La biosynthèse des acides aminés Flashcards
Comment se fait la dégradation des acides aminés ?
La dégradation des acides aminés se fait en 2 temps :
- Retrait du groupe amine = accepté par l’alpha-céto-glutarate pour former du glutamate.
- Le squelette carboné va subir une oxydation dans la matrice mitochondriale en des intermédiaires du
cycle de Krebs.
Combien d’acides aminés sommes-nous capables de synthétiser ?
Les bactéries & les plantes peuvent synthétiser les 20 acides aminés
>< Aux cellules animales qui ne peuvent en synthétiser que 11 = les acides aminés non-essentiels. Selon qu’ils soient « essentiels sous conditions » ou non, leur synthèse sera (ou non) continuellement maintenue et ce, quelle que soit la situation physiologique ou physiopathologique de la cellule.
Du coup les 9 autres = des acides aminés essentiels qu’on doit trouver dans notre alimentation.
Moyen mnémotechnique pour les retenir : « Le très lyrique Tristan fait vachement marcher l’hystérique Iseut ».
Quels sont les acides aminés essentiels que l’on peut synthétiser ?
Dans les acides aminés essentiels qu’on est capables de synthétiser : 2 d’entre eux = la tyrosine et la cystéine = synthétisés dans la cellule animale à partir d’acides aminés essentiels :
- La tyrosine = synthétisée à partir de la phénylalanine
- La cystéine = synthétisée à partir de la méthionine.
Donc s’il n’y a pas suffisamment de méthionine ou de phénylalanine dans l’alimentation on ne peut pas synthétiser de tyrosine ou de cystéine.
La synthèse de l’arginine = assurée dans le cycle de l’urée dans l’hépatocyte.
Dans l’organisme eucaryote, les acides aminés non-essentiels répertoriés dans la sous-catégorie « essentiels sous conditions » vont, dans certaines conditions, ne pas être produits selon une production suffisante.
En effet, dans un état normal (hors phase de croissance), leur production sera suffisante pour assurer les besoins.
>< En phase de croissance ou de maladie : leur synthèse par l’organisme multicellulaire ne sera pas suffisante et ils devront alors être trouvés dans l’alimentation.
Quelle est la première étape de la synthèse des acides aminés ?
Porte d’entrée des ions ammoniums pour le futur groupe amine. Comme dans la dégradation des acides aminés, la 1ère chose dont il faut s’occuper = l’ion ammonium. Dans la synthèse des acides aminés il y a 2 portes d’entrée à l’ion ammonium pour la synthèse des acides aminés et de leurs dérivés.
o La 1ère = le glutamate. L’ion ammonium = incorporé dans le glutamate en réagissant avec l’alpha-céto-glutarate. Cette réaction enzymatique = catalysée par la glutamate DH en présence de NADPH + H+ comme donneur de 2 électrons et de 2 protons.
C’est une voie d’incorporation mineure de l’ammonium dans les acides aminés.
o La 2ème = la glutamine.
La glutamine synthétase va prendre le glutamate de la 1ère réaction : lui ajouter un 2ème ion ammonium pour former la glutamine, ça demande de l’énergie = libérée par hydrolyse d’une molécule d’ATP en ADP + Pi. C’est la voie d’incorporation majeure.
Quelle est la 2ème étape de la synthèse des acides aminés ?
Vue générale de la biosynthèse des acides aminés non-essentiels chez les mammifères : Il y a 4 portes d’entrée pour la synthèse des acides aminés et ces 4 portes d’entrée sont :
o D’une part l’alpha-cétoglutarate dans le cycle de Krebs : oxaloacétate + pyruvate = du citrate.
Un peu plus loin il y a synthèse de l’alpha-cétoglutarate qui va permettre la synthèse de glutamate, glutamine, proline et arginine.
o Autres métabolites intermédiaires du cycle de Krebs = ce qui peut être retiré du cycle de Krebs pour participer à la synthèse d’aspartate et d’asparagine.
