Métabolisme des acides aminés Flashcards
Quelles sont les 3 catégories d’acides aminés protéinogènes? Nommez-en 2 par catégorie.
- Essentiels (notre organisme ne peut pas les synthétiser, d’où leur source alimentaire):
- Leucine
- Isoleucine - Non essentiels (notre organisme peut les synthétiser d’où leur synthèse endogène):
- Alanine
- Asparagine - Semi essentiels
Quels sont les rôles des AA?
- Synthèse de protéines
- Source énergétique (secondaire)
- Précurseurs de molécules contenant de l’azote
Qu’est-ce que le point isoélectrique? Combien y en a-t-il chez un AA?
pH auquel la charge nette de l’AA est nulle; 1
Qu’est-ce que le pK? Combien y en a-t-il chez un AA?
pH auquel une molécule ionisable existe à 50% sous forme ionisée et à 50% sous forme non ionisée.
1: pour le groupement COOH
1: pour le groupement NH2
1: parfois pour la chaîne latérale variable (R)
De quoi dépendent les propriétés acidobasiques des AA?
- Des groupements NH2 et COOH
- De la présence ou non d’une fonction acide ou basique sur la chaîne latérale variable
- De l’environnement local
Quelles sont les particularités des AA, contrairement aux glucides et aux lipides?
- Ne sont pas mis en réserve dans l’organisme
- Utilisation comme source énergétique secondaire
- Azote = constituant chimique caractéristique des AA
Quelle est la forme toxique de l’azote que l’on retrouve dans l’organisme? D’où est-elle issue?
NH4+ (ammonium); elle est issue de la désamination du NH2
Qu’est-ce qu’une liaison peptidique?
Liaison covalente établie entre le groupement carboxylique (COO-) d’un AA et le groupement amine (NH3+) d’un autre AA avec perte d’une molécule de H2O.
Sous quelle forme se trouvent les AA au pH physiologique?
Zwitterion, c-à-d une molécule présentant à la fois une charge + et une charge -
Qu’est-ce que le pH physiologique?
7,4
Quelles sont les provenances des AA?
- Par synthèse:
Seuls les AA non essentiels peuvent être synthétisés par l’organisme à partir d’acides organiques et d’azote - Alimentation:
Les protéines ingérées sont digérées en AA - Catabolisme de protéines dans l’organisme
Quelles sont les provenances des protéines?
- Alimentation
- Protéines animales (= complètes)
- Protéines végétales (= incomplètes) - Autres:
- Protéines provenant de cellules muqueuses mortes
- Protéines enzymatiques sécrétées dans le tube digestif
Combien y a-t-il d’AA? Précisez également combien sont élémentaires et définissez ce terme.
Il existe une centaine d’acides aminés, mais seuls 20 sont élémentaires:
Ce sont les acides aminés qui seront utilisés pour la synthèse de protéines
Qu’est-ce qui détermine la structure d’une protéine?
Sa structure primaire (séquence d’AA)
Où débute la digestion des protéines?
Estomac
Qu’arrive-t-il dans l’estomac lors de la digestion des protéines?
- Sécrétion d’acide gastrique (HCl) par les cellules pariétales
- Sécrétion de pepsine par les cellules principales sous sa forme inactive: le pepsinogène
Quand est-ce que le pepsinogène est activé? Quel est le nom de sa forme active?
- À un pH < 5 (milieu acide), le pepsinogène est clivé et activé en pepsine
- La pepsine active peut ensuite cliver le pepsinogène (auto-activation)
Qu’est-ce qui caractérise la forme inactive de toute enzyme?
Présence d’un fragment d’AA bloquant le site actif de l’enzyme
Quel est le rôle de la pepsine?
Dégradation partielle des protéines en gros polypeptides
Que se passe-t-il dans le duodénum lors de la digestion des protéines?
- Neutralisation de l’acidité gastrique par le bicarbonate des sécrétions pancréatiques
- D’autres protéases pancréatiques, présentes sous leur forme inactive, poursuivent la digestion des protéines: trypsine, chymotrypsine, élastase, carboxypeptidase
Quels sont les noms des formes inactives des protéases pancréatiques?
- Trypsinogène (trypsine)
- Chymotrypsinogène (chymotrypsine)
- Proélastase (élastase)
- Procarboxypeptidase (carboxypeptidase)
Quel est le rôle de l’entérokinase de la muqueuse intestinale?
Cliver et activer le trypsinogène en trypsine
Quel est le rôle de la trypsine dans l’activation d’enzymes? Quel est son rôle dans la digestion des protéines?
- Activation d’enzymes: Cliver et activer les autres protéases pancréatiques sous leur forme inactive, soit la chymotrypsinogène, proélastase et procarboxypeptidase, en leur forme active.
