11ère annee de medecine 2012...biosynthèse des corps cétoniques. biosynthèse des acides gras,...

BIOCHIMIE BIOCHIMIE METABOLIQUEMETABOLIQUE11èreère ANNEE DE MEDECINEANNEE DE MEDECINE

20122012

I. METABOLISME I. METABOLISME DES DES GLUCIDESGLUCIDES

11

I. METABOLISME I. METABOLISME DES DES GLUCIDESGLUCIDES

Pr. Alami Pr. Alami –– OuahabiOuahabi NaïmaNaïma

Objectifs GlobauxObjectifs Globaux�� A la fin du cours l’étudiant doit être capable de:A la fin du cours l’étudiant doit être capable de:

�� Identifier le catabolisme et l’anabolisme Identifier le catabolisme et l’anabolisme

�� Maîtriser les grandes Voies métaboliques Bio Maîtriser les grandes Voies métaboliques Bio --

énergétique.énergétique.

�� Identifier les liens réactionnels entre les différents Identifier les liens réactionnels entre les différents

métabolismes métabolismes

�� Analyser le rôle des processus de régulation Métabolique Analyser le rôle des processus de régulation Métabolique �� Analyser le rôle des processus de régulation Métabolique Analyser le rôle des processus de régulation Métabolique

dans le maintien de la fonction de la cellule et de dans le maintien de la fonction de la cellule et de

l’organismel’organisme

�� Identifier les conséquences pathologiques d’une Identifier les conséquences pathologiques d’une

régulation défaillante des métabolites au niveau de la régulation défaillante des métabolites au niveau de la

cellule et de l’organisme.cellule et de l’organisme.

�� Identifier les processus moléculaires et génétiques de la Identifier les processus moléculaires et génétiques de la

synthèse protéique et aux techniques de diagnostic synthèse protéique et aux techniques de diagnostic

Moléculaire.Moléculaire. 22

Programme de Biochimie MétaboliqueProgramme de Biochimie Métabolique ::

Introduction:Introduction:

�� Définition du métabolismeDéfinition du métabolisme

�� Rôle du métabolisme au niveau de la cellule et de Rôle du métabolisme au niveau de la cellule et de

l’organismel’organisme

Métabolisme des Glucides: (Métabolisme des Glucides: (1010H)H)

�� Digestion et absorption des glucidesDigestion et absorption des glucides�� Digestion et absorption des glucidesDigestion et absorption des glucides

�� Comprendre la Bio Comprendre la Bio -- énergétique dans le cadre de la énergétique dans le cadre de la

Régulation de la GlycémieRégulation de la Glycémie

�� Voie des pentoses et inter conversion entre les osesVoie des pentoses et inter conversion entre les oses

33

Métabolisme des LipidesMétabolisme des Lipides : (: (1010H)H)

�� Rôle biologique des Acides GrasRôle biologique des Acides Gras

�� Digestion, mobilisation et transport des Acides GrasDigestion, mobilisation et transport des Acides Gras

�� Comprendre la Bio Comprendre la Bio -- énergétique dans le cadre de la énergétique dans le cadre de la

Régulation de la Lipolyse.Régulation de la Lipolyse.

�� Biosynthèse des Corps Cétoniques.Biosynthèse des Corps Cétoniques.

�� Biosynthèse des Acides Gras, des Triglycérides et des Biosynthèse des Acides Gras, des Triglycérides et des

Phospholipides.Phospholipides.

�� Métabolisme des particules ApoMétabolisme des particules Apo--lipoproteïquelipoproteïque

�� Biosynthèse du Cholestérol des Sels Biliaires et des Biosynthèse du Cholestérol des Sels Biliaires et des

Hormones Stéroïdes Hormones Stéroïdes

44

Métabolisme des acides aminés : (10H)

•Rôle biologique des acides aminés

•Etapes de synthèse des acides aminés endogènes

•Hydrolyse des protéines alimentaires

•Equilibre azoté et voies d’élimination de l’azote

•Métabolisme des acides aminés Glycine/Sérine

•Métabolisme des acides aminés soufrés Cystéine/Méthionine

•Métabolisme des acides aminés bi - carboxylique

Glutamate/Aspartate

•Métabolisme des acides aminés aromatiques

55

•Métabolisme des acides aminés aromatiques

Phénylalanine/Tyrosine

•Régulation du métabolisme des acides aminés et implications

dans les troubles métaboliques

Métabolisme des acides nucléiques, synthèse protéique et

initiations aux techniques de diagnostique Moléculaire: (5H)

•Rôle et Biosynthèse des acides nucléiques

•Synthèse protéique et régulation de l’expression génétique.

•Initiation aux techniques de diagnostic Moléculaire.

METABOLISME DES GLUCIDESMETABOLISME DES GLUCIDES

�� METABOLISME = ANABOLISME + CATABOLISMEMETABOLISME = ANABOLISME + CATABOLISME

CATABOLISME = OXYDATION DES MOLECULES CATABOLISME = OXYDATION DES MOLECULES

66

CATABOLISME = OXYDATION DES MOLECULES CATABOLISME = OXYDATION DES MOLECULES

= ENERGIE = + ATP.= ENERGIE = + ATP.

ANABOLISME = BIOSYNTHESE DE MOLECULES ANABOLISME = BIOSYNTHESE DE MOLECULES

= BESOIN D’ENERGIE = = BESOIN D’ENERGIE = -- ATP.ATP.

METABOLISMES BIOENERGITIQUESMETABOLISMES BIOENERGITIQUES

1010

Le besoin en acide

ascorbique est de l'ordre

de 1 mg/24 h,

�� La La salivesalive estest le le sucsuc sécrétésécrété par les par les glandesglandessalivairessalivaires

�� Les enzymes Les enzymes salivairessalivaires ontont peupeu d'activitéd'activité : la : la plus plus efficaceefficace estest l'amylasel'amylase salivairesalivaire..

�� L' amylase L' amylase estest uneune endoglycosidaseendoglycosidase qui qui

hydrolysehydrolyse les liaisons les liaisons osidiquesosidiques de de l'amidonl'amidon. .

1111

�� L' L' --amylase amylase estest sécrétéesécrétée soussous uneune formeforme

directementdirectement active, par les active, par les glandesglandes salivairessalivaires

et par le et par le pancréaspancréas. .

Le Le sucsuc gastriquegastrique estest sécrétésécrété par les par les glandesglandes de la de la paroiparoigastriquegastrique. .

�� Les Les entérocytesentérocytes sécrètentsécrètent des enzymes qui des enzymes qui achèventachèventla digestion des la digestion des glucidesglucides ((osidasesosidases). ).

�� Le maltose Le maltose estest un un dissacharidedissacharide issuissu de la digestion de la digestion de de l'amidonl'amidon, qui , qui estest hydrolyséhydrolysé par la maltase en Dpar la maltase en D--glucose. glucose.

�� L' L' αα--DD--glucose glucose estest le le produitproduit final de la digestion de final de la digestion de

1313

�� L' L' αα--DD--glucose glucose estest le le produitproduit final de la digestion de final de la digestion de l'amidonl'amidon..

�� L' L' αα--DD--glucose glucose estest absorbéabsorbé par les par les entérocytesentérocytes grâcegrâceà un à un récepteurrécepteur spécifiquespécifique de la bordure en de la bordure en brossebrosse

Enzymes intestinalesEnzymes intestinales

1414

1515

�� L'absorption des nutriments par les entérocytes est L'absorption des nutriments par les entérocytes est médiée par des récepteurs membranaires médiée par des récepteurs membranaires spécifiques très variés. spécifiques très variés.