(Petite parenthèse l’oxaloacétate = un métabolite intermédiaire à la croisée de différentes voies : voix de synthèse des acides aminés cycle de Krebs, gluconéogenèse + lien entre le cycle de Krebs et le cycle de l’urée avec cette molécule de oxalate.)
o Autre voie d’entrée pour la synthèse des acides aminés non-essentiels : le 3-phospho-glycérate qui est un métabolite intermédiaire de la glycolyse qui va permettre la synthèse de sérines, de glycines et de cystéine.
o Le pyruvate qui est le produit final de la glycolyse et qui va permettre la synthèse d’alanine. Donc ces 4 portes d’entrée : à la fois dans le cycle de Krebs et dans la glycolyse permettent la synthèse chez les mammifères des acides aminés non essentiels.
A quoi servent les aa dans la synthèse de porphyries, hèmes et pigments dérivés ?
Les acides aminés servent de base à la synthèse de molécules biologiques très importantes, entre autre les porphyrines qui servent elles-mêmes à la synthèse d’hèmes = servent à la synthèse d’hémoglobine.
La dégradation de l’hème va donner des pigments dérivés d’une importance capitale en biologie clinique.
Comment les aa permettent la synthèse de l’hème ? ❤️
L’acide aminé précurseur de la structure de la porphyrine = la glycine.
La porphyrine sera générée à partir de multiples réactions enzymatiques à partir de la condensation de glycine et de succinyl-CoA.
Ce succinyl-CoA = un intermédiaire du cycle de Krebs et la glycine = un acide aminé.
Dans les porphyrines il y a une structure cyclique avec 4 atomes d’azotes et 1 ion ferreux ou ferrique selon qu’il porte ou non 1 substitut.
Qu’est-ce que les porphyries ?
Ce sont des mutations survenant sur 1 seul allèle de n’importe quelle enzyme intervenant dans la formation des porphyrines.
Comme une des fonctions de l’hème = être couplé à une protéine = la globuline pour former l’hémoglobine, une des manifestations de ces porphyries = des anémies par défaut de synthèse de l’hème et donc de l’hémoglobine.
Ces patients présentent des mutations d’1 seul allèle, si c’était les 2 il ne pourraient même pas survivre
Comment se passe le catabolisme de l’hème ? ❤️
80% de l’hème provient de la dégradation de l’hémoglobine des GR qui ont un temps de 1⁄2 vie défini = 120 jours : après ce temps passé dans la circulation, ces GR vieillissants seront phagocytés par les macrophages, essentiellement ceux de la rate.
1. Les GR vieillissants terminent au fond des lysosomes des macrophages de la rate
2. Dans ces lysosomes, l’hémoglobine est séparée de l’hème et l’hème subit un processus catabolique menant à la biliverdine.
= Ouverture du cycle –> linéarisation du cycle, cette molécule = la biliverdine = une molécule verte. L’enzyme catalysant l’ouverture du cycle = l’hème oxygénase qui libère l’ion ferreux et 1 peu de CO qui est lié de manière covalente à l’hème et représente 1% de cette liaison à l’hème. L’hème est catabolisé en biliverdine.
3. Toujours dans les lysosomes des macrophages, la biliverdine sera transformée en bilirubine = de couleur jaune.
4. La bilirubine sera déversée dans la circulation sanguine par les macrophages.
5. Cette bilirubine ne peut pas y circuler sous forme libre, elle doit être portée par une protéine porteuse = l’albumine = transporte la bilirubine libérée par les macrophages vers le foie. Cette bilirubine jaune dans le sang et portée par l’albumine est dite «libre».
6. Une fois que cette bilirubine est captée par les hépatocytes, elle sera conjuguée à un acide = l’acide
glucuronique via une enzyme = la glucuronyl-bilirubine-transférase. Formant ainsi la bilirubine conjuguée.
7. Cette bilirubine conjuguée sera transportée par la bile et libérée dans le tube digestif.
8. Dans ce tube, il y a des bactéries qui vont transformer la bilirubine conjuguée en urobilinogène qui a 2
possibilités :
- Être réabsorbé dans la circulation sanguine, puis transporté jusqu’au rein où dans les cellules du rein, cet
urobilinogène sera transformé en urobiline : elle est de couleur jaune = ce qui colore les urines.
- Ces mêmes bactéries peuvent aussi, dans la lumière du TD, transformer l’urobilinogène en
stercobiline = de couleur brune : ce qui donne la couleur aux selles.
Il y a donc des couleurs caractéristiques de certaines matières
Que se passe-t-il en cas d’hémolyse ?