- Digestion des protéines: digestion des gros polypeptides en petits peptides
Quel est le rôle de la chymotrypsine? Quelle autre enzyme partage ce rôle?
Digestion des gros polypeptides en petits peptides; idem au rôle de la trypsine.
Quel est le rôle de la carboxypeptidase pancréatique?
Digestion des petits peptides
Quel est le rôle de l’élastase?
Digestion des fibres d’élastine
Qu’est-ce qui termine la digestion des protéines?
Des enzymes de la muqueuse intestinale:
- Dipeptidase: clive les dipeptides
- Aminopeptidase: clive l’extrémité N-terminale
- Carboxypeptidase: clive l’extrémité C-terminale
Quel est le résultat final de la digestion des protéines?
- Dipeptides
- Tripeptides
- AA libres
Vrai ou faux. Les protéines entières ne sont jamais absorbées.
Faux, elles le sont à de rares occasions, notamment chez les nouveau-nés.
Quel est l’avantage de l’absorption de protéines entières chez les nouveaux-nés? Pourquoi ce phénomène s’observe-t-il particulièrement chez ce groupe?
- Permet la transmission des anticorps de la mère au nouveau-né
- Causé par l’immaturité des muqueuses gastrique et intestinale des nouveau-nés
Décrivez les caractéristiques de l’azote atmosphérique (3).
- Chimiquement inerte
- Constituant principal de l’air (78%)
- Non utilisable par la plupart des êtres vivants, à part certains microorganismes
Que font les microorganismes avec l’azote atmosphérique?
Ils le transforment en ammoniac (NH3), puis nitrifient ce dernier en nitrites (NO2) et en nitrates (NO3).
Expliquez le cycle de l’azote en 3 étapes.
- Les plantes absorbent l’ammoniac (NH3) et les nitrates (NO3) du sol pour incorporer l’azote dans leur AA et dans d’autres molécules contenant de l’azote
- Les organismes animaux se nourrissent de ces organismes végétaux
- Les organismes animaux et végétaux meurent et se putréfient: sous l’action de bactéries, leurs molécules qui contiennent de l’azote sont transformées à nouveau en ammoniac (NH3)
Qu’est-ce que la balance azotée? Donnez le calcul de celle-ci.
Différence quotidienne entre l’apport d’azote via les protéines alimentaires et l’excrétion d’azote à 80% sous forme d’urée urinaire
B.A = apport d’azote via protéines alimentaires - excrétion d’azote sous forme d’urée urinaire - 4g
À quoi correspond le 4g dans la balance azotée?
À l’excrétion d’azote fécal, cutané et urinaire non uréique
Quelle est la valeur normale de la balance azotée? Pourquoi?
Entre 0 à 2g/jour
Parce qu’à chaque jour, environ 500g de protéines sont ingérées et 500g de protéines sont excrétées. Ainsi, ingestion = excrétion.
Combien de protéines sont ingérées et excrétées quotidiennement?
500g
Qu’est-ce qu’une balance azotée positive indique? Qu’en est-il d’une balance azotée négative?
+: signifie que l’ingestion est supérieure à l’excrétion d’azote (signe de croissance ou de grossesse)
-: signifie que l’excrétion est supérieure à l’ingestion (signe d’apports insuffisants, notamment par malnutrition ou anorexie, et/ou de pertes excessives, notamment par trauma ou brûlures)
Quel est le réservoir principal d’azote chez le corps humain? Pourquoi?
Protéines; contiennent environ 10 à 16% d’azote VS autres composés non protéiques qui ont une proportion presque négligeable d’azote.
Combien d’AA peuvent être synthétisés par l’humain? À partir de quels composés?
12 AA non essentiels
À partir d’intermédiaires de la glycolyse, du cycle de Krebs (ex. alpha-cétoglutarate et oxaloacétate), de la voie des pentoses, de d’autres AA essentiels.
Comment est incorporé l’azote dans la biosynthèse d’AA non essentiels?
Par amination ou transamination
Qu’est-ce que la transamination?
Échange d’azote entre un AA quelconque et un acide alpha-cétonique catalysé par des transaminases
À compléter: Lors d’une transamination, l’acide alpha-cétonique 1)___ devient l’AA 2)___, tandis que l’AA 3)____ devient l’acide alpha-cétonique 4)_____.
1) 1
2) 2
3) 1
4) 2
Expliquez la biosynthèse de l’alanine.
Alanine est obtenue par la transamination du pyruvate via l’alanine transférase (ALT)
Expliquez la biosynthèse de l’aspartate.
Aspartate est obtenue par la transamination de l’oxaloacétate via l’aspartate transférase (AST)
Expliquez la biosynthèse du glutamate.
