Métabolisme des acides aminés Flashcards
Généralités
Les acides aminés, en plus d’être les unités monomériques des protéines, sont des métabolites énergétiques et des précurseurs de composés azotés dont l’hème, les nucléotides et les coenzymes nucléotidiques.
Acides aminés sont séparés en 2 groupes : ? et ?
Tous les tissus ont une certaine capacité de synthèse des acides aminés non-essentiels et de remodelage d’acides aminés. Cependant, principal site métabolisme de l’azote (cycle de l’urée) = ?
- Essentiels : doivent être présents dans l’alimentation. Si consommés en excès, ils sont transformés en intermédiaires métaboliques
- Non essentiels : synthétisés à partir de précurseurs métaboliques
foie
Dégradation des protéines
La digestion des protéines alimentaires dans l’intestin et leur dégradation en acides aminés dans les cellules représente un apport continu en acides aminés dans la cellule.
Digestion des prots débute ou?
Dégrad se poursuit dans ? avec enzymes du pancréas
Les acides aminés de même que les di- et tripeptides sont transportés dans les cellules intestinales pour ensuite être relâchés dans la circulation sanguine pour être transportés et absorbés par les autres tissus.
Enzymes qui dégradent oligopeptides?
Enzymes qui dégradent di/tripeptides?
La demi-vie des protéines (« turnover »), la dégradation et resynthèse de protéines, se produit en permanence dans la cellule.
*Les cellules doivent également éliminer les protéines défectueuses.
estomac (dénaturation avec pepsine)
l’intestin
aminopeptidases
peptidases
Dégradation des protéines
Distinction importante entre dégradation des acides aminés et les autres processus cataboliques = ?
Voie de dégradation des acides aminés inclut donc étape clée : ?
Dégradation des acides aminés en 2 étapes :
1- ?
2- ?
présence groupement aminé
désamination et groupement aminé sera dirigé vers cycle de l’urée
1- Désamination et grp aminé donne ammoniac ou grp aminé de l’aspartate
2- Transfo squelettes carbonés des acides aminés en intermédiaires métaboliques
Désamination des acides aminés
Principal produit de sécrétion azoté chez mammifères terrestres = ?
Synthétisé à partir de ? et ? qui eux proviennent du ? qui est le produit de la plupart des réactions de désamination.
Comment sont désaminés la plupart des acides aminés? Catalysée par ?
Quel est l’accepteur de groupement amine le plus fréquent?
urée
ammoniac et aspartate
glutamate
transamination (transfert groupe aminé à un acide a-cétonique pour donner acide a-cétonique correspondant à l’acide aminé de départ et un nouvel acide aminé)
aminotransférases (ou transaminases)
a-cétoglutarate
Les réactions des aminotransférases se font en 2 étapes :
- Le groupement aminé d’un acide aminé est transféré sur l’enzyme, ce qui donne ? correspondant et l’enzyme aminée :
acide aminé + enzyme - ? + enzyme—NH2
- Le groupement aminé est ensuite transféré à l’acide cétonique accepteur (ex. l’a-cétoglutarate >>> oxaloacétate) ce qui donne comme produit un nouvel acide animé (ex. glutamate >>> aspartate) et régénère l’enzyme :
a-cétoglutarate + enzyme—NH2 - enzyme + glutamate oxaloacétate + enzyme—NH2 - enzyme + aspartate
Pour accepter le grp aminé, quelle coenzyme les aminotransférases utilisent-ils?
Il existe des aminotransférases pour tous les acides aminés sauf ? et ?
Les groupements aminés de la plupart des acides aminés sont par conséquent destinés à la formation de glutamate ou d’aspartate qui sont eux-mêmes interconvertis par la ?.
acide a-cétonique
PLP (pyridoxal-5’-phosphate) lié à l’enzyme par covalence via une base de Schiff (imine)
thréonine et lysine
glutamate-aspartate aminotransférase
Cycle glucose-alanine (cycle de Cahill)
Un groupe d’aminotransférases musculaires acceptent le ? comme acide a-cétonique substrat (étape 2 de la transamination).
- L’acide aminé produit est ? qui est libéré dans la circulation sanguine et transporté au foie où après transamination il forme du pyruvate qui sera utilisé dans la gluconéogenèse.
- Le glucose formé retourne aux muscles où après glycolyse il donne du pyruvate.
- Le groupement aminé forme de ? ou ? utilisé dans le cycle de l’urée (à venir).
- Le cycle glucose-alanine assure ainsi le transport de ? du muscle au foie
En cas de jeûne extrême, le glucose formé par cette voie dans le foie est aussi utilisé par les autres tissus périphériques ce qui arrête le cycle.
