Métabolisme des acides aminés - Serveur UNT-ORI
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Métabolisme des acides aminés Plan du cours Origine des amino-acides : Alimentation Transamination Conversion Catabolisme des amino-acides : réactions générales Décarboxylation Désamination, Transamination Cycle de l'urée, Ammoniogenèse AAs cétogènes et glucoformateurs Transformations des amino-acides en produits spécialisés : Neuromédiateurs et autres amines biogènes Bases puriques et pyrimidiques, hème (métabolismes vus ultérieurement) Glutathion Synthèse de la créatine Métabolisme et dérivés particuliers de certains AAs : Glycine Arginine Met et Cys Phe et Tyr Alimentation 50-100 g Secrétion 50g Protéines : env 10 kg (principalement muscles) Protéolyse Synthèse 300-400 g protéique Intestin Absorption (jusqu’à 150g) AAs libres 100 g Sang 10 g Catabolisme Acides Urée cétoniques (20-35 g) Glucose Corps cétoniques, lipides Biosynthèse des AAs Transamination Conversion réversible : Glycine ↔ Sérine non réversibles : Méthionine -> Cystéine par transsulfuration d’homocystéine Phénylalanine -> Tyrosine par hydroxylation Aspartate -> Alanine par décarboxylation Glutamate -> Proline par cyclisation Autres : Arginine : produite au cours du cycle de l’urée Décarboxylation Catabolisme des amino-acides COOH R-CH NH2 Transamination Désamination MÉTABOLISME DE LA CHAINE CARBONÉE : AA Glucoformateurs AA Cétogènes Ammoniogenèse Glutaminogenèse Cycle de l’urée Décarboxylation des AAs Réaction irréversible R-CH (NH2) - COOH → Amino-acide O OH O - CO2 O N OH GABA NH2 (Ac γ- aminobutyrique) Glutamate - CO2 O OH NH2 R- CH2- NH2 + CO2 Amine O N OH NH2 N Histidine - CO 2 N NH2 Histamine OH OH N NH 2 Tryptophane Oxydase 5-OHTryptophane N Sérotonine (5-OH-Tryptamine) NH 2 AA AMINE FONCTION Trp Sérotonine Neuromédiateur Glu γ-amino butyrate Neuromédiateur His Histamine Neuromédiateur, médiateur immunitaire Dopamine, Noradrénaline, Neuromédiateurs, Adrénaline hormone Asp ß-alanine Composant du coenzyme A Cys Cystéamine Composant du coenzyme A Ser Ethanolamine Composant des phospholipides Thr Amino-propanol Composant de la vitamine B12 Tyr Désamination oxydative R-CH - NH FAD R-C=NH COOH COOH + H2O R-C=O + COOH 2 H+ Ac Glutamique + NH3 + ATP → Glutamine + ADP + Pi NH3 La transamination AA + ac α-cétoglutarique <--------> α-cétoacide + Ac Glutamique Apoenzyme Amino-acide + R-CH -NH 2 2- O3 POH 2C NH - (CH2)4 - Lys CH COOH N H + α-cétoacide COOH Ac α-céto glutarique (CH2)2-C =O 2- O3 POH 2C CH N H + COOH COOH Ac glutamique COOH NH2 - (CH2)4 - Lys O- Phosphate de pyridoxamine CH3 + NH - (CH ) - Lys 24 2- O3 POH 2C (CH 2)2-C H -NH2 CH3 NH2 R-C=O COOH Phosphate de pyridoxal O- CH N H + OCH3 NH3 α-céto glutarate Acide aminé Transaminase Acide α-cétonique NADH, H+ L-glutamate deshydrogénase Ac glutamique NAD+ H2O Réoxydation (chaines transport d’e-) Le cycle de l'urée Mitochondrie Désamination NH3 intestinal H2N-CH-COOH Ornithine (CH2 ) 3 NH2 NH3 + CO 2 + 2 ATP + H 2O Carbamyl-phosphate synthétase Carbamyl phosphate H2 N-COO- P OCT (ornithinecarbamyl transférase) Pi H2N-CH-COOH (CH2)3 NH Arginosuccinate C NH2 H2N-CH-COOH Citrulline O (CH2)3 NH Arginosuccinate synthétase C NH NH-CH-COOH CH2 COOH ATP -> AMP + PP Citrulline + Aspartate Cycle de l'urée (suite) H2N-CH-COOH H2N-CH-COOH (CH2) 3 (CH2) 3 NH Arginosuccinase C NH NH-CH-COOH CH2 NH C NH Ac fumarique NH2 Arginine COOH Arginosuccinate Arginase H2N-CH-COOH (CH2) 3 O NH2 C Ornithine Urée NH2 Urée NH2 Ammoniogenèse O O O HO NH 2 O OH OH NH 2 NH 2 Ac Glutamique Glutamine Tubule rénal NH3 H+ + NH3 NH4+ Urine Elimination du groupement aminé : bilan Catabolisme de