Final - Biosynthèse de l'hème Flashcards
Quel noyau forme le groupement hème?
Un noyau porphyrine (protoporphyrine IX)
Pourquoi les noyaux porphyrine ont une grande distribution dans la nature?
- Grand nombre d’espèces animales, autant animales que végétales
- Plusieurs protéines aux fonctions différentes
Quels sont les trois exemples d’utilisation du noyau protoporphyrine (sans ion)?
- Chlorophylle (complexé au Mg)
- Vitamine B12 (cobalamine) (complexé au Co)
- Hème (complexé au Fe)
Dans quels protéines peut-on retrouver de l’hème? Quels sont leurs utilités (5)?
- Hémoglobine et myoglobine: Transport et échanges d’O2
- Cytochromes de la chaîne respiratoire: Transporteurs d’électrons
- Cytochromes P450: Détoxification hépatique
- Peroxydases et catalases: Enzymes d’oxydoréduction
- NOS: Nitric oxide synthase (synthèse second messager NO)
Quels sont les trois différents types d’hèmes et leurs fonctions?
- Hème A : Cytochrome C oxidase (Complex IV)
- Hème B : Hémoglobine, Myoglobine, COX-1, COX-2, NOS, Cytochrome P450
- Hème C: cytochrome Coenzyme Q
Quel est le type d’hème le plus fréquent?
Hème B
Quel type d’hème peut faire un lien covalent avec la protéine?
L’hème C, avec le groupement S-Cys
Vrai ou faux? La vitamine B12 est synthétisée chez les mammifères.
Faux, elle doit être obtenue par l’alimentation dans les sources alimentaires animales.
Quels organismes peuvent synthétiser la vitamine B12?
Ce sont certaines bactéries seulement qui peuvent la synthétiser.
Vrai ou faux? La glycolyse anaérobique permet la production de beaucoup plus d’énergie utilisable par la cellule que la glycolyse aérobique.
Faux, c’est la glycolyse aérobique qui produit plus d’énergie.
Quelle est la solubilité de l’O2 dans l’eau?
L’O2 à une faible solubilité dans l’eau, soit environ 5 mL par litre.
Vrai ou faux? Le sang peut transporter une plus grande quantité d’O2 avec de l’hémoglobine?
Vrai, avec l’hémoglobine, 1 litre de sang peut transporter 200 mL d’O2, soit 87 fois plus que le plasma.
L’hémoglobine fournit quel pourcentage du poids des globules rouges?
L’hémoglobine fournit 33% du poids des globules rouges.
Quel est le taux normal d’hémoglobine chez l’homme?
Chez l’homme, le taux normal d’hémoglobine est de 140 à 160 g/L de sang.
Quelle est la quantité totale d’hémoglobine présente dans la totalité du sang chez l’homme?
La quantité d’hémoglobine présente dans la totalité du sang circulant d’un homme de 70 kg est estimée à 750 g.
Quels avantages la séquestration de l’hémoglobine à l’intérieur de cellules spécialisées a permis l’évolution des vertébrés (3)?
- Un sang moins visqueux.
- Des concentrations plus élevées en oxygène.
- Une meilleure diffusion de l’oxygène du sang aux tissus (les érythrocytes sont environ 25% plus grand que les plus petits capillaires)
Quels sont les deux composants principaux de l’hémoglobine?
- Les globines (partie protéique)
- L’hème (composée du noyau protoporphyrine IX et de fer)
Quelle structure peut former l’hémoglobine? Quel avantage fonctionnel cette structure lui confère?
L’hémoglobine a la capacité de former un hétérotétramère composé de 2 chaînes α et de deux chaînes β.
Cette structure lui confère des avantages fonctionnels : La coopérativité de liaison de l’O2.
Vrai ou Faux? L’oxygène est lié directement à la chaine protéique de l’hémoglobine.
Faux, l’oxygène n’est pas directement lié à la chaîne polypeptidique, mais plutôt au fer de l’hème.
Combien de liaisons peut établir l’ion Fe 2+?