�� Certains ont été individualisésCertains ont été individualisés : :

récepteurs des oses tels que GLUTrécepteurs des oses tels que GLUT--1 1 ou ou

GLUTGLUT--55

�� La consommation d'ATP est variable au cours du temps et La consommation d'ATP est variable au cours du temps et l'apport alimentaire l'est aussi. l'apport alimentaire l'est aussi.

�� L'organisme doit donc réguler son métabolisme L'organisme doit donc réguler son métabolisme énergétique, énergétique,

�� L'ATP luiL'ATP lui--même est une réserve d'énergie pour les cellules, même est une réserve d'énergie pour les cellules,

�� mais son poids moléculaire est élevé et il ne peut donner mais son poids moléculaire est élevé et il ne peut donner qu'une liaison riche en énergie. qu'une liaison riche en énergie.

S'il fallait assurer notre besoin quotidien minimum S'il fallait assurer notre besoin quotidien minimum

1616

S'il fallait assurer notre besoin quotidien minimum S'il fallait assurer notre besoin quotidien minimum

en énergie (métabolisme basal) il faudrait en énergie (métabolisme basal) il faudrait 124215124215 g g

d'ATP. d'ATP.

�� Or notre organisme tout entier n'en contient que Or notre organisme tout entier n'en contient que 7575 g ce g ce qui nous assure une autonomie de qui nous assure une autonomie de 5252 secondessecondes ! !

Le glucose est un meilleur substrat énergétique pour les cellules, il Le glucose est un meilleur substrat énergétique pour les cellules, il

peut donner peut donner 3838 liaisons riches en énergie par mole. liaisons riches en énergie par mole.

�� S'il fallait assurer notre métabolisme basal avec du glucose en S'il fallait assurer notre métabolisme basal avec du glucose en aérobiose, il en faudrait aérobiose, il en faudrait 471471 g. g.

�� Or notre organisme tout entier n'en contient que Or notre organisme tout entier n'en contient que 10 10 g ce qui nous g ce qui nous assure une autonomie d'une demiassure une autonomie d'une demi--heure. heure.

Le glycogène est une forme de réserve énergétique. Il peut donner Le glycogène est une forme de réserve énergétique. Il peut donner

3939 liaisons riches en énergie par mole de glucose. liaisons riches en énergie par mole de glucose.

�� S'il fallait assurer notre métabolisme basal avec du glycogène en S'il fallait assurer notre métabolisme basal avec du glycogène en aérobiose, il en faudrait aérobiose, il en faudrait 424424 g. g.

�� Or notre organisme tout entier n'en contient que Or notre organisme tout entier n'en contient que 400400 g ce qui nous g ce qui nous assure une autonomie de assure une autonomie de 2222 heures heures 3030 mn. mn.

1717

�� Or notre organisme tout entier n'en contient que Or notre organisme tout entier n'en contient que 400400 g ce qui nous g ce qui nous assure une autonomie de assure une autonomie de 2222 heures heures 3030 mn. mn.

Les triglycérides sont la meilleure forme de réserve énergétique de Les triglycérides sont la meilleure forme de réserve énergétique de

notre organisme. notre organisme.

Ils peuvent donner Ils peuvent donner 432432 liaisons riches en énergie par mole. S'il fallait liaisons riches en énergie par mole. S'il fallait

assurer notre métabolisme basal avec la graisse du tissu adipeux, il en assurer notre métabolisme basal avec la graisse du tissu adipeux, il en

faudrait faudrait 190190 g. g.

�� Or notre organisme tout entier en contient environ Or notre organisme tout entier en contient environ 70007000 g ce qui g ce qui nous assure une autonomie de un moisnous assure une autonomie de un mois !!

Régulation de la glycémieRégulation de la glycémieGlycogénolyse, gluconéogénèse, Glycogénolyse, gluconéogénèse,

glycogénogénèse & glycolyseglycogénogénèse & glycolyse

1919

glycogénogénèse & glycolyseglycogénogénèse & glycolyse

�� Le foie est le lieu principal de stockage du glycogène, réserve Le foie est le lieu principal de stockage du glycogène, réserve énergétique de glucose. énergétique de glucose.

�� Au cours de la digestion le taux de glucose dans la veine porte est très Au cours de la digestion le taux de glucose dans la veine porte est très élevé. élevé.

�� En En présence d'insulineprésence d'insuline, des transporteurs de glucose (GLUT, des transporteurs de glucose (GLUT 22) sont ) sont exprimés dans la membrane plasmique et font entrer le glucose dans exprimés dans la membrane plasmique et font entrer le glucose dans la cellule où il est la cellule où il est activé par la glucokinaseactivé par la glucokinase, première enzyme de la , première enzyme de la glycogénogénèse. glycogénogénèse.

Régulation de la glycémie:

La fonction glycogénique du foie

2020

glycogénogénèse. glycogénogénèse.

�� A jeun, le taux de glucose diminue beaucoup et les transporteurs de A jeun, le taux de glucose diminue beaucoup et les transporteurs de glucose disparaissent. glucose disparaissent.

�� D'autres transporteurs font sortir le glucoseD'autres transporteurs font sortir le glucose--66--phosphate, issu de la phosphate, issu de la glycogénolyse ou de la gluconéogénèse, vers les citernes du réticulum glycogénolyse ou de la gluconéogénèse, vers les citernes du réticulum endoplasmique, où il est endoplasmique, où il est dephosphorylé par la glucosedephosphorylé par la glucose--66--phosphatase.phosphatase.

�� Le Le glucose libreglucose libre est alors est alors sécrété par les hépatocytes vers la veine sécrété par les hépatocytes vers la veine sussus--hépatique pour maintenir la glycémie à son taux normal.hépatique pour maintenir la glycémie à son taux normal.

Régulation de la glycémieRégulation de la glycémieMécanismes hyperglycémiantsMécanismes hyperglycémiants et hypoglycémiantset hypoglycémiants

Mécanismes hyperglycémiantsMécanismes hyperglycémiants

�� Notre organisme dispose de deux voies métaboliques Notre organisme dispose de deux voies métaboliques permettant de faire augmenter la concentration de glucose permettant de faire augmenter la concentration de glucose dans le sang (glycémie): dans le sang (glycémie):

la glycogénolyse la glycogénolyse

la gluconéogénèsela gluconéogénèse

Mécanismes hypoglycémiantsMécanismes hypoglycémiants

�� La diminution de la glycémie:La diminution de la glycémie:

2222

�� La diminution de la glycémie:La diminution de la glycémie:

La glycogLa glycogéénogénèsenogénèse

La glycolyseLa glycolyse

Regulation hormonaleRegulation hormonale

�� L'adrénaline, L'adrénaline,

�� Le glucagon Le glucagon

�� Le cortisolLe cortisol

�� LL’insuline’insuline

Glycogénolyse (définition)

2323

�� Beaucoup de cellules mettent de l'énergie en réserve sous forme de glycogène, surtout Beaucoup de cellules mettent de l'énergie en réserve sous forme de glycogène, surtout lorsqu'elle dépendent beaucoup de la glycolyse pour leur métabolisme énergétique lorsqu'elle dépendent beaucoup de la glycolyse pour leur métabolisme énergétique (neurones, globules rouges). Mais les réserves principales de glycogène se trouvent (neurones, globules rouges). Mais les réserves principales de glycogène se trouvent dans les muscles et surtout dans le foie. dans les muscles et surtout dans le foie.

