Métabolisme spécialisé Flashcards
En quoi consiste la biologie synthétique?
C’est une combinaison entre la biologie et l’ingénierie afin de concevoir et synthétiser de nouveaux systèmes et fonctions biologiques.
En quoi consiste la biologie synthétique des benzylisoquinolines?
C’est l’ingénierie métabolique de microorganismes pour produire des alcaloïdes opiacés (en plus grande qté ou des dérivés).
D’où viennent les turbocurarines?
Viennent du curare, un substance extraite des lianes d’Amazonie.
Qu’est-ce que contiennent les tubocurarines?
Contiennent l’alcaloïde tubocurarine.
Que provoquent les alcaloides tubocurarines?
Provoque une paralysie des muscles (utilisé dans chez les Aborigènes comme poison pour enduire dans les flèches).
Où se situe le mode d’action de la tubocurarine?
Au niveau de la plaque motrice.
Comment la curare agit dans le corps?
Le curare se fixe au récepteur nicotinique (RN), empêchant l’action de l’acétylcholine qui est dégradée par l’acétylcholinestérase.
La nicotine est un agoniste des récepteur nicotinique (RN) expliquant certains effets du tabac. Comment?
Le curare bloque les activités des RN, ce qui peut entraîner une paralysie (certains curares = anasthétiques)
Vrai ou faux, les RN sont la principale cible du venin de serpents.
VRAI.
Qu’est-ce que l’ergot de seigle?
C’est un champignon parasite qui produit des alcaloïdes (incluant l’acide lysergique dont est dérivé le LSD).
Qu’est-ce que l’ergotisme?
C’est une intoxication par les alcaloïdes de l’ergot (l’une des explications médicales et psychologiques de certains cas de sorcellerie à travers l’histoire).
Vrai ou faux; les alcaloïdes tubocurarines sont une des explications médicales et psychologiques de certains cas de sorcellerie à travers l’histoire.
FAUX, c’est l’ergotisme.
Quels sont les deux groupes de symptômes liés à l’ergotisme?
1- Signes convulsifs (spasme, diarrhée, nausée, hallucinations,…)
2- Signes gangréneux (vasoconstriction, perte de sensibilité,…)
Quelle est la première étape de la biosynthèse des alcaloïdes de l’ergot?
Tryptophane+ IPP = diméthylallytryptophane (avec l’aide de l’enzyme DMAT synthétase)
Que forment les étapes intermédiaires de la biosynthèse des alcaloïdes de l’ergot?
Elles forment le squelette acide lysergique.
Que produisent les étapes finales spécifiques de la biosynthèse des alcaloïdes de l’ergot?
Produit l’ergotamine (utilisée pour traiter les migraines)
Qu’est-ce que le LSD?
C’est un psychotrope hallucinogène dérivé d’alcaloïdes de l’ergot de seigle.
Quels sont les 3 principaux impacts du LSD sur les neurotransmetteurs?
1- Récepteurs sérotonine (+ de sensibilité du toucher, couleurs et sons)
2- Perturbe le glutamate (troubles et vitesse de la pensée. hallucinogène)
3- Stimule le circuit de la dopamine (sensation d’euphorie)
Les theobroma cacao sont utilisés pour quoi?
Pour la confection du chocolat.
Les theobroma cacao ont deux grandes classes d’alcaloïdes. Quelles sont-elles?
1- Purines (caféine, théobromine)
2- Phényléthylamines
Que sont les méthylanthines?
Ce sont des inhibiteurs de la phosphodiestérase, (enzyme dégrandant le l’AMPc en AMP et ainsi de l’arrêt du signal des voies métaboliques).
Le squelette xanthine est le même pour quelles substances (3)?
Pour la caféine, la théophylline et théobromine.
Vrai ou faux; les purines sont des antagonistes du récepteur de l’adénosine.
FAUX, ce sont les méthylxanthines.
Quel est la particularité des enzymes dégradant la théobromine chez l’humain?
Ils sont exclusifs à l’humain (absent chez les animaux).
En quoi consiste les phényléthylamines (PEA)?
Ce sont des dérivés de la phénylalanine et alcaloïdes monoaminés dans le cerveau, qui jouent le rôle de neurotransmetteurs.
Quels sont les effets des les phényléthylamines (PEA)?
Ont de puissants effets psychoactifs via la relâche de noradrénaline et dopamine.
Qu’est-ce qui empêche d’avoir des concentrations de PEA élevées?
Le catabolisme rapide par l’enzyme monoamine oxidase (MAO)
Le PEA est précurseur de quelles drogues?
Par exemple, MDMA, ectasy, mescaline et amphétamines.
Comment les phényléthylamines (PEA) procurent-ils une sensation de plaisir?
En stimulant les neurones dopaminergiques du cerveau (impliquées dans le système de la récompense).
Quel est l’organe principal du métabolisme des poisons, médicaments, drogues, toxiques, polluants, etc.?