L’ion Fe2+ (ferreux) peut établir 6 liaisons de coordination :
- 4 avec des azotes du groupement hème.
- 2 avec le groupement azote du noyau imidazole de deux histidines. Ces liaisons sont déplacées par l’O2 pour former l’oxyhémoglobine (HbO2).
Combien de noyaux composent la structure cyclique de l’hème?
4 noyaux pyrroles
Comment sont reliés les noyaux pyrroles dans le noyau de l’hème?
Les noyaux pyrroles sont reliés par des ponts méthényles (-CH=). Porphyrine
Combien existent de sites de substitutions dans le noyau de l’hème?
Il existe 8 sites de substitutions qui varient pour former différentes molécules. Dans l’hème, ces substitutions sont:
- 4 méthyls (-CH3)
- 2 propionates (-CH2-CH2-COOH)
- 2 vinyls (-CH=CH2)
De où proviennent les atomes de carbone et d’azote de l’hème?
La glycine et l’acétate
Comment Shemin et Rittenberg ont-ils identifié les molécules de bases entrant dans la synthèse de l’hème?
À l’aide de molécules marquées avec des isotopes aux diverses positions
Quel isotope radioactif a confirmé que l’azote de l’hème provient de la glycine?
[15N]
Quelles molécules sont utilisées pour synthétiser l’hème?
La glycine et le succinyl-CoA
D’où proviennent les 4 atomes de carbones du succinyl-CoA?
- 2 proviennent du cycle de l’acide citrique en cours (acétate)
- Les 2 autres proviennent de cycles antérieurs
Combien d’étapes sont retrouvées dans la biosynthèse de l’hème? Combien d’enzymes sont impliquées?
7 étapes et 8 enzymes
Où se déroule la biosynthèse de l’hème?
Les étapes 1, 5, 6 et 7 se déroule dans la mitochondrie.
Les étapes 2, 3 et 4 se déroule dans le cytosol.
Quelle est l’étape 1 de la biosynthèse de l’hème? Quelle est l’enzyme impliquée?
Condensation : succinyl-CoA + Gly → d-aminolévulinate (ALA) + CO2
Siège du contrôle de la synthèse de l’hème dans le foie
ALA quitte la mitochondrie vers le cytosol
Enzyme: d-aminolévulinate (ALA) synthase, dépendante du PLP (vit.B6)
Quelle est l’étape 2 de la biosynthèse de l’hème? Quelle est l’enzyme impliquée?
Condensation : 2 ALA → porphobilinogène (PBG)
Inhibée par les métaux lourds (intoxication au Pb)
Enzyme: Porphobilinogène synthase
Quelle est l’étape 3.1 de la biosynthèse de l’hème? Quelle est l’enzyme impliquée?
Condensation : 4 PBG → uroporphyrinogène (retrait des NH3)
Cofacteur dipyrrométhane synthétisé par cette enzyme (E-C1-C2)
Enzyme: PBG déaminase
Quelle est l’étape 3.2 de la biosynthèse de l’hème? Quelle est l’enzyme impliquée?
Condensation : 4 PBG → uroporphyrinogène (cyclisation)
Enzyme: Uroporphyrinogène-III synthase ou co-synthase (même enzyme)
Quelle est l’étape 4 de la biosynthèse de l’hème? Quelle est l’enzyme impliquée?
uroporphyrinogène-III → coproporphyrinogène-III
Décarboxylation de 4 groupes acétates en 4 méthyls
Enzyme: Uroporphyrinogène III décarboxylase
Quelle est l’étape 5 de la biosynthèse de l’hème? Quelle est l’enzyme impliquée?
coproporphyrinogène-III → protoporphyrinogène-IX
Oxydation de 2 groupes propionates en vinyl
Enzyme: Coproporphyrinogène oxydase
Quelle est l’étape 6 de la biosynthèse de l’hème? Quelle est l’enzyme impliquée?
protoporphyrinogène-IX → protoporphyrine-IX
Oxydation des groupements méthyls reliant les 4 noyaux → liens doubles
Enzyme: Protoporphyrinogène oxydase
Quelle est l’étape 7 de la biosynthèse de l’hème? Quelle est l’enzyme impliquée?
protoporphyrine IX → hème
Incorporation du fer (anémie ferriprive)
Enzyme: Ferrochélatase
Quels sont les sites de synthèse de l’hème (2)?