�� Pour mobiliser le glycogène vers le métabolisme énergétique, il faut dépolymériser cette Pour mobiliser le glycogène vers le métabolisme énergétique, il faut dépolymériser cette substance et libérer le glucosesubstance et libérer le glucose : c'est la fonction des enzymes de la glycogénolyse. : c'est la fonction des enzymes de la glycogénolyse.

�� Le glycogène est découpé par les phosphorylases et l'enzyme débranchant, puis Le glycogène est découpé par les phosphorylases et l'enzyme débranchant, puis transformé en glucosetransformé en glucose--66--phosphate. Le glucosephosphate. Le glucose--66--phosphate enfin sera utilisé par la phosphate enfin sera utilisé par la glycolyse cytoplasmique, ou bien sécrété sous forme de glucose libre dans le plasma.glycolyse cytoplasmique, ou bien sécrété sous forme de glucose libre dans le plasma.

Régulation de la glycémie

Mécanismes hyperglycémiants :

la glycogénolyse

2424



la glycogénolyse

2525



la glycogénolyse

2626

Glycogénolyse (schéma général)

2727

Glycogénolyse (bilan)

2828

�� SécrétéeSécrétée par les par les glandesglandes médullosurrénalesmédullosurrénales. .

�� Hormone de Hormone de réponseréponse au stress, au stress, elleelle augmenteaugmente le le tauxtaux de de l'AMPcl'AMPc, , cece qui qui entraîneentraîne les les effetseffets suivantssuivants : :


Mécanismes hyperglycémiants

Régulation hormonale de la

glycogénolyse

2929

l'AMPcl'AMPc, , cece qui qui entraîneentraîne les les effetseffets suivantssuivants : :

�� activation activation de la de la glycogénolyseglycogénolyse (muscle, (muscle, foiefoie) )

�� inhibition de la inhibition de la glycogénogénèseglycogénogénèse (muscle, (muscle, foiefoie) )

�� activation de la activation de la gluconéogénèsegluconéogénèse hépatiquehépatique (action (action antagonisteantagonistede de cellecelle de de l'insulinel'insuline).).

�� activation de la activation de la lipolyselipolyse (lipase (lipase hormonohormono--sensible du sensible du tissutissuadipeuxadipeux) )

�� inhibition de la inhibition de la lipogénèselipogénèse ((foiefoie, , tissutissu adipeuxadipeux) )

�� L'adrénalineL'adrénaline estest aussiaussi sympathomimétiquesympathomimétique : : elleelle accélèreaccélère le le coeurcoeur ((effeteffet inotropeinotrope positifpositif), ), cece qui qui augmenteaugmente le le débitdébitd'Oxygèned'Oxygène pour la pour la chaînechaîne respiratoirerespiratoire mitochondrialemitochondriale. .

�� Hormone peptidique de Hormone peptidique de 2929 acides aminés. acides aminés.

�� Sécrété par le pancréas (cellules ASécrété par le pancréas (cellules A2 2 des îlots de Langerhans), dès que des îlots de Langerhans), dès que


Mécanismes hyperglycémiants

Glucagon

3030

�� Sécrété par le pancréas (cellules ASécrété par le pancréas (cellules A2 2 des îlots de Langerhans), dès que des îlots de Langerhans), dès que le taux de glucose dans le sang baisse (glycémie). le taux de glucose dans le sang baisse (glycémie).

�� Hormone hyperglycémianteHormone hyperglycémiante : elle favorise le retour de la glycémie à la : elle favorise le retour de la glycémie à la valeur basale. valeur basale.

�� Le glucagon augmente le taux de l'AMPc, ce qui entraîne les effets Le glucagon augmente le taux de l'AMPc, ce qui entraîne les effets suivantssuivants : :

�� activation de la gluconéogénèse (action antagoniste de celle de activation de la gluconéogénèse (action antagoniste de celle de l'insuline) l'insuline)

�� activation de la glycogénolyse activation de la glycogénolyse

�� inhibition de la glycogénogénèse inhibition de la glycogénogénèse

�� activation de la lipolyse activation de la lipolyse

�� inhibition de la lipogénèseinhibition de la lipogénèse

�� Lors de la glycogénolyse, le taux de l'AMPc s'élève dans les cellules Lors de la glycogénolyse, le taux de l'AMPc s'élève dans les cellules où le glycogène est stocké. où le glycogène est stocké.

�� L'AMPc active les protéines kinasesL'AMPc active les protéines kinases A, qui phosphorylent plusieurs A, qui phosphorylent plusieurs protéines du cytoplasme. protéines du cytoplasme.

�� Tout d'abord la phosphorylase kinase qui une fois phosphorylée Tout d'abord la phosphorylase kinase qui une fois phosphorylée devient active (Phosphoryléedevient active (Phosphorylée ). ).

�� Elle catalyse la phosphorylation de la phosphorylase inactive, qui Elle catalyse la phosphorylation de la phosphorylase inactive, qui devient active, et phosphoryle à son tour le glycogène en glucosedevient active, et phosphoryle à son tour le glycogène en glucose--11--phosphate. phosphate.

Activation de la phosphorylase

3131

phosphate. phosphate.

�� La phosphorylase kinase est également activée lorsque le taux de La phosphorylase kinase est également activée lorsque le taux de Calcium augmente dans le cytoplasme. Calcium augmente dans le cytoplasme.

�� En second lieu, les protéines kinasesEn second lieu, les protéines kinases A vont activer (phosphoryler) A vont activer (phosphoryler) un inhibiteur des protéines phosphatases, enzymes qui pourraient un inhibiteur des protéines phosphatases, enzymes qui pourraient catalyser la déphosphorylation de la phosphorylase et de la catalyser la déphosphorylation de la phosphorylase et de la phosphorylase kinase. phosphorylase kinase.

�� Enfin, si le taux du Enfin, si le taux du 55'AMP (non cyclique) s'élève dans la cellule, ce 'AMP (non cyclique) s'élève dans la cellule, ce produit est un activateur allostérique direct de la phosphorylase.produit est un activateur allostérique direct de la phosphorylase.

Régulation de la glycémie: Mécanismes hyperglycémiants : la glycogénolyse

Activation de la phosphorylase.

3232

�� Hormone peptidique à deux chaînes d'acides aminésHormone peptidique à deux chaînes d'acides aminés : une chaîne: une chaîne A de A de 2121 acides aminés et une chaîneacides aminés et une chaîne B de B de 3030 acides aminés. acides aminés.

�� Sécrétée par le pancréas (cellules ß des îlots de Langerhans), lorsque le taux Sécrétée par le pancréas (cellules ß des îlots de Langerhans), lorsque le taux de glucose dans le sang (glycémie) est élevé. de glucose dans le sang (glycémie) est élevé.


Mécanismes

hyperglycémiants :

glycogénolyse

Insuline

3333

de glucose dans le sang (glycémie) est élevé. de glucose dans le sang (glycémie) est élevé.

�� Hormone hypoglycemianteHormone hypoglycemiante : elle favorise le retour de la glycémie à la valeur : elle favorise le retour de la glycémie à la valeur basale . basale .

�� L'insuline active le mouvement des transporteurs de glucose dans les L'insuline active le mouvement des transporteurs de glucose dans les membranes plasmiques, ce qui favorise le transport actif du glucose vers le membranes plasmiques, ce qui favorise le transport actif du glucose vers le cytoplasme. cytoplasme.