Les GR sont lysés pour une cause pathologique –> ↑concentration de la quantité d’hèmes captés par les macrophages –> ↑production de biliverdine –> ↑concentration de bilirubine dans le sang : en faisant une prise de sang et en mesurant la bilirubine libre et la totale, on peut en déduire la bilirubine conjuguée.
Ça permet d’identifier le tissu responsable de cette ↑de la bilirubine.
Qu’induit une augmentation de la bilirubine dans la circulation sanguine ?
L’↑de la bilirubine dans la circulation sanguine = signée par une ↑ de pigment jaune = peut être facilement diagnostiqué au niveau du blanc des yeux qui se colore facilement en jaune = ictère.
De même, la peau peut aussi devenir plus jaune.
Ca signe une ↑de la concentration de bilirubine libre ou une ↑de la concentration de bilirubine conjuguée que l’hépatocyte ne peut pas libérer dans les vois biliaires.
Que trouve-t-on au niveau d’un hématome ?
Au niveau d’un hématome, on a une zone rouge au centre (= correspond à l’hème de l’hémoglobine) et on devine légèrement la biliverdine = verte = dans les macrophages.
En effet, suite à la petite hémorragie, il y a eu libération de GR qui ont été captés par les macrophages et il y a ainsi eu formation de biliverdine = rapidement transformée en bilirubine (= le jaune autour de l’hématome).
Quelle est la particularité de l’enzyme transférase chez les nouveau-nés ? ❤️
A la naissance, l’enzyme transférase chargée de transformer la bilirubine libre en bilirubine conjuguée n’est pas très exprimée (voire pas du tout).
Chez certains nouveau-nés il y a un défaut de l’expression de cette transférase après la naissance : en l’absence de cette transférase qui tarde à être exprimée, il y a accumulation de bilirubine dans le sang. Cette bilirubine libre ne pouvant donc pas être conjuguée dans l’hépatocyte.
Cette bilirubine ↑en concentration dans le sang et elle sature les sites de liaison sur l’albumine.
Donc la bilirubine libre ayant saturé, tous ses récepteurs sur l’albumine se retrouvera finalement carrément en solution dans l’eau des différents tissus, entre autre dans le SNC.
Elle entrainera alors des altérations pouvant être définitives. Il faut donc tester régulièrement la [bilirubine] dans le sang des nouveau-nés lors des premiers jours de vie.
Pour prévenir la saturation de la protéine porteuse (= l’albumine) quand la [bilirubine] est trop élevée : on procède à une photothérapie à l’aide de couleur bleu : on place le nouveau-né sous une bulle avec une lumière bleu = capable de dégrader la bilirubine circulant dans le système circulatoire, entre autre au niveau des capillaires de la peau.
Cette bilirubine est ainsi dégradée en produits non toxiques incapables de se déposer au niveau du SNC et des autres tissus.
Comment les aa entrent dans la composition de la créatine ? ❤️
Les aa peuvent servir de base dans la composition d’autres molécules bioactives importantes : entre autre la créatine.
La créatine = formée à partir de glycine et d’arginine.
Cette créatine = surtout présente dans le muscle squelettique où elle est phosphorylée en phosphocréatine (puisqu’1 ATP a donné son 3ème P pour cela).
Au début d’un effort physique, la molécule d’ATP = consommée et transformée en ADP + Pi.
Et très rapidement, la fibre musculaire doit régénérer son stock d’ATP cellulaire : une des sources pour reformer de l’ATP dans le cytoplasme de la fibre musculaire à partir de l’ADP = l’utilisation de la phosphocréatine qui va donner son P à l’ADP pour former de la créatine et de l’ATP.
Phosphocréatine + ADP Créatine + ATP
Quel est le rôle de la phosphocréatine dans la fibre musculaire ?
Elle permet ainsi de maintenir les [ATP] dans la fibre musculaire élevées.
Ce qui permet, d’après la loi de Gibbs, que l’hydrolyse d’une nouvelle molécule d’ATP libère autant d’énergie avec un ΔG°’ proche de 30 kJ/mol.
Cette phosphocréatine présente dans la fibre musculaire = une source d’énergie immédiate, elle survient en début d’effort après que, pendant quelques millièmes de secondes, ce soit le stock d’ATP qui soit déphosphorylé en ADP.
Cette phosphocréatine fournit ainsi ensuite 1 P à l’ADP pour reformer une molécule d’ATP.