Le foie.
Dans quels métabolismes (2) sont le plus souvent cités les cytochromes P450 (CYP450)?
1- Métabolisme des substances endogènes
2-Métabolisme des substances exogènes
Que permet la première phase du mécanisme de détox?
Réactions qui permettent la formation du métabolite plus polaire, favorisant l’élimination rénale.
Quelles sont les trois réactions de la phase 1 du métabolisme detox?
1- Oxydation (hydroxylation) par les CYP450
2- Réduction (plus rares) par les bactéries intestinales
3- Hydrolyse (coupure avec de l’eau) ex. lipase
Que permet la deuxième phase du mécanisme de détox?
Réactions correspondant à la formation d’une molécule conjuguée éliminée dans l’urine ou la bile.
Quelles sont les 4 réactions de la phase 2 du métabolisme detox?
1- Méthylation
2- Acétylation
3- Sulfatation
4- Glucuronidation
Le terme P450 provient de quoi?
Provient de la spectrophotométrie et du pic d’absorbance à 450 nm, lorsque ces enzymes sont à l’état réduit et complexées avec CO2.
Que sont les CY450?
Hémoprotéines catalysant des réactions redox.
Les CY450 sont présents chez quels organismes?
Chez les animaux, les plantes, les mycètes, protistes et bactéries.
Vrai ou faux; les CY450 n’ont pas besoin de partenaire pour fournir des électrons.
FAUX, ils ont besoin d’un partenaire, les P450 réductase
Vrai ou faux; les métabolites modifiés (après détox) sont plus polaires.
VRAI.
Les CY450 servent à quoi (2)?
1- Régulation hormonale
2- Polymorphisme
Donnez des exemples de métabolites spécialisés.
Plus de 100 000:
- Boissons, aliments, épices, saveurs, goût
- Colorants, fragrances, soin de beauté
- Médicaments, pharmaceutiques
- Suppléments, nutraceutiques
- Industries
- Plantes
- Microorganisme
- Organismes marins
- Animaux
- Insectes, reptiles
En quoi consiste le fugu ?
- Poisson poison japonais
- Toxine dans les viscères et de la peau du poisson
Quel est l’impact du fugu sur l’humain du côté de la biochimie ?
- Tétradotoxine, neurotoxine puissante qui bloque les canaux Na+-voltage- dépendant des neurones, et donc LE PASSAGE DE L’INFLUX NERVEUX.
- Vomissement, paralysie et mort par arrêt respiratoire ou cardiaque
Les métabolites spécialisés sont souvent utilisés pour …
… la médecine traditionnelle
Définir le métabolisme primaire.
- Universel à tous les organismes
- Essentiel, nécessaire à la survie, croissance, reproduction
- Glucides, lipides, protéines, nucléotides
Qu’est-ce que le métabolisme spécialisé ?
- Pas de fonction directe dans la survie, la croissance…
- Restreint/Spécifique à certains organismes
- Fonctions biologiques importantes (procure un avantage)
Quelles sont les 3 fonctions biologiques importantes et diverses dans le métabolisme spécialisé ?
- Attraction
- Protection
- Interactions sociales
Que signifie l’allélopathie ?
INTERACTIONS SOCIALES : Ensemble des interactions biochimiques directes ou non, positives ou négatives, d’une plante sur un autre organisme au moyen de métabolites secondaires (libérés dans l’air ou le sol)
Quels sont les 3 types de classification dans le métabolisme spécialisé ?
- Terpénoïde
- Phénolique
- Alcaloïde
Quelle est la voie métabolique des terpénoïdes ?
Voie de l’acide mévalonate (MVA) ou du méthylérythritol phosphate (MEP)
Quelle est la voie métabolique des phénoliques?
Voie du shikimate et/ou voie des phénylpropanoïdes
Quelle est la voie métabolique des alcaloïdes ?
Composés contenant de l’azote dérivé d’acides aminés
**Parfois shikimate
Quels sont les précurseurs des terpénoïdes ?
- Acétyl-CoA
- Pyruvate
- 3-phosphoglycérate
Quels sont les précurseurs des phénoliques ?
- Érythrose-4-phosphate
- Phosphoénolpyruvate
- Acides aminés aromatiques
Quels sont les précurseurs des alcaloïdes ?
- Acides aminés aliphatiques
- Acides aminés aromatiques
Quels sont les voies métaboliques spécialisées ?
- Pentoses phosphates
- Glycolyse
- Phénoliques
- Terpénoïdes
- Alcaloïdes
VOIR DIAPO 17
Quels sont les 3 étapes de la biosynthèse du métabolisme spécialisé ?
- Enzymes à l’interface des métabolismes primaire et secondaire
- Enzymes formant les métabolites précurseurs «squelette»
- Enzyme modifiant la structure des précurseurs squelettes
Donnez des exemples de modification du métabolisme spécialisé.