�� L'insuline diminue les taux des messagers secondairesL'insuline diminue les taux des messagers secondaires : AMPc et Ca++, ce qui : AMPc et Ca++, ce qui entraîne les effets suivantsentraîne les effets suivants ::

�� inhibition de la glycogénolyseinhibition de la glycogénolyse

�� inhibition de la gluconéogénèse (action antagoniste de celle du glucagon inhibition de la gluconéogénèse (action antagoniste de celle du glucagon et du cortisol) et du cortisol)

�� activation de la glycogénogénèse activation de la glycogénogénèse

�� activation de la lipogénèse activation de la lipogénèse

�� inhibition de la lipolyse.inhibition de la lipolyse.

�� L'insuline: L'insuline:

Baisse le taux de l'AMPc dans ces cellules, Baisse le taux de l'AMPc dans ces cellules,

Inactive les protéines kinasesInactive les protéines kinases A. A.

L'inhibiteur des phosphoprotéines phosphatases est déphosphorylé, L'inhibiteur des phosphoprotéines phosphatases est déphosphorylé, Donc inactif et libère l'activité de ces phosphatases qui Donc inactif et libère l'activité de ces phosphatases qui Déphosphorylent aussi la phosphorylase kinase et la phosphorylase. Déphosphorylent aussi la phosphorylase kinase et la phosphorylase.

Dans le foie l'insuline:Dans le foie l'insuline:

Inhibition de la phosphorylase

3434

�� Dans le foie l'insuline:Dans le foie l'insuline:

Augmente aussi le transport de glucose vers l'intérieur des cellules. Augmente aussi le transport de glucose vers l'intérieur des cellules. Du glucose est produit aussi par l'enzyme débranchant. Du glucose est produit aussi par l'enzyme débranchant.

Ce glucose est un activateur de la phosphorylase phosphatase qui Ce glucose est un activateur de la phosphorylase phosphatase qui inactive à son tour la phosphorylase. inactive à son tour la phosphorylase.

�� Le glucose et le GlucoseLe glucose et le Glucose--66--phosphate ainsi que l'ATP sont aussi des phosphate ainsi que l'ATP sont aussi des inhibiteurs allostériques de la Glycogène phosphorylase inhibiteurs allostériques de la Glycogène phosphorylase

Régulation de la glycémie: Mécanismes hyperglycémiants : la glycogénolyse

Inhibition de la phosphorylase

3535

Gluconéogénèse (schéma général)Gluconéogénèse (schéma général)

�� La gluconéogénèse est un ensemble de voies métaboliques qui La gluconéogénèse est un ensemble de voies métaboliques qui conduisent de nombreux substrats au glucose. conduisent de nombreux substrats au glucose.

�� La plupart de ces voies commencent dans le cytoplasme par la La plupart de ces voies commencent dans le cytoplasme par la transamination des acides aminés glucoformateurs. Les produits issus transamination des acides aminés glucoformateurs. Les produits issus des chaînes carbonées de ces acides aminés pénètrent dans la des chaînes carbonées de ces acides aminés pénètrent dans la mitochondrie pour aboutirmitochondrie pour aboutir : :

�� à l' à l' αα--cétoglutarate (glutamine, glutamate, histidine, arginine, cétoglutarate (glutamine, glutamate, histidine, arginine, proline) proline)

�� au propionylau propionyl--CoA (valine, isoleucine, méthionine, thréonine) CoA (valine, isoleucine, méthionine, thréonine)

3636

�� au propionylau propionyl--CoA (valine, isoleucine, méthionine, thréonine) CoA (valine, isoleucine, méthionine, thréonine)

�� au fumarate (phénylalanine, tyrosine) au fumarate (phénylalanine, tyrosine)

�� au pyruvate (cystéine, sérine, glycocolle, alanine, tryptophane) au pyruvate (cystéine, sérine, glycocolle, alanine, tryptophane)

�� à l'oxaloacétate (asparagine, aspartate).à l'oxaloacétate (asparagine, aspartate).

�� Des substrats non acides aminés entrent aussi dans la Des substrats non acides aminés entrent aussi dans la gluconéogénèsegluconéogénèse : :

�� au niveau du pyruvate (lactate) au niveau du pyruvate (lactate)

�� au niveau des triosesau niveau des trioses--phosphates (fructose, glycérol).phosphates (fructose, glycérol).

�� La fin de toutes ces voies est commune, conduisant des triosesLa fin de toutes ces voies est commune, conduisant des trioses--phosphates au glucose, qui sort de la cellule hépatique.phosphates au glucose, qui sort de la cellule hépatique.

Régulation de la glycémie:Régulation de la glycémie:

Mécanismes hyperglycémiantsMécanismes hyperglycémiants : Gluconéogénèse (définition): Gluconéogénèse (définition)

3737

�� Au cours du jeûne, les besoins pour maintenir une concentration constante de glucose dans le Au cours du jeûne, les besoins pour maintenir une concentration constante de glucose dans le sang pour assurer le métabolisme énergétique du cerveau en particulier, sont couverts par la sang pour assurer le métabolisme énergétique du cerveau en particulier, sont couverts par la glycogénolyse. Mais les réserves de glycogène étant limitées, il faut recourir à d'autres glycogénolyse. Mais les réserves de glycogène étant limitées, il faut recourir à d'autres substrats pour synthétiser du glucose et c'est la fonction des voies de gluconéogénèse. substrats pour synthétiser du glucose et c'est la fonction des voies de gluconéogénèse.

�� Les réserves susceptibles d'être converties en glucose au cours du jeûne prolongé sont des Les réserves susceptibles d'être converties en glucose au cours du jeûne prolongé sont des acides aminés contenus dans les protéines des musclesacides aminés contenus dans les protéines des muscles ; jamais les triglycérides. Les acides ; jamais les triglycérides. Les acides aminés qui peuvent être substrats de la gluconéogénèse sont dits glucoformateurs. aminés qui peuvent être substrats de la gluconéogénèse sont dits glucoformateurs.

�� D'autres substrats servent aussi à synthétiser du glucose dans le foie à jeunD'autres substrats servent aussi à synthétiser du glucose dans le foie à jeun : le lactate de la : le lactate de la glycolyse anaérobie et le glycérol de la lipolyse périphérique. glycolyse anaérobie et le glycérol de la lipolyse périphérique.

Gluconéogénèse (schéma général)Gluconéogénèse (schéma général)

3838

Enzymes de la GluconéogénèseEnzymes de la Gluconéogénèse�� Les enzymes de la glycolyse cytoplasmique catalysent des réactions Les enzymes de la glycolyse cytoplasmique catalysent des réactions

qui sont le plus souvent réversibles et qui sont capables de qui sont le plus souvent réversibles et qui sont capables de fonctionner dans toutes les circonstances métaboliques. fonctionner dans toutes les circonstances métaboliques.

�� Toutefois, il existe quelques étapes qui nécessitent des enzymes Toutefois, il existe quelques étapes qui nécessitent des enzymes propres à la gluconéogénèse que nous venons de détailler. propres à la gluconéogénèse que nous venons de détailler.

�� La phosphoénolpyruvate carboxykinase (PEPCK) catalyse l'étape La phosphoénolpyruvate carboxykinase (PEPCK) catalyse l'étape initiale de la gluconéogénèse dans le cytoplasme à partir de initiale de la gluconéogénèse dans le cytoplasme à partir de l'oxaloacétate. l'oxaloacétate.