Dans ces conditions, le groupement aminé et le pyruvate proviennent tous les 2 de la dégradation des ? permettant ainsi la formation de glucose pour d’autres tissus (rappel: les muscles ne font pas de gluconéogenèse).
pyruvate
alanine
l’ammoniac ou de l’aspartate
azote
protéines musculaires
Désamination (perte grp amine)
S’effectue dans un deuxième temps via une réaction catalysée par ? alors que glutamate subit désamination oxydative avec formation d’ammoniac + regénération a-cétoglutarate.
Enzyme a besoin de ? ou ? (rare de pouvoir utiliser ces 2 agents oxydants)
Régulation GDH : façon allostérique
Inhibée par ? et ?
Activée par ?, leucine et ?
Que se passe-t-il avec les mutations dans la GDH?
GDH (glutamate déshydrogénase)
NAD+ ou NADP+
GTP et NADH
ADP et NAD+
Sont moins sensibles à l’inhibition par GTP mais sont encore activables par ADP donc fonctionnent tjrs (+ d’ammoniac produit)
Cycle de l’urée
*Premier cycle métabolique connu
Urée synthétisée ou?
Réaction globale?
Combien d’ATP nécessaires?
Cycle de l’urée comprend combien de réactions?
Les 2 atomes d’azote proviennent de ou? L’atome de carbone est fourni par qui?
foie
NH3 + aspartate + bicarbonate (HCO3-) - urée + fumarate
3 ATP et PPi donc 4 ATP
2 réactions mitochondriales et 3 réactions cytosoliques
aspartate et ammoniac
bicarbonate
Cycle de l’urée
Mitochondrie
1- Acquisition 1er atome de l’urée. Condensation et activation de NH3 et HCO3- catalysée par ?. Nécessite hydrolyse ? ATP. Régulation?
2- ? transfère grp ? du carbamyle phosphate sur ? donnant la ? (2 acides aminés non standards)
CPS (carbamyl phosphate synthase) (2 sortes chez mammifères = CPS-I mito dont source azote est ammoniac et participe à synthèse urée + CPS-II cytosolique dont source d’azote est glutamine et participe synthèse noyau pyrimidique)
2
Réaction à vitesse limitante du cycle de l’urée
ornithine transcarbamylase
carbamyle
citrulline (devra sortir mito pour aller dans cytosol via transporteur antiport)
Cycle de l’urée
Cytosol
3- Entrée second azote de l’urée. ? condense le groupement uréido de la citrulline avec le groupement aminé d’un aspartate pour donner ?. Nécessite ? ATP.
4- ? va scinder arginosuccinate en arginine et fumarate.
Précurseur immédiat urée = ?
Fumarate transformé par ? en malate et par ? en oxaloacétate (sera utilisé pour gluconéogenèse).
5- ? hydrolyse arginine en urée et ornithine (qui rentre dans mito)
Arginosuccinate synthase
arginosuccinate
arginosuccinase
arginine
fumarase
malate déshydrogénase
arginase
Régulation cycle de l’urée
Elle se fait essentiellement au niveau de ? qui est activée allostériquement par ?.
Désordres du cyle de l’urée : carence de l’une des 6 enzymes impliquées, ce qui fait que l’azote s’accumule sous forme d’ammoniac.
Traitement des symptômes consiste donc à ?
CPS-I
N-acétylglutamate (métabolite synthétisé à partir de glutamate et acétyl-CoA par N-acétylglutamate synthase)
*vitesse de prod de l’urée par le foie est donc fonction de la concentration de N-acétylglutamate - plus il y en a, plus synthèse d’urée augmente
équilibrer apport en protéines
Catabolisme des acides aminés
Transforme les acides aminés en ? et/ou leurs précurseurs de sorte qu’ils puissent être métabolisés en CO2 et H2O ou utilisés dans la gluconéogenèse.
Les acides aminés sont dégradés en l’un des 7 intermédiaires suivants : les nommer
Il y a 2 groupes selon le catabolisme = ? et ?
Ceux qui forment ? sont un ou l’autre.
Les acides aminés ? et ? sont LES 2.
intermédiaires du cycle de l’acide citrique
pyruvate + a-cétoglutarate + succinyl-CoA + fumarate + oxaloacétate + acétyl-CoA + acétoacétate
glucoformateurs (forment précurseurs glucose - a-cétoglutarate, succinyl-CoA, fumarate, oxaloacétate)
cétogènes (forment acétyl-CoA ou acétoacétate qui seront transformés en acides gras ou corps cétoniques)
pyruvate
phénylalanine et tyrosine
Acides aminés qui forment du pyruvate (5)
*Tryptophane aussi car un de ses produits de dégrad est l’alanine.
