Métabolisme azoté Flashcards
Comment l’azote de l’air peut-il être utilisé dans les organismes?
L’azote de l’air est inerte, il doit être converti en ammoniac pour pouvoir être utilisé par les plantes pour former les acides aminés, nucléotides et vitamines qui le contiennent. les mammifères doivent le consommer pour en avoir dans leur système.
Quelle est la réaction de conversion de l’azote en ammoniac?
N2 + 3H2 = 2NH3
Est ce que la conversion de l’azote en ammoniac est une réaction favorable?
Oui c’est une réaction favorable car elle dégage de l’énergie libre (ΔG= -33KJ/mole)
Comment la réaction de la fixation d’azote est-elle possible? (3 conditions)
- La réaction a besoin d’un catalyseur présent dans certaines bactéries car l’énergie d’activation est trop élevée
- Le processus requiert de l’énergie (ATP) pour acheminer les électrons de la réductase vers la dinitrogenase
- La réaction a besoin d’un bon agent réducteur comme la ferrodoxine ou flavodoxine
Quelle est l’enzyme principale de la fixation de l’azote?
La dinitrogénase
Quels organismes peuvent fixer l’azote de l’air?
Des bactéries anaérobiques dans le sol et des bactéries aérobiques qui vivent en symbiose sur les racines de plantes
Quel est le cycle de l’azote?
Fixation/ammonification
nitrification
Assimilation ou dénitrification
Décomposition/ammonification et retour vers le cycle
N2=NH4+=NO2-=NO3-=plantes, animaux=décomposeurs=NH4+NO2-=NO3-=N2
Comment les nitrates peuvent-elles être assimilées? Dans quel organismes? Et quels éléments sont essentiels?
Les plantes et les bactéries peuvent les absorber et les transformer en ammonium (NH4+) grâce aux enzymes nitrate et nitrite réductase. Le cofacteur essentiel est le molybdène et les agents réducteurs sont le NADPH et NADH
C’est quoi l’organification de l’azote? Dans quels organismes est-ce que c’est possible?
Le couplage de l’ammoniac fixé aux molécules organiques. Les bactéries et les plantes peuvent le faire.
Quelles sont les deux premières molécules formées par l’organification de l’azote?
Les acides aminés glutamate et glutamine
Quelles sont les 5 enzymes qui permettent l’organification de l’ammoniac?
1- Glutamine synthétase (tous les organismes)
2- Glutamate synthase (procaryotes et plantes)
3- Glutamate déshydrogénase (tous les organismes)
4- Asparagine synthétase (voie secondaire)
5- Carbamoyl-phosphate synthétase (tous les organismes)
Les bactéries ont 3 mécanismes de régulation de l’activité de la glutamine synthétase. Lesquels?
- Rétro-inhibition par les produits (9 différents)
- Modification covalente de la GS par adénylation (ajout d’AMP grace à l’adénylyl transférase)
- Contrôle de l’expression génétique de l’enzyme
Comment fonctionne la rétro-inhibition de la glutamine synthétase? Quels sont les produits qui peuvent la causer?
La rétro-inhibition est cumulative, donc elle es activée seulement en présence de tous les produits des réactions de GS et GOGAT. Il y a 9 produits: Trp, His, Glucosamine-6-P, Carbamoyl-phosphate, CTP, AMP, Ser, Gly et Ala.
Qu’est ce que l’adénylation de la glutamine synthétase fait? Par quelle enzyme?
L’adénylation, c’est l’ajout d’une molécule d’AMP à partir de l’ATP, qui inactive GS. Cette réaction est faite par l’adénylyl transférase, et cette enzyme catalyse les réactions d’adénylation et de déadénylation
Quelle est la distinction entre GLUD et GOGAT? Laquelle est utilsée à quel moment?