Le phosphoénolpyruvate issu de cette réaction ne peut pas être le Le phosphoénolpyruvate issu de cette réaction ne peut pas être le

3939

Le phosphoénolpyruvate issu de cette réaction ne peut pas être le Le phosphoénolpyruvate issu de cette réaction ne peut pas être le substrat de la pyruvate kinase car cette dernière est fortement inhibée substrat de la pyruvate kinase car cette dernière est fortement inhibée par le glucagon, hormone de la gluconéogénèse. par le glucagon, hormone de la gluconéogénèse.

�� La fructose La fructose 11,,66--diphosphate phosphatase (Frudiphosphate phosphatase (Fru 11,,66--PP2 2 phosphatase) phosphatase) catalyse une réaction d'hydrolyse du fructose catalyse une réaction d'hydrolyse du fructose 11,,66--diphosphate en diphosphate en fructose fructose 66--phosphate. Elle est la seule enzyme commune à toutes les phosphate. Elle est la seule enzyme commune à toutes les voies de gluconéogénèse et utilisée exclusivement par la voies de gluconéogénèse et utilisée exclusivement par la gluconéogénèse. Elle est donc régulatrice de l'ensemble. gluconéogénèse. Elle est donc régulatrice de l'ensemble.

�� La glucose La glucose 66--phosphate phosphatase enfin est commune à la phosphate phosphatase enfin est commune à la glycogénolyse et à la gluconéogénèse et contribue à la régulation glycogénolyse et à la gluconéogénèse et contribue à la régulation finale du taux de glucose dans le sang.finale du taux de glucose dans le sang.

Régulation de la glycémie: Régulation de la glycémie:

Mécanismes hyperglycémiantsMécanismes hyperglycémiants : :

la gluconéogénèse & Cycle des Cori la gluconéogénèse & Cycle des Cori

�� Dans le début de l'effort musculaire, la glycolyse cytoplasmique (GC) anaérobie, utilise Dans le début de l'effort musculaire, la glycolyse cytoplasmique (GC) anaérobie, utilise rapidement le glucose, et libère du pyruvate. rapidement le glucose, et libère du pyruvate.

�� Le pyruvate est réduit en lactate par l'excédent de NADH ou transaminé en alanine Le pyruvate est réduit en lactate par l'excédent de NADH ou transaminé en alanine lorsque le muscle (à jeun) catabolise des acides aminés. lorsque le muscle (à jeun) catabolise des acides aminés.

�� Le lactate est transporté par le sang vers le foie dont le métabolisme fonctionne toujours Le lactate est transporté par le sang vers le foie dont le métabolisme fonctionne toujours en aérobiose. en aérobiose.

�� Le foie peut alimenter son métabolisme énergétique uniquement grâce à la ßLe foie peut alimenter son métabolisme énergétique uniquement grâce à la ß--oxydation oxydation en produisant des corps cétoniques. en produisant des corps cétoniques.

4040

Le foie peut alimenter son métabolisme énergétique uniquement grâce à la ßLe foie peut alimenter son métabolisme énergétique uniquement grâce à la ß--oxydation oxydation en produisant des corps cétoniques. en produisant des corps cétoniques.

�� Dans ces conditions, il peut faire sortir le malate hors de la mitochondrie et resynthétiser Dans ces conditions, il peut faire sortir le malate hors de la mitochondrie et resynthétiser du glucose par la gluconéogénèse (GNG). du glucose par la gluconéogénèse (GNG).

�� Le lactate absorbé par le foie est un substrat de cette gluconéogénèse. Le lactate absorbé par le foie est un substrat de cette gluconéogénèse.

�� Le foie libère le glucose dans la circulation qui peut à nouveau être oxydé par les Le foie libère le glucose dans la circulation qui peut à nouveau être oxydé par les muscles. muscles.

�� L'association de la glycolyse anaérobie des muscles et de la gluconéogénèse du foie L'association de la glycolyse anaérobie des muscles et de la gluconéogénèse du foie constitue le cycle des CORI constitue le cycle des CORI

(deux biochimistes C. et G. CORI). (deux biochimistes C. et G. CORI).

Régulation de la glycémie: Mécanismes hyperglycémiantsRégulation de la glycémie: Mécanismes hyperglycémiants : la : la

gluconéogénèse gluconéogénèse

Cycle des Cori Cycle des Cori

4141


Mécanismes hyperglycémiants: Mécanismes hyperglycémiants:

gluconéogénèse gluconéogénèse

CortisolCortisol

�� Le cortisol est synthétisé à partir du cholestérol des LDL, par les Le cortisol est synthétisé à partir du cholestérol des LDL, par les corticosurrénales. corticosurrénales.

4242

�� Hormone glucocorticoïde, le cortisol active les facteurs de Hormone glucocorticoïde, le cortisol active les facteurs de transcription des gènes de la gluconéogénèse dans le foie transcription des gènes de la gluconéogénèse dans le foie (antagoniste de l'insuline)(antagoniste de l'insuline) : :

�� cathepsines (protéases des muscles) cathepsines (protéases des muscles)

�� transaminases transaminases

�� pyruvate carboxylase pyruvate carboxylase

�� propionylpropionyl--CoA carboxylase CoA carboxylase

�� phosphoénolpyruvate carboxykinase phosphoénolpyruvate carboxykinase

�� fructosefructose--11,,66--diphosphatase diphosphatase

�� glucoseglucose--66--phosphatase.phosphatase.


MécanismeshyperglycémiantsMécanismeshyperglycémiants : :

gluconéogénèse :gluconéogénèse :

Induction par le cortisolInduction par le cortisol

4343

�� Les protéines qui se lient au promoteur (facteurs transLes protéines qui se lient au promoteur (facteurs trans--régulateurs) sont des régulateurs) sont des effecteurs de la transcriptioneffecteurs de la transcription : activateurs (séquences : activateurs (séquences enhancerenhancer) ou inhibiteurs ) ou inhibiteurs (séquences (séquences silencersilencer). Leur liaison avec le promoteur dépend souvent de ). Leur liaison avec le promoteur dépend souvent de circonstances physiologiques qui induisent ou répriment l'expression du gène. circonstances physiologiques qui induisent ou répriment l'expression du gène.

�� Ainsi, la séquence GRE (Ainsi, la séquence GRE (glucocorticoid responsive elementglucocorticoid responsive element), lorsqu'elle est ), lorsqu'elle est liée à une protéine spécifique (récepteur nucléaire d'hormone glucorticoïde), liée à une protéine spécifique (récepteur nucléaire d'hormone glucorticoïde), elleelle--même liée au cortisol (hormone stéroïde hyperglycémiante), active même liée au cortisol (hormone stéroïde hyperglycémiante), active l'expression du gène situé en aval. l'expression du gène situé en aval.

�� La reconnaissance de la séquence GRE par le récepteur des glucocorticoïdes La reconnaissance de la séquence GRE par le récepteur des glucocorticoïdes lié au cortisol induit la transcription des gènes de certaines protéases lié au cortisol induit la transcription des gènes de certaines protéases endocellulaires (cathepsines), des transaminases et des enzymes propres de endocellulaires (cathepsines), des transaminases et des enzymes propres de la gluconéogénèsela gluconéogénèse : pyruvate carboxylase, propionyl: pyruvate carboxylase, propionyl--CoA carboxylase, CoA carboxylase, PEPCK, fructose PEPCK, fructose 11,,66--diphosphate phosphatase, glucose diphosphate phosphatase, glucose 66--phosphate phosphate phosphatase, ...phosphatase, ...