- Obtenu par l’amination de l’alpha-cétoglutarate via le glutamate déshydrogénase
- Obtenu par la transamination de l’alpha-cétoglutarate via des transaminases
Expliquez la biosynthèse de la glutamine.
Obtenue par l’amination du glutamate via la glutamine synthétase
Vrai ou faux. La biosynthèse de l’alanine et de l’aspartate implique l’alpha-cétoglutarate et le glutamate.
Vrai
Quelles molécules contenant de l’azote sont fabriquées à partir d’AA? Détaillez-les.
- Neurotransmetteurs
- 1 GABA synthétisé à partir du glutamate
- 2 Sérotonine synthétisée à partir du tryptophane
- 3 Dopamine et catécholamine synthétisées à partir de la tyrosine
- Hème à partir de la glycine
- Histamine à partir de l’histidine
- Hormones thyroïdiennes à partir des tyrosines de la thyroglobuline (= protéine spécifique à la thyroïde)
Comment est-ce que les hormones thyroïdiennes sont synthétisées à partir d’AA?
Les tyrosines de la thyroglobuline (= protéine spécifique à la thyroïde) peuvent être iodées de sorte à former des iodotyrosines (monoiodotyrosine et diiodotyrosine) qui peuvent réagir ensemble pour former la T3 et T4 via la thyroperoxydase (TPO)
Quelle enzyme assure la réaction entre des iodotyrosines pour former la T3 ou la T4?
Thyroperoxydase (TPO)
Quand est-ce que les AA sont catabolisés?
- Catabolisme des protéines
- Jeûne
- Apport en AA excède les besoins
Quels sont les 3 mécanismes du catabolisme des AA?
- Transamination de l’alpha-cétoglutarate pour former du glutamate (pour la plupart des AA) qui pourra ensuite subir une:
- Désamination: libère du NH4+ toxique
- Amination: produit de la glutamine via la glutamine synthétase - Désamination
- Oxydative: voie de désamination majoritaire; produit du NADH + H+; nécessite des oxydases d’AA ou le glutamate déshydrogénase
- Non oxydative - Dégradation du squelette carboné
Quelle est la particularité du glutamate déshydrogénase? De quoi dépend son activité?
Elle catalyse la synthèse du glutamate (par l’amination de l’alpha-cétoglutarate) ET la désamination du glutamate
-Son activité dépend du niveau d’ATP dans la cellule:
ATP élevée: production de glutamate à partir de l’amination de l’alpha-cétoglutarate
ATP faible: production d’alpha-cétoglutarate à partir de la désamination du glutamate
Quel mécanisme de catabolisme des AA est sollicité pour la plupart des AA?
Transamination de l’alpha-cétoglutarate pour former du glutamate pouvant ensuite subir une :
- Désamination: produit du NH4+ toxique
- Amination: produit de la glutamine via la glutamine synthétase
Quel AA joue un rôle majeur dans le transport de NH4+ , sous une forme non toxique, vers le foie principalement et vers les reins?
Glutamine
Quelle est la voie de désamination majoritaire: oxydative ou non oxydative? Quelles enzymes implique-t-elle?
Oxydative;
Implique des oxydases d’AA ou le glutamate déshydrogénase
Quelle enzyme catalyse l’amination de l’alpha-cétoglutarate pour former du glutamate?
Glutamate déshydrogénase
Quelle enzyme catalyse la désamination du glutamate pour produire l’alpha-cétoglutarate?
Glutamate déshydrogénase
À compléter: La désamination libère 1)_____ à partir d’un 2)_______.
1) NH4+
2) Acide aminé
Que produit la désamination oxydative, contrairement à la désamination non oxydative?
NADH + H+
Quel AA a un taux de désamination oxydative élevé?
Glutamate
À compléter: Si l’ATP est élevée, la glutamate déshydrogénase va favoriser la production de 1)______, alors que si l’ATP est faible, la glutamate déshydrogénase va favoriser la production de 2)_____.
- Glutamate (par l’amination de l’alpha-cétoglutarate)
2. Alpha-cétoglutarate (par la désamination du glutamate)
Quelle est la caractéristique commune aux désaminations oxydative et non oxydative? Quelle est la différence principale?
- C: Libèrent du NH4+ toxique à partir d’un AA
- D: désamination non oxydative ne produit pas de NADH + H+, contrairement à la désamination oxydative
La désamination non oxydative est propre à quels AA? Détaillez-la pour chaque AA.
- Asparagine (via l’asparaginase; produit aspartate + NH4+)
- Glutamine (via la glutaminase; produit glutamate + NH4+)
Quel est le rôle de la glutaminase? Qu’en est-il de la glutamine synthétase?