GOGAT est couplée à GS, et utilise la glutamine. GLUD forme une glutamate à partir d’un composé qui n’a pas d’azote, GOGAT fait une réaction de transamination. GS-GOGAT est favorisée parce que l’affinité est meilleure, GLUD est utilisée quand les concentrationd de N sont trop élevées. Les deux ne fonctionnement pas simultanément
Qu’est-ce que la balance azotée?
La différence entre l’apport en produits azotés dans la diète (a.a. et protéines)et la perte (par l’urine-urée et les matières fécales)
Quel est le moyen de stockage de l’azote chez l’homme?
Il n’y a pas de stockage (les protéines ne sont pas des réserves), donc on a besoin d’un apport essentiel pour compenser les pertes. Malgré que les protéines ne sont pas un stockage, un manque important d’azote résulte en une dégradation de protéines.
Dans quels éléments de la diète peut-on retrouver de l’azote?
Les acides aminés, la carnitine, les vitamines comme la choline, etc.
Quelles sont 3 conditions qui résultent de carences alimentaires?
La pellagre (manque de diversité de la diète), le marasme (malnutrition générale) et le kwashiorkor (carence protéique)
Comment est-il possible de former tous les acides aminés?
Par des réactions de transamination, qui permettent de redistribuer qui utilisent comme cofacteur le pyridoxal-phosphate (dérivé de la vit. B6)
Quelle est la réaction de formation de l’alanine?
Glutamate + pyruvate = α-cetoglutarate + alanine
C’est une transamination (échange de l’amine du glutamate vers le pyruvate)
Qu’est-ce qu’un α-céto-acide?
Un composé cétone sans groupement qui devient un acide aminé lors d’une réaction de transamination. Chaque acide aminé possède sont α-céto-acide correspondant
Quel est l’α-céto-acide corespondant à l’alanine, l’aspartate et le glutamate?
Alanine = pyruvate Aspartate = oxaloacetate Glutamate = α-kétoglutarate
combien d’acides aminés sont considérés comme essentiels? Quels sont-ils?
10: Arg, Met, Leu, Val, Lys, Ile Phe, Try, His, Thr
D’ou provienennt les α-cétoacides?
La majorité proviennent d’intermédiaires du cycle de Krebs ou de la voie des pentoses
Comment peut-on synthétiser l’asparagine et la glutamine?
L’asparagine utilise l’aspartate comme coeur auquel un groupement amine de la glutamine est ajouté. La glutamine est syntétisée par la GS.
À partir de quoi peut-on synthétiser la glycine?
La sérine
À partir de quoi peut-on synthétiser la sérine?
3-phosphoglycerate et 3 réactions.
À partir de quoi peut-on synthétiser la proline?
le glutamate
À quoi sert le THF dans la réaction de synthèse de la glycine?
C’est un transporteur pour l’unité carbonée enlevée à la sérine (on lui ajoute 1C)
À partir de quoi peut-on synthétiser la tyrosine?
La phénylalanine, qui est un acide aminé essentiel.
Comment les acides aminés essentiels sont-ils formés?
Les bactéries et les plantes peuvent les synthétiser à partir d’autres acides aminés.
Quel acide aminé est essentiel?
a) Aspartate
b) Glutamate
c) Glutamine
d) Leucine
d)
Quel est un transporteur d’unités à un carbone?
a) Tétrahydrofolate
b) Glycine
c) Aspartate
d) Vitamine C
a)
Quelle est la différence entre un nucléoside et un nucléotide?
Le nucléotide est un nucléoside avec 1 à 3 groupements phosphate
Comment obtient-on les bases azotées pour notre corps?
On a des voies de synthèse et de recyclage de purines et pyrimidines, donc on n’a pas vraiment besoin d’un apport alimentaire.
Que forment les nucléotides? (6)
ADN, ARN, coenzymes, 2e messagers, régulateurs, ATP/ADP/AMP
Quelles sont les deux voies de biosynthèse des nucléotides? Qu’est-ce qu’ils ont besoin?