Régulation de la glycémie: Mécanismes hyperglycémiants: Régulation de la glycémie: Mécanismes hyperglycémiants:

Interconversions des oses:Interconversions des oses:

HEXOSES HEXOSES PENTOSES.PENTOSES.

4444

HEXOSES HEXOSES PENTOSES.PENTOSES.

PENTOSES PENTOSES HEXOSES.HEXOSES.

(Voir voie des pentoses)(Voir voie des pentoses)

Régulation de la glycémieRégulation de la glycémie

Mécanismes hypoglycémiants: Mécanismes hypoglycémiants:

glycogénogénèseglycogénogénèse

�� Notre organisme dispose de deux voies métaboliques permettant de faire Notre organisme dispose de deux voies métaboliques permettant de faire diminuer la concentration de glucose dans le sang (glycémie):diminuer la concentration de glucose dans le sang (glycémie):

GlycogénogénèseGlycogénogénèse

GlycolyseGlycolyse

�� L'augmentation de la glycémie induit un mécanisme endocrinien produisant L'augmentation de la glycémie induit un mécanisme endocrinien produisant une molécule informationnelle (hormone)une molécule informationnelle (hormone) : l'insuline. : l'insuline.

�� Cette hormone agit en diminuant le taux intracellulaire d'AMPc (second Cette hormone agit en diminuant le taux intracellulaire d'AMPc (second messager). Les repas s'accompagnent de la digestion des hydrates de messager). Les repas s'accompagnent de la digestion des hydrates de

4545

messager). Les repas s'accompagnent de la digestion des hydrates de messager). Les repas s'accompagnent de la digestion des hydrates de Carbone qui sont absorbés sous forme de glucose libre dans le sang. Carbone qui sont absorbés sous forme de glucose libre dans le sang.

�� L'insuline, sécrétée après les repas (période postL'insuline, sécrétée après les repas (période post--prandiale), agit au niveau prandiale), agit au niveau du muscle pour activer la glycolyse (au cours de l'effort) ou la mise en du muscle pour activer la glycolyse (au cours de l'effort) ou la mise en réserve du glucose par la glycogénogénèse (glycogène musculaire). réserve du glucose par la glycogénogénèse (glycogène musculaire).

�� L'insuline agit aussi au niveau du foie pour faciliter la captation du glucose L'insuline agit aussi au niveau du foie pour faciliter la captation du glucose venant directement de l'intestin par la veine porte et la glycogénogénèse venant directement de l'intestin par la veine porte et la glycogénogénèse (glycogène hépatique). (glycogène hépatique).

�� L'insuline agit encore au niveau du foie et du tissu adipeux pour induire les L'insuline agit encore au niveau du foie et du tissu adipeux pour induire les mécanismes (activation des enzymes, déphosphorylations et transcription mécanismes (activation des enzymes, déphosphorylations et transcription des gènes) de la transformation du glucose sanguin en triglycérides de des gènes) de la transformation du glucose sanguin en triglycérides de réserve (graisse) par la lipogénèse et le stockage de la graisse dans les réserve (graisse) par la lipogénèse et le stockage de la graisse dans les cellules du tissu adipeux (adipocytes).cellules du tissu adipeux (adipocytes).


Mécanismes Mécanismes

hypoglycémiantshypoglycémiants : :

Glycogénogénèse (définition)Glycogénogénèse (définition)

�� Lors de la digestion, la veine porte conduit de l'intestin vers le foie des Lors de la digestion, la veine porte conduit de l'intestin vers le foie des quantités importantes de sucres qui sont captés par les hépatocytes, quantités importantes de sucres qui sont captés par les hépatocytes, transformés en glucose et mis en réserve sous forme de glycogène hépatique. transformés en glucose et mis en réserve sous forme de glycogène hépatique.

�� A partir du glucose sanguin, dans les périodes de repos, les muscles A partir du glucose sanguin, dans les périodes de repos, les muscles

4646

�� A partir du glucose sanguin, dans les périodes de repos, les muscles A partir du glucose sanguin, dans les périodes de repos, les muscles reconstituent aussi leurs réserves de glycogène, de même que toutes les reconstituent aussi leurs réserves de glycogène, de même que toutes les cellules contenant normalement du glycogène. Cette synthèse de glycogène cellules contenant normalement du glycogène. Cette synthèse de glycogène est la fonction des enzymes de la glycogénogénèse. est la fonction des enzymes de la glycogénogénèse.

�� Le glucose entre dans la glycogénogénèse sous forme libre ou sous forme Le glucose entre dans la glycogénogénèse sous forme libre ou sous forme d'estersd'esters : glucose: glucose--66--phosphate ou glucosephosphate ou glucose--11--phosphate.phosphate.

�� L'Uridine triphosphate est un coenzyme indispensable à cette voie L'Uridine triphosphate est un coenzyme indispensable à cette voie métabolique. Un enzyme branchant achève de donner au glycogène linéaire sa métabolique. Un enzyme branchant achève de donner au glycogène linéaire sa structure définitive. structure définitive.

�� Les autres oses provenant de la digestion (galactose, fructose) entrent dans la Les autres oses provenant de la digestion (galactose, fructose) entrent dans la glycogénogénèse par des voies métaboliques propres qui n'existent que dans glycogénogénèse par des voies métaboliques propres qui n'existent que dans le foie. le foie.

�� Le dernier résidu de glucose ajouté par la glycogénogénèse à l'extrémité d'une Le dernier résidu de glucose ajouté par la glycogénogénèse à l'extrémité d'une branche de la molécule de glycogène sera toujours le premier enlevé par la branche de la molécule de glycogène sera toujours le premier enlevé par la glycogénolyse lors de la période de jeûne suivante. glycogénolyse lors de la période de jeûne suivante.

GlucokinaseGlucokinase = Hexokinase= Hexokinase DD

4747

PhosphoglucomutasePhosphoglucomutase

4848

Uridine Tri PhosphateUridine Tri Phosphate = UTP= UTP

4949

Glucose Glucose 11--phosphate uridyl transférasephosphate uridyl transférase

UDPUDP--glucose pyrophosphorylaseglucose pyrophosphorylase

5050

Glycogène synthaseGlycogène synthase

5151

Glycogénogénèse (schéma général)Glycogénogénèse (schéma général)

5252

Activation de la glycogène synthaseActivation de la glycogène synthase

�� L'insuline agit principalement en activant les protéines L'insuline agit principalement en activant les protéines phosphatases qui déphosphorylent les enzymes de la phosphatases qui déphosphorylent les enzymes de la glycogénogénèse. glycogénogénèse.

�� La glycogène synthase active est déphosphorylée. La glycogène synthase active est déphosphorylée.

�� La phosphorylation par la glycogène synthase kinase la rend La phosphorylation par la glycogène synthase kinase la rend dépendante du taux du glucose dépendante du taux du glucose 66--phosphatephosphate

�� La glycogène synthase kinase elle même est rendue active La glycogène synthase kinase elle même est rendue active

5353

�� La glycogène synthase kinase elle même est rendue active La glycogène synthase kinase elle même est rendue active par une phosphorylation dépendant de l'AMPc. par une phosphorylation dépendant de l'AMPc.

�� L'insuline active la phosphatase qui déphosphoryle la L'insuline active la phosphatase qui déphosphoryle la glycogène synthase kinase et donc l'empêche d'inhiber la glycogène synthase kinase et donc l'empêche d'inhiber la glycogène synthase. glycogène synthase.