Glutaminase: effectue la désamination non oxydative de la glutamine de sorte à former du glutamate + NH4+
Glutamine synthétase: effectue l’amination du glutamate de sorte à former de la glutamine
Quel est le rôle de l’AST? Qu’en est-il de l’asparaginase?
Aspartate transférase: effectue la transamination de l’oxaloacétate de sorte à former de l’aspartate
Asparaginase: effectue la désamination non oxydative de l’asparagine de sorte à former l’aspartate + NH4+
Vrai ou faux. Pour la glutamine, c’est la même enzyme qui est utilisée pour sa synthèse et sa désamination.
Faux
Vrai ou faux. Le taux de désamination oxydative de la glutamine est très élevé.
Faux
Que permet de former le catabolisme d’AA au niveau du foie?
- Urée
2. Intermédiaires énergétiques
Que peut-il arriver aux acides α-cétoniques issus de la désamination oxydative d’un AA?
- Réaminés de sorte à former des AA
- Décarboxylés (dégradés)
- Transformés en corps cétoniques ou en intermédiaires du métabolisme du glucose ou des lipides
- Oxydés dans le cycle de Krebs pour produire de l’énergie
Expliquez le cycle de la glutamine.
- D’abord, les tissus périphériques produisent la glutamine par l’amination du glutamate via la glutamine synthétase
GLUTAMINE: rôle majeur dans le transport de NH4+, sous sa forme non toxique, vers le foie principalement et vers les reins - Dans le foie, la glutaminase effectue la désamination non oxydative de la glutamine, ce qui libère du glutamate ET du NH4+ qui sera ensuite converti en urée (80%)
- Dans les reins, la glutaminase effectue la désamination non oxydative de la glutamine, ce qui libère du glutamate ET du NH4+ qui sera excrété directement (20%)
AINSI, L’AZOTE URINAIRE SE PRÉSENTE À 80% SOUS FORME D’URÉE ET À 20% SOUS FORME DE NH4+
À compléter: L’azote urinaire se trouve à 80% sous forme de 1)_____ et à 20% sous forme de 2)______.
1) Urée
2) NH4+
Vrai ou faux. L’azote urinaire est converti en urine dans les reins.
Faux
Expliquez le cycle de l’alanine-glucose.
- Glycolyse dégrade le glucose en pyruvate
- Muscles dégradent des protéines
- Transamination du pyruvate via l’alanine transférase formant ainsi de l’alanine
- Alanine sera transportée vers le foie, où elle effectuera la néoglucogenèse
Quels sont les 3 types d’AA selon le cycle de Krebs?
- Glucogéniques
- Fabriqués à partir d’oxaloacétate et transformés directement en pyruvate ou autres intermédiaires du cycle de Krebs
- Plupart des AA = glucogéniques
- Plus important AA glucogénique = alanine; néoglucogenèse à partir de l’alanine dépasse celle des autres AA - Cétogéniques:
- Fabriqués à partir d’acétyl-CoA
- Participation à la lipogenèse et à la cétogenèse = modeste - Glucogéniques et cétogéniques
Qu’est-ce que le cycle de l’urée? Quel est son rôle?
- Voie métabolique exclusive au foie qui comporte 5 réactions, dont 2 mitochondriales et 3 cytosoliques, qui nécessitent 4 ATP.
- Rôle: convertir le NH4+ toxique issu du catabolisme des AA en urée qui sera excrété via l’urine
Quelles sont les enzymes impliquées dans le cycle de l’urée? Précisez le # de la réaction et sa localisation.
Réaction 1 (mitochondriale): carbamyl-phosphate synthétase
Réaction 2 (mitochondriale): ornithine carbamyl transférase
Réaction 3 (cytosolique): arginino succinate synthétase
Réaction 4 (cytosolique): arginino succinate lyase
Réaction 5 (cytosolique): argininase
Qu’est-ce que la malnutrition protéino-énergétique?
Déficit nutritionnel causé par un apport en calories et/ou en protéines
Quels sont les syndromes associés avec la malnutrition protéino-énergétique?
- Kwashiorkor
2. Marasme
Décrivez le syndrome de Kwashiorkor
- Correspond à un apport calorique suffisant, mais un apport protéique insuffisant
- Caractérisé par un poids correspondant à 60 à 80% du poids attendu selon la grandeur
- Marqué par la présence d’un oedème pouvant masquer la perte musculaire à cause de l’hypoalbuminémie
Décrivez le syndrome de Marasme et le syndrome de Marasme-Kwashiorkor
- Apports calorique et protéique insuffisants
- Si le poids est inférieur à 60% du poids attendu selon la taille + ABSENCE d’oedème = syndrome de Marasme
- Si le poids est inférieur à 60% du poids attendu selon la taille + PRÉSENCE d’oedème = syndrome de Marasme-Kwashiorkor