Synthèse de novo : PRPP (phosphoribosyl 1-pyrophosphate), ATP, a.a., unités monocarbonées
Voie de récupération : PRPP, bases azotées
Comment fonctionne la synthèse de novo dans le métabolisme azoté? Elle forme quoi?
Elle utilise des acides aminés pour former les bases d’un nucléotide monophosphate (soit IMP pour les purines ou UMP pour les pyrimidines), puis ensuite phosphoryler ces nucléotides pour les rendre triphosphate. La synthèse peut former 5 sortes de nucléotides triphosphate: ATP, GTP, UTP, CTP ou dTTP
Quelles sont les composantes nécessaires pour de formation de l’IMP?
Elle utilise la glycine, aspartate et glutamine, ainsi que du bicarbonate et des groupements formyles (FTH, donneurs de C) pour former une hypoxanthine (base purique) sur un ribose phophaté pour former l’inosine monophosphate (IMP)
Quelles sont les composantes nécessaires pour de formation de l’UMP?
Elle utilise l’aspartate et la glutamine, ainsi que du bicarbonate pour former une uridine (base pyrimidique) qui sera ensuite liée à un ribose phophaté pour former uridine monophosphate (UMP)
Comment fonctionne la voie de récupération des purines?
L’enzyme Adénosine phosphoribosyltransférase convertis l’adénine en AMP.
L’enzyme hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase convertis l’hypoxanthine et la guanine en IMP et UMP.
Quelles sont les différences entre les nucléotides pour l’ADN et l’ARN?
Le sucre utilisé (ribose vs désoxyribose) et une des bases pyrimidiques (uracile ve thymine)
Comment l’équilibre entre les NTPs et dNTPs peut-elle être gardée?
L’enzyme ribonucléotide réductase utilise le NADPH pour convertir les ribonucléotides en désoxyribonucléotides
Quelle est la structure de la ribonucléotide réductase? Quels sont les substrats qu’elle utilise?
C’est un tétramère hétérodimérique. Elle contient une site actif et 2 sites allostériques sur un premier dimère qui permet la spécificité et l’activité, et le deuxiàme dimère contient un cofacteur métallique et un radical Tyr qui permet l’activité catalytique.
Les substrats qu’elle utilise sont l’ADP, le GDP, le CDP et l’UDP pour les rendre désoxy
Comment la thymidine est-elle produite?
La méthylation de l’uracil par la thymidylate synthase forme la thymidine. Elle utilise le THF comme donneur de carbone. DHDFR permet de regénérer le THF.
Quelle est la fonction de la methotrexate?
Elle inhibe la DHDFR, donc la fonction est la regénération du THF. Cela empêche la formation de thymidine, et par le fait même la synthèse de purines. Cette substance est utilisée pour traiter le cancer puisqu’elle empêche la réplication de l’ADN et la division cellulaire
Quel est un produit de la dégradation des purines?
l’acide urique est produit par cette réaction, ses excès sont en partie excrétés par l’urine
Quel est un produit de la dégradation des pyrimidines?
la β alanine
C’est quoi la maladie de la goutte?
Un dépot d’acide urique dans les articulations
Parmi ces composés (1-glutamine, 2-glycine, 3-aspartate, 4- formyl-tétrahydrofolate) lesquels contribuent àla formation de purines?
a) 1 et 4
b) 1, 2 et 3
c) 1, 2, 3 et 4
c)
Le ribose 5’-phosphate pour la synthèse de nucléotides provient de:
a) Glycolyse
b )Cycle de Krebs
c) Voie des pentoses
c)
La formation de désoxynucléotides est une réaction de:
a) Réduction
b) Oxydation
a)
La goutte touche environ 1% des hommes. Le régime alimentaire qui leur est donc recommandé inclut:
a) Boire du lait comme source de protéines
b) Manger de la viande comme source de protéines
a)
Qu’est-ce qui se passe avec les produits du catabolisme des acides aminés?
Le catabolisme sépare les a.a. en α-cétoacide et en ammonium.