�� D'autres glycogène synthase kinases sont inhibées par D'autres glycogène synthase kinases sont inhibées par l'insuline par d'autres voies de transduction, aboutissant à de l'insuline par d'autres voies de transduction, aboutissant à de multiples déphosphorylations qui activent plus ou moins multiples déphosphorylations qui activent plus ou moins efficacement la glycogène synthase.efficacement la glycogène synthase.

Activation de la glycogène synthaseActivation de la glycogène synthase

5454

Inhibition de la glycogène synthaseInhibition de la glycogène synthase

5555


Mécanismes hypoglycémiantsMécanismes hypoglycémiants : :

LipogénèseLipogénèse

5656

�� Lors de la digestion, des acides gras ou du glucose en excès sont captés Lors de la digestion, des acides gras ou du glucose en excès sont captés par le foie ou le tissu adipeux pour être mis en réserve sous forme de par le foie ou le tissu adipeux pour être mis en réserve sous forme de graisse dans les adipocytes. graisse dans les adipocytes.

�� La transformation des acides gras en triglycérides, et la synthèse des La transformation des acides gras en triglycérides, et la synthèse des acides gras à partir des glucides sont les fonctions des voies métaboliques acides gras à partir des glucides sont les fonctions des voies métaboliques de la lipogénèse. de la lipogénèse.

�� Le coenzyme NADPH est indispensable à la synthèse des acides gras. Les Le coenzyme NADPH est indispensable à la synthèse des acides gras. Les voies métaboliques conduisent les substrats de carrefour en carrefour voies métaboliques conduisent les substrats de carrefour en carrefour métabolique. métabolique.


Mécanismes hypoglycémiantsMécanismes hypoglycémiants ::

La glycolyseLa glycolyse

�� Le glucose plasmatique est un nutriment pour toutes les cellules. Le glucose plasmatique est un nutriment pour toutes les cellules.

Son oxydation en bicarbonate ou en lactate, dont l'énergie permet la production de l'ATP, est Son oxydation en bicarbonate ou en lactate, dont l'énergie permet la production de l'ATP, est

5757

�� Son oxydation en bicarbonate ou en lactate, dont l'énergie permet la production de l'ATP, est Son oxydation en bicarbonate ou en lactate, dont l'énergie permet la production de l'ATP, est un ensemble de voies métaboliquesun ensemble de voies métaboliques : la glycolyse. : la glycolyse.

�� Le substrat passe par des carrefours métaboliquesLe substrat passe par des carrefours métaboliques : glucose : glucose 66--phosphate, pyruvate, phosphate, pyruvate, coenzymes transporteurs d'Hydrogène. coenzymes transporteurs d'Hydrogène.

�� On distingue entre ces carrefours les voies métaboliques suivantesOn distingue entre ces carrefours les voies métaboliques suivantes : :

�� Glycolyse cytoplasmiqueGlycolyse cytoplasmique, du glucose, du glucose--66--phosphate au pyruvatephosphate au pyruvate ; ;

�� Cycle de KREBSCycle de KREBS, de l'acétate au bicarbonate, de l'acétate au bicarbonate ; ;

�� Chaîne respiratoire mitochondrialeChaîne respiratoire mitochondriale, des coenzymes transporteurs d'Hydrogène à l'eau , des coenzymes transporteurs d'Hydrogène à l'eau et de l'ADP à l'ATPet de l'ADP à l'ATP ; ;

�� GlycogénolyseGlycogénolyse, du glycogène au glucose , du glycogène au glucose 66--phosphate.phosphate.

�� Le glucose substrat de la glycolyse provient aussi de Le glucose substrat de la glycolyse provient aussi de

�� l'l'interconversion des osesinterconversion des oses (galactose, mannose), (galactose, mannose),

�� la la digestiondigestion des polyosides alimentairesdes polyosides alimentaires..

La glycolyse anaérobieLa glycolyse anaérobie

Lactate déshydrogénaseLactate déshydrogénase

7070

Métabolisme du pyruvateMétabolisme du pyruvate

Entrée dans la mithocondrieEntrée dans la mithocondrie

7272


Le pyrophosphate de thiamine = TPPLe pyrophosphate de thiamine = TPP

�� Pour expliquer le fonctionnement de l'enzyme qui va Pour expliquer le fonctionnement de l'enzyme qui va utiliser ce pyruvate, il nous faut décrire plusieurs utiliser ce pyruvate, il nous faut décrire plusieurs coenzymes que nous rencontrons pour la première fois.coenzymes que nous rencontrons pour la première fois.

�� Le pyrophosphate de thiamine (ou Thiamine Le pyrophosphate de thiamine (ou Thiamine pyrophosphate, en abrégé TPP) est le premier de ces pyrophosphate, en abrégé TPP) est le premier de ces coenzymes.coenzymes.

7373

coenzymes.coenzymes.

�� Le deuxième phosphate est lié par une liaison covalente Le deuxième phosphate est lié par une liaison covalente avec l'enzyme. La thiamine pyrophosphate est donc un avec l'enzyme. La thiamine pyrophosphate est donc un coenzyme lié. coenzyme lié.

�� L'ensemble de la pyrimidine et du noyau thiazole L'ensemble de la pyrimidine et du noyau thiazole constitue la thiamine, ou vitamine Bconstitue la thiamine, ou vitamine B11. Le besoin . Le besoin quotidien de vitamine Bquotidien de vitamine B1 1 est deest de 1 1 à à 22 mg/jour. mg/jour.


Aldéhyde + thiazoleAldéhyde + thiazole

7575

�� Le pyrophosphate de thiamine est le coenzyme transporteur Le pyrophosphate de thiamine est le coenzyme transporteur d'aldéhydes, à l'exception du formaldéhyde. d'aldéhydes, à l'exception du formaldéhyde.

�� Grâce à son Hydrogène labile la thiamine peut s'additionner sur la Grâce à son Hydrogène labile la thiamine peut s'additionner sur la double liaison de la fonction aldéhyde. double liaison de la fonction aldéhyde.


Le lipoamideLe lipoamide

7676

�� L'acide lipoïque est un coenzyme qui a la structure d'un acide gras à L'acide lipoïque est un coenzyme qui a la structure d'un acide gras à 88 Carbones. Carbones.

�� Un noyau est formé par les trois derniers Carbones et deux atomes de Un noyau est formé par les trois derniers Carbones et deux atomes de Soufre liés par une liaison covalente. Soufre liés par une liaison covalente.

�� La fonction acide du CarboneLa fonction acide du Carbone 1 1 est liée par une liaison amide à une lysine est liée par une liaison amide à une lysine de l'enzymede l'enzyme : le lipoamide est donc un coenzyme lié. : le lipoamide est donc un coenzyme lié.


Dihydrolipoamide / lipoamideDihydrolipoamide / lipoamide

7777

�� Le lipoamide est un coenzyme transporteur d'Hydrogène. En réduisant la Le lipoamide est un coenzyme transporteur d'Hydrogène. En réduisant la

liaison qui unit les deux atomes de Soufre on fixe deux atomes d'Hydrogène. liaison qui unit les deux atomes de Soufre on fixe deux atomes d'Hydrogène.

La forme réduite est appelée dihydrolipoamide. La forme réduite est appelée dihydrolipoamide.


Le coenzyme ALe coenzyme A

7878

�� Le coenzyme A est un cofacteur très important dont la structure s'apparente à celle des Le coenzyme A est un cofacteur très important dont la structure s'apparente à celle des coenzymes nucléotidiques de la chaîne respiratoire. coenzymes nucléotidiques de la chaîne respiratoire.