*Cystéine peut être transformée en pyruvate par des voies différentes…
- Alanine via ? par enzyme ?
- Sérine via ? par enzyme ?
- Glycine via ? (ressemble à ?) qui comprend 4 prots : i. Décarboxylase ii. Transporteur d’aminométhyle à lipoamide iii. Aminométhyletransférase iv. Dihydrolipoyl déshydrogénase à FAD, NAD+- dépendante.
*Hyperglycinémie sans cétose causé par ? : accumulation glycine dans organes et liquides organisme, surtout cerveau et liquide céphalo-rach donc retard mental
transamination par alanine aminotransférase
déshydratation par sérine déshydratase
complexe de clivage de la glycine
complexe pyruvate déshydrogénase
mauvais fonctionnement complexe glycine - pas d’élimination
Acides aminés qui forment de l’oxaloacétate (2)
Quels sont-ils?
Quelle est la suite de réactions?
Asparagine et aspartate
- Asparagine hydrolyée en aspartate par L-asparaginase (agent chimiothérapeutique efficace pour le traitement de certains cancers)
- Aspartate transformée en oxaloacétate par transamination
Acides aminés avec squelette à 5C forment a-cétoglutarate (5)
Quels sont-ils?
- Glutamate via la ?.
- Glutamine en glutamate via la ?.
- Arginine en ? via l’? et libération d’urée (enzyme du cycle de l’urée).
- Ornithine en glutamate-5-semialdéhyde par l’?.
- Le glutamate-5-semialdéhyde est ensuite transformé en glutamate par la ? puis en a-cétoglutarate.
- Proline en pyrroline-5-carboxylate par la ?.
- La pyrroline-5-carboxylate est transformée spontanément en un autre intermédiaire, le glutamate-5-semialdéhyde, pour ensuite être transformée en glutamate puis a-cétoglutarate.
Arginine, glutamate, glutamine, histidine, proline
glutamate déshydrogénase (NAD(P)+-dépendante)
glutaminase
ornithine
arginase
ornithine-d-aminotransférase
glutamate 5-semialdéhyde déshydrogénase
proline oxydase
Acides aminés non polaires forment succinyl-CoA (3)
(glucoformateur)
Quels sont-ils?
Dégradation de la méthionine implique la synthèse de SAM, S-adénosylméthionine (un important donneur de groupement méthyle dans la cellule), et de cystéine.
- Méthionine est transformée en SAM par la ? ce qui nécessite une molécule d’ATP (ATP ➛ PPi + Pi).
- SAM est ensuite déméthylé par une ? pour former le S-adénosylhomocystéine.
- Cet intermédiaire est hydrolysé en adénosine et homocystéine par l’?.
- Homocystéine peut être méthylée pour reformer de la méthionine.
- Homocystéine est condensée avec la sérine par la ? pour former la cystathionine.
- Cystathionine est hydrolysée en cystéine et a-cétobutyrate par la ?.
- L’a-cétobutyrate est transformé en propionylCoA par l’?.
Le propionyl-CoA forme du succinyl-CoA sous l’action successive de la propionyl-CoA carboxylase, méthylmalonyl-CoA racémase, méthylmalonyl-CoA mutase (tel que vu dans la dégradation des acides gras à nombre impair de carbones).
Isoleucine, methionine et valine
méthionine adénosyltransférase
méthyltransférase
adénosylhomocystéinase
cystathionine b-synthase
cystathionine g-lyase
acide a-cétonique déshydrogénase
Phénylalanine et tyrosine en ? (glucoformateur) et ? (cétogène)
La phénylalanine est hydroxylée en ? par ?
Une même voie assure la suite de la dégradation de ces 2 acides aminés.
L’acétoacétate donnera 2 ? (cétogène).
fumarate
acétoacétate
tyrosine
phénylalanine hydroxylase (PAH)
acétyl-CoA
Phénylalanine hydroxylase (PAH) - régulation
Elle amorce la détoxification de hautes concentrations de phénylalanine ainsi que la synthèse des catécholamines.
Activée allostériquement par ? (son substrat)
Également activée par phosphorylation par ?
Inhibée par ? (second substrat)
Mutation dans PAH résulte en quoi?
phénylalanine
PKA
tetrahydrobioptérine
augmentation phénylalanine dans le sang (hyperphénylalaninémie). Retard mental important et cheveux et peau plus clairs car hydroxylation tyrosine (première réaction pour synthèse mélanine) est inhibée par hautes conc de phénylalanine
Quand s’effectue la transamination?
La dégradation des acides aminés commence tout le temps par ?
Glutamate et sérine sont ? directement.