1- Élimination de l’azote par renversement des voies de synthèse (ex: utilisation de GLUD pour exréter ammoniac du glutamate)
2- Métabolisme des cétoacides: récupération de l’α-cétoacide
et utilisation dans la gluconéogenèse, cétogenèse, cycle de krebs, etc.
Quelles sont les possibilités pour excréter l’ammoniac chez les organismes supérieurs? (3)
1- animaux aquatiques: hydroxyde d’ammonium, ammonium dilué dans l’eau et excrété directement par les branchies
2- Mammifères et poissons cartilagineux: urée dans l’urine (quantité moyenne d’eau)
3- reptiles, oiseaux, insectes: acide urique dans les selles (presque pas d’eau, c’est insoluble)
Comment est-ce que l’élimination de l’ammoniac par l’urée fonctionne?
Dépendamment de la provenance, l’ammonium est transporté au foie par un a.a. différent
Tissus non-musculaires: NH4+ transporté par la glutamine
Tissus Musculaires: NH4+ est transporté par l’alanine qui va participer au cycle alanine/glucose
Une fois dans le foie, les deux transporteurs sont modifiés pour pouvoir retirer l’ammoniac et former l’urée
Lesquels de ces êtres vivants excrètent l’azote sous forme d’acide urique?
a) Insectes, reptiles et oiseaux
b) Requins, amphibiens adultes et mammifères
c) Bactéries, reptiles et poissons
a)
Par quelles voies l’ammoniaque produit dans l’organisme est-il éliminé?
a) 50 % dans le rein en forme d’ammoniaque et 50 % via le cycle de l’urée.
b) 80 % dans le rein en forme d’ammoniaque et 20 % via le cycle de l’urée.
c) 20 % dans le rein en forme d’ammoniaque et 80 % via le cycle de l’urée.
c)
De quelle façon l’azote est-il éliminé quand l’eau est très abondante?
a) Urée
b) Acide urique
c) NO2-
d) Ammoniac ou hydroxyde d’ammonium
d)
Quelle est la fonction de la N-Acétylglutamate sur le cycle de l’urée?
C’est un régulateur allostérique de la réaction de préparation au cycle, donc il permet de contrôler son activité complête (activation)
Quels sont les effets toxiques de l’ammoniac? (4)
1- Augmente le pH sanguin
2- Stimule les récepteurs NMDA (excitotoxicité)
3- Passe la barrière hémato-encéphalique et utilise tout l’alpha-cétoglutarate, ce qui stoppe le cycle du citrate
4- Le manque d’alpha-cétoglutarate entraine le manque de glutamate qui est nécessaire à la formation du GABA
Quelle condition cérébrale peut être développée suite à un déréglement du cycle de l’urée?
Un oedème cérébral peut se développer
Identifiez l’énoncé qui est vrai.
a) L’argininosuccinate est convertie en urée et ornithine dans le cycle de l’urée (CU).
b) Le carbamoyl phosphate donne les deux atomes d’azote de l’urée dans le CU.
c) La formation de l’urée génère de l’énergie.
d) L’arginine est hydrolysée en urée et en ornithine dans le CU.
d)
À pH 7.3, le rapport NH3/NH4+ est: a) 100/1 b) 10/1 c) 1/1 d) 1/10 e) 1/100 pK NH4+ = 9.3, pH= pK + log(A- )/(AH)
e)
7.3 = 9.3 + log(NH3)/(NH4+)
10^-2 = (NH3)/(NH4+) = 1/100
Identifiez l’énoncé qui est faux. La déficience d’arginase augmente le niveau sanguin de l’:
a) urée,
b) arginine
c) ammoniaque
a)
l’urée est produite par l’enzyme arginase, donc sa concentration ne peut pas augmenter
Quelles sont les 3 catégories d’acides aminés?
- Glucogéniques (peuvent produire du glucose)
- Cétogéniques (produisent des corps cétoniques)
- Amphiboliques (peuvent produire les deux)