�� On y trouve d'abord la structure de l'AMPOn y trouve d'abord la structure de l'AMP : adénine, ribose et acide phosphorique. Une : adénine, ribose et acide phosphorique. Une deuxième molécule d'acide phosphorique estérifie le Carbonedeuxième molécule d'acide phosphorique estérifie le Carbone 3 3 du ribose. du ribose.

�� L'acide pantoïque est amidifié par la ßL'acide pantoïque est amidifié par la ß--alanine. Ils forment ensemble l'acide alanine. Ils forment ensemble l'acide pantothénique ou vitamine Bpantothénique ou vitamine B55..


AcylAcyl--coenzyme Acoenzyme A

7979

�� La partie active du coenzyme A est la fonction thiol de la cystéamine La partie active du coenzyme A est la fonction thiol de la cystéamine terminale. C'est pour cela qu'on écrit CoAterminale. C'est pour cela qu'on écrit CoA--SH pour indiquer la forme SH pour indiquer la forme libre du coenzyme. libre du coenzyme.

�� Le coenzyme A est un transporteur de radicaux acides. Le coenzyme A est un transporteur de radicaux acides.

�� La plupart des acides carboxyliques du métabolisme ont une forme La plupart des acides carboxyliques du métabolisme ont une forme activée liée au coenzyme A. On les appelle acylactivée liée au coenzyme A. On les appelle acyl--coenzyme A. Par coenzyme A. Par exemple l'acide acétique est activé en acétylexemple l'acide acétique est activé en acétyl--coenzyme A.coenzyme A.


Pyruvate déshydrogénase (bilan)Pyruvate déshydrogénase (bilan)

8383

�� Cycle de Krebs (schéma général)Cycle de Krebs (schéma général)

8585

�� Le cycle de KREBS est une voie métabolique de la mitochondrie, qui Le cycle de KREBS est une voie métabolique de la mitochondrie, qui oxyde l'acide acétique de l'acétyloxyde l'acide acétique de l'acétyl--CoA en bicarbonate, en présence de CoA en bicarbonate, en présence de coenzymes qui transportent les Hydrogènes vers la chaîne respiratoire coenzymes qui transportent les Hydrogènes vers la chaîne respiratoire mitochondriale. mitochondriale.

Sources d'énergie du muscleSources d'énergie du muscle

8686

Le cycle de Krebs

8787

Le cycle de KrebsLe cycle de Krebs

Nucléoside diphosphate kinaseNucléoside diphosphate kinase

9494

�� La nucléoside diphosphate kinase est une enzyme présente dans toutes les La nucléoside diphosphate kinase est une enzyme présente dans toutes les cellules. cellules.

�� Elle catalyse le transfert du troisième phosphate et de sa liaison riche en Elle catalyse le transfert du troisième phosphate et de sa liaison riche en énergie d'un nucléoside triphosphate vers un nucléoside diphosphate. énergie d'un nucléoside triphosphate vers un nucléoside diphosphate.

�� Elle permet ainsi l'échange d'énergie entre l'ATP et les autres coenzymes Elle permet ainsi l'échange d'énergie entre l'ATP et les autres coenzymes transporteurs d'énergietransporteurs d'énergie : GTP principalement, mais aussi UTP et CTP.: GTP principalement, mais aussi UTP et CTP.


Chaîne respiratoire mitochondriale (NADH) (bilan)Chaîne respiratoire mitochondriale (NADH) (bilan)

�� La chaîne respiratoire mitochondriale La chaîne respiratoire mitochondriale réoxyderéoxyde les les

coenzymes transporteurs d'Hydrogène et cette coenzymes transporteurs d'Hydrogène et cette

oxydation est couplée avec la phosphorylation de l'ATP. oxydation est couplée avec la phosphorylation de l'ATP.

9898

�� Ainsi la Ainsi la réoxydationréoxydation d'un NADH produit par les d'un NADH produit par les

déshydrogènasesdéshydrogènases du cycle de KREBS, consomme du cycle de KREBS, consomme

11//22 mol d'Oxygène et produit mol d'Oxygène et produit 33 liaisons riches en liaisons riches en

énergie dans l'ATP et énergie dans l'ATP et 125125 kJ de chaleur. kJ de chaleur.

100100

101101

102102

103103


Bilan de la glycolyse aérobie (glycogène)Bilan de la glycolyse aérobie (glycogène)

�� Dans le cas où la glycolyse se fait à partir d'un glucose Dans le cas où la glycolyse se fait à partir d'un glucose détaché du glycogène, le bilan se calcule en faisant la détaché du glycogène, le bilan se calcule en faisant la somme des bilans de la glycogénolyse, de la glycolyse somme des bilans de la glycogénolyse, de la glycolyse cytoplasmique, de la pyruvate déshydrogénase, du cycle cytoplasmique, de la pyruvate déshydrogénase, du cycle de KREBS et de la chaîne respiratoire mitochondriale. de KREBS et de la chaîne respiratoire mitochondriale.

�� L'oxydation de ce glucose produit L'oxydation de ce glucose produit 3939 liaisons riches en liaisons riches en

104104

�� L'oxydation de ce glucose produit L'oxydation de ce glucose produit 3939 liaisons riches en liaisons riches en énergie au lieu de énergie au lieu de 3838, soit un rendement en ATP à peine , soit un rendement en ATP à peine plus élevé que celui du glucose libre. plus élevé que celui du glucose libre.

�� Dans ce bilan, l'énergie de l'oxydation du glucose Dans ce bilan, l'énergie de l'oxydation du glucose apparaît sous forme d'ATP, mais aussi de chaleur. Le apparaît sous forme d'ATP, mais aussi de chaleur. Le calcul est fait dans des conditions standard, mais les calcul est fait dans des conditions standard, mais les concentrations réelles des substrats demandent plus concentrations réelles des substrats demandent plus d'énergie pour permettre la synthèse des liaisons riches d'énergie pour permettre la synthèse des liaisons riches en énergie de l'ATP et libèrent donc moins de chaleur.en énergie de l'ATP et libèrent donc moins de chaleur.

Voie des pentosesVoie des pentoses--phosphates (schéma général)phosphates (schéma général)

105105

106106

�� La voie des pentoses phosphates, dite aussi «La voie des pentoses phosphates, dite aussi « shuntshunt » des pentoses, est une » des pentoses, est une voie métabolique du cytoplasme partiellement réversible, entre deux voie métabolique du cytoplasme partiellement réversible, entre deux carrefours métaboliques de la glycolyse cytoplasmiquecarrefours métaboliques de la glycolyse cytoplasmique : le glucose: le glucose--66--phosphate et le fructosephosphate et le fructose--66--phosphate. phosphate.

�� Elle peut fonctionner pourElle peut fonctionner pour : : �� oxyder du glucose en bicarbonate pour réduire le NADP+ en NADPH oxyder du glucose en bicarbonate pour réduire le NADP+ en NADPH

�� convertir le fructose en pentoses (ribose, ribulose, xylulose) pour la synthèse des convertir le fructose en pentoses (ribose, ribulose, xylulose) pour la synthèse des acides nucléiques, par exemple acides nucléiques, par exemple

�� (chez les végétaux ses enzymes participent à la photosynthèse).(chez les végétaux ses enzymes participent à la photosynthèse).

107107

108108

109109

110110

111111

112112

113113

114114

11ère annee de medecine 2012...biosynthèse des corps cétoniques. biosynthèse des acides gras,...

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