**Retenir qu’avant d’arriver à dégradation du squelette carboné d’un acide aminé, il faut que ? soit retiré. (Même si c’est pas toujours la première réaction, il y a pratiquement toujours une réaction de transamination d’impliquée.)
retrait de l’azote avec transaminases qui transfèrent grp aminé de l’acide aminé à dégrader sur un a-cétoglutarate pour former un glutamate.
désaminés
le groupement aminé
Acides aminés = précurseurs biosynthétiques indispensables
La plupart des synthèses des dérivés d’acides aminés nécessitent la ? de l’acide aminé précurseur correspondant.
Neurotransmetteur inhibiteur qui est formé à partir du glutamate = ?
Impliqué dans les réponses allergiques et dans contrôle sécrétion d’acide par l’estomac, formé à partir de l’histidine = ?
Quelles sont les enzymes utilisées et quel coenzyme est requis?
décarboxylation
GABA
Histamine
Glutamate decarboxylase et histidine décarboxylase
PLP
Acides aminés = précurseurs biosynthétiques indispensables
Stimule contraction des muscles lisses et est formée à partir du tryptophane = ?
- Réaction d’hydroxylation par ?
- Décarboxylation par ?
Catécholamines
Stimule adénylate musculaire - stimule glycogénolyse = ?
Impliqué dans attention, émotions, sommeil, apprentissage = ?
Carence cause maladie de Parkinson = ?
Transformation de la ? en 4 étapes donne ces catécholamines.
- Tyrosine est hydroxylée en ? par la tyrosine hydroxylase.
- L-DOPA est décarboxylé en dopamine.
- Seconde hydroxylation forme la ?.
- Méthylation du groupement amine de la noradrénaline par SAM donne l’adrénaline.
sérotonine
tryptophane hydroxylase
décarboxylase des acides aminés aromatiques
adrénaline
noradrénaline
dopamine
tyrosine
L-DOPA
noradrénaline
Les catécholamines
Comment une cellule peut-elle synthétiser une seule catécholamine spécifique?
Maladie de Parkinson (causée par dégénérescence neurones substance noire) est traitée avec L-DOPA, pourquoi?
en fonction des enzymes qu’elle exprime
dopamine ne traverse pas la barrière hémato-encéphalique donc L-DOPA est décarboxylé en dopamine dans le cerveau
Biosynthèse des acides aminés
On se rappelle qu’il existe les acides aminés essentiels (qui doivent être trouvés dans alimentation) et les acides aminés non essentiels (qui peuvent être synthétisés).
Différences principales entre acides aminés essentiels et ceux non essentiels?
(2)
Pour biosynthèse des acides aminés on a besoin ? et ?
Ainsi, les acides aminés peuvent être classés en fonction de la nature de l’acide acétonique correspondant.
Tous les acides aminés non essentiels, sauf ?, sont synthétisés par des voies simples à partir de 4 intermédiaires classiques : (4)?
La tyrosine, classée comme non essentielle, est synthétisée par l’hydroxylation en 1 étape de l’acide aminé essentiel ?.
Acides aminés non essentiels nécessitent moins d’étapes de synthèse que les acides aminés essentiels.
Acides aminés non essentiels ont tendance à être plus abondamment représentés dans les protéines que les acides aminés essentiels.
squelette carboné de l’a-cétonique correspondant + ajout grp aminé en utilisant glutamate (réaction de transamination)
tyrosine
Pyruvate, oxaloacétate, a-cétoglutarate et 3-phosphoglycérate
phénylalanine
Biosynthèse des acides aminés
Pyruvate devient ? par transamination
Oxaloacétate devient ? par transamination - puis ? par amidation avec asparagine synthase avec ATP et ? donnera son grp amine
a-cétoglutarate devient ? par transamination - puis ? par amidation avec glutamine synthétase avec ATP - Pi est transféré sur ? - Pi remplacé par second groupement amine qui provient de NH4+
3-phosphoglycérate devient ? et ? par la suite
3 réactions pour ce processus :
- Le groupement 2-OH du 3-phosphoglycérate est transformé en cétone par la 3-phosphoglycérate déshydrogénase pour donner le 3-phosphohydroxypyruvate (acide cétonique phosphorylé analogue de la sérine).
- Le 3-phosphohydroxypyruvate est transaminé en phosphosérine.
- La phosphosérine est hydrolysée en sérine par la phosphosérine phosphatase.
La sérine peut ensuite être transformée en glycine par la ?
alanine
aspartate
asparagine
glutamine
glutamate
glutamine
intermédiaire y-glutamylphosphate
sérine
glycine
sérine hydroxyméthyl transférase