- 85% par les cellules érythropoïétiques = globules rouges (hémoglobine)
- 15% par le foie (cytochromes, P450)
Comment est régulée la synthèse de l’hème dans le foie (3)?
Foie = site d’inhibition principal est la d-aminolévulinate synthase :
- Rétroinhibition par un dérivé de l’hème (avec FeIII)
- Inhibition du transport de l’ALA synthase vers la mitochondrie
- Répression de la synthèse de l’ALA synthase
Comment est régulée la synthèse de l’hème dans la moëlle osseuse (3)?
Moëlle osseuse = très différent et mécanisme moins bien compris :
- L’entrée de fer dans la cellule serait un facteur limitant
- L’ALA synthase n’est pas le site de régulation principal
- L’hème stimule aussi la synthèse de la globine (exemple de co-régulation)
Quels sont deux exemples de porphyries?
- Porphyrie érythropoïétique congénitale (CEP)
- Porphyrie hépatique intermittente aiguë
Quel est le déficit dans la porphyrie érythropoïétique congénitale (CEP)?
Uroporphyrinogène-III synthase (= co-synthase)
Il s’agit de l’étape 3,2 de la biosynthèse de l’hème.
Quels sont les symptômes de la porphyrie érythropoïétique congénitale (CEP)?
- Urine rouge foncée
- Photosensibilité marquée (cicatrices)
- Coloration brun-rouge fluorescente des dents
- Exagération de la pilosité
- Cependant, neurologiquement normaux
Quel est le déficit dans la porphyrie hépatique intermittente aiguë?
Porphobilinogène désaminase
Il s’agit de l’étape 3,1 de la biosynthèse de l’hème.
Quels sont les symptômes de la porphyrie hépatique intermittente aiguë?
Crises abdominales et neuropsychiatriques (insomnie, agitation, hallucinations) causées par différents facteurs (médicaments)
Quel est l’étape 1 du catabolisme de l’hème? Où se déroule cette étape?
Oxydation de l’hème en biliverdine (verdâtre)
Dans les macrophages
Quel est l’étape 2 du catabolisme de l’hème? Où se déroule cette étape?
Réduction de la biliverdine en bilirubine (jaune)
Dans les macrophages
Quel est l’étape 3 du catabolisme de l’hème? Où se déroule cette étape?
Transport de la bilirubine au foie
Quel est l’étape 4 du catabolisme de l’hème? Où se déroule cette étape?
Estérification de la bilirubine
Dans le foie
Quel est l’étape 5 du catabolisme de l’hème? Où se déroule cette étape?
Conversion par les bactéries intestinales en urobilinogène, puis en strercobiline (rouge-brun)
Dans les gros intestins
Quel est l’étape 6 du catabolisme de l’hème? Où se déroule cette étape?
Absorption d’une partie de l’urobilinogène, converti par le rein en urobiline (jaune)
Dans les reins
Que peut causer une zone rouge et enflée suite à une blessure?
Il peut y avoir rupture de vaisseaux sanguins et libération de sang dans l’espace tissulaire local, pendant que les capillaires se réparent.
Quel est le rôle des macrophages suite à une blessure? Quels intermédiaires vont-ils synthétiser?
Les macrophages vont phagocyter les globules rouges ainsi libérés dans l’espace extravasculaire et vont métaboliser l’hémoglobine qu’ils contiennent en biliverdine, puis en bilirubine.
À quoi sont dues les couleurs vives d’une ecchymose (2 intermédiaires)?
Les couleurs vives d’une ecchymose sont dues aux produits résultant de la dégradation de l‘hémoglobine: la biliverdine (pigment vert) et la bilirubine (pigment jaune).
