vrai ou faux : . L’inhibition est cumulative selon le nombre
d’inhibiteurs, mais la présence des neuf régulateurs allostériques est requise pour une inhibition complète. (régulation glutamine synthétase)
Vrai
La modification co-valente par adénylation de la glutamine synthétase se fait par quelle enzyme
Une adényl transférase
Quelle quantité de protéine une personne doit-elle manger
La quantité qui permet de maintenir la balance entre l’azote ingéré et l’azote excrété
(0.8g/Kg)
Comment estimer la quantité d’azote ingéré et excrété
Ingéré : contenu en protéine de la diète
Excrété : quantité d’urée dans l’urine
Qu’est-ce qu’une balance azoté négative et positive
Négative : Excrétion > Apport (jeûne)
Positive : Excrétion < Apport (croissance)
Vrai ou faux : Il y a un stockage de produits azotés
Faux, il faut un apport essentiel pour compenser les pertes
Que peut causer le manque de diversification alimentaire
Des maladies de peaux qui entraînent des problèmes neurologiques (pellagre)
Qu’est ce que le kwashiorkor
Maladie causer par la carence en protéine (sevrage de lait maternel)
Qu’est ce que le Marasme
Maladie causer par une carence en calories