- Oxydoréduction (cytochromes P450)
- 2-oxoglutarate dépendant dioxygénases
- Réductases
- Glycosyltransférases
- Méthyltransférases
- Sulfo- et prényl- transférase
- Acyltransférases
En quoi consiste les terpénoïdes ?
- Classe la plus nombreuse
- Souvent toxique, stocké dans les cellules ou vésicules spécifiques
- Formés par la polymérisation d’isopentényl pyrophosphate (5C)
- 2 voies de biosynthèses
Où se déroule la voie de biosynthèse du mévalonate des terpénoïdes ?
Cytoplasme
Où se déroule la voie du méthylérythritol phosphate (MEP) ?
Chloroplaste
Quelles sont les 4 étapes de la biosynthèse des terpénoïdes ?
- Synthèse de l’IPP
- Condensation/polymérisation des unités de IPP
- Élaboration du squelette précurseur
- Modifications secondaires
VOIR SCHÉMA DIAPO 22
Combien l’IPP contient de carbones ?
5
En quoi consiste la biosynthèse du squelette limonène ?
- Un monoterpène
- Une terpène synthase, la limonène synthase, catalyse la cyclisation du GPP en limonène
- Des modifications secondaires au squelette limonène mènent à des milliers de composés dont la fonction est souvent directe contre des étapes du métabolisme animal
Quelle est l’action du menthol?
- Liaison à son récepteur TRPM8 (Transient receptor potential melastatin 8) est responsable de la sensation de froid (langue neurones sensoriels)
- Canal à Ca2+ qui cause une dépolarisation de la membrane et influx nerveux
- Réceptif aux températures entre 15 et 28 °C ou au menthol qui activent les ions calcium et envoient la sensation de fraîcheur au cerveau
Quel est le rôle de l’artémisinine?
- Elle bloquerait une enzyme qui permet au parasite de pomper le Ca2+ et empêche le dev.
- Le dérivé artéméther réagit avec le fer des globules rouges et crée des radicaux libres détruisant les membranes (parasite ou certaines cellules cancéreuses)
- Utilisé dans les cas de bilharziose, de distomatose, de leishmaniose viscérale et de pancréatite chronique
En quoi consiste les phénoliques ?
- Nombreux composés dont les flavonoïdes, les anthocyanines, les coumarines, les tannins et la lignine
- Facilement oxydé dans l’air
- Dérivé des acides aminés aromatiques
- Deux voies de biosynthèse qui se joignent (voie du shikimate et voie des phénylpropanoïdes
En quoi consiste la voie du shikimate?
PEP + Erythrose-4-P forment le chorismate par la voie du shikimate et donne naissance aux trois acides aminés aromatiques
Quelles sont les deux enzymes principales de la voie des phénylpropanoïdes et quel est leur rôle?
PAL (Phenylalanine ammonia lyase)
CHS (Chalcone synthase)
C’est deux enzymes forment le squelette précurseur (régulent l’entrée dans la voie spécialisée)
Qu’est-ce que la vanilline?
- C’est la molécule la plus synthétisée au monde
- Elle a des propriétés aromatisante (arôme de vanille)
- Elle possède des vertus aphrodisiaques
- Elle provient naturellement de la fleur de Vanilla planifolia
Quels sont les rôles des polycédides ?
- Connexion entre les voies métaboliques secondaires (Par ex. les polycétides sont produits via la voie des terpénoïdes (Géranyl diphosphate) et des phénoliques (acide olivetolique)
- Rôle de défense contre les parasites, les UV-B et les microbes
- Produit les métabolites cannabinoïdes, de puissants psychotropes aussi utilisés comme médicament
Quelles caractéristiques ont les alcanoïdes?
- Basiques, hétérocycliques, azotées (dérivés d’acides aminés), complexes
- Molécules de défense, toxique
- Petite quantité in planta
- Puissantes activités biologiques (Stimulant, analgésique, hallucinogène, poison)
Comment peut-on qualifier la biosynthèse des alcaloïdes?
- Structure des alcaloïdes souvent complexes
- Voies très diverses et variées
- Molécules précurseur squelette spécifique à la classe ou famille d’alcaloïdes
- Plusieurs voies n’ont pas été élucidées
Comment peut-on qualifier les benzylisoquinolines?
- Pavot à opium, Papaver somniferum, plante médicinale
- Psychotropes, alcaloïdes opiacés
- Plusieurs cultivars et variétés pour condiment versus narcotique
Le pavot à opium est la source principale de quels médicaments?
- Morphine (héroïne par diacétylation)
- Codéine (analgésique antitussif)
- Papaverine ( Vasodilatateur : Viagra)
- Sanguinarine (Antibiotique, antimicrobial)
Quelles sont les deux substances du cannabis ?
Le THC (cannabinoïde exogène du cannabis), L’anandamine (cannabinoïde endogène)
Quels sont les deux types de récepteur cannabinoïde?
CB1 : psychoactif et CB2 : immunité