la chaine carbonée R-CH - NH2 COOH Désamination -1 ATP Glutamine Glutaminase AMMONIOGENESE (rein) Urine Transamination Ac glutamique Glutamate Déshydrogénase UREOGENESE (foie) - 3 ATP Sang puis urine AAs cétogènes et AAs glucoformateurs AAs à 2 OU 3C ALA CYS GLY SER TRP AAs à 5C LEU LYS ARG HIS PRO GLN THR Acétoacétate Pyruvate GLU Isocitrate AAs à 4C α-cétoglutarate MET VAL Citrate Succinyl-CoA Oxaloacétate Malate ASP ASN AAs à 4C Succinate Fumarate PHE TYR ILE Acétyl CoA Dérivés biologiquement actifs des AAs Aspartate Fumarate Bases puriques Glycine, Glutamine, Aspartate NH3 N Gln N Glu HCO3- Gln N NH3 Glu NH3 Aspartate N N N Bases pyrimidiques Glutamine et Aspartate Glycine Le glutathion Synthèse du glutathion : Glu + Cys + Gly + 2 ATP ---> Glutathion + 2 (ADP+Pi): γ COOH CO NH CH NH CH2 CH2 CO CH2 CH2 SH CH COOH Cystéine + ATP Glutamate NH2 ADP + Pi γ-glutamylcystéine synthétase γ-Glu Thiol Cys Glycine + ATP ADP + Pi Glutathion synthétase γ-Glu Cys Glutathion Réactions impliquant la fonction thiol : Détoxification des peroxydes par le glutathion : 2 GSH + R O OH GSSG + H2O + ROH Glutathion-peroxydase Sélénium Régénération du glutathion réduit par la glutathion-réductase : GSSG + NADPH, H+ ---> 2 GSH + NADP+ Glutathion-réductase Conjugaison du glutathion aux xénobiotiques électrophiles : GSH + R -----> G-S-R Gly Glutathion-transférase Catabolisme hépatique de l’insuline (réduction des ponts S-S) Le glutathion Réactions impliquant le résidu γ-glutamyl : Cys-Glu AA GSH γ-Glu-AA Gamma-glutamyl-transférase γ-Glu-AA GSH Glu La créatine HN = C- NH - (CH2)3- CH - COOH NH2 NH2 NH2 - CH2 - COOH Transamidination HN = C - NH2 - CH2 - COOH NH2 Ac guanidino-acétique NH2 - (CH2)3- CH - COOH NH2 Ornithine S-adénosyl méthionine Méthylation S-adénosyl homocystéine CH3 HN = C - N - CH2 - COOH NH2 Créatine CH3 CH3 ADP HN = C -N - CH2 - COOH ATP HN = C -N - CH2 - COOH NH2 Créatine - H2O Créatine kinase CH3 HN = C - N - CH2 NH CO NH - P Créatine-phosphate - PO4 - H2O Créatinine Arginine : synthèse de NO Cycle des méthyle activés Tétrahydro folate (THF) N5,N10 méthylène THF Méthylène Tétrahydrofolate Réductase (MTHFR) Méthionine Synthase Vit B12 N5 méthyl THF Acide folique Méthionine Glycine S-Adénosylméthionine Bétaïne Homocystéine méthyltransférase Bétaïne S-Adénosylhomocystéine Homocystéine Métabolisme de Phe et Tyr (BH4) Fe++ Hormones thyroïdiennes Tyr DOPA 4-hydroxyphenyl pyruvase Dopamine Alcaptone Dopaquinone Noradrénaline Mélanines Métabolites Adrénaline Synthèse des catécholamines COMT MAO Hormones thyroïdiennes Phe Phenylcétonurie Tyrosinémie Type II Tyr DOPA 4-hydroxyphenyl pyruvase Tyrosinémie Type III Alcaptone Dopaquinone Alcaptonurie Maléyl acétoacétate Mélanines Albinismes Métabolisme des porphyrines 1) Synthèse des porphyrines : hème 2) Dégradation et métabolisme de la bilirubine Protoporphyrine Hème Catabolisme de l'hème Bilirubine conjuguée Synthèse des purines : schéma général Ribose-5-P 1) Synthèse du Phosphoribosyl pyrophosphate (PRPP) 2) Assemblage du noyau purine sur le ribose phosphate (IMP) Synthèse de l'adénylate Synthèse du guanylate (AMP) (GMP) O O O P O CH2 O H O H H OH H OH OH ATP AMP O P O CH2 O O H H H OH OH O H PRPP synthﾎtase PRPP synthétase O O P O P O O OH PRPP Ribose-5-P 6 1 2 N C C N 3 5 7 C N C C8 4 N 9 Glycine ATP O H C ADP + Pi NH CH 2 C O THF + N H3 N10-formyl CH 2 C O THF NH NH R ib o s e -P R ib o s e -P Formylglycinamide ribonucléotide Glycinamide ribonucléotide Gln ATP ADP + Pi Glu H O C HC H2O N CH NH C CH HN C 2 ATP NH R ib o s e -P Formylglycinamidine ribonucléotide ADP + Pi H N 2 N R ib o s e -P 5-Aminoimidazole ribonucléotide O Aspartate C O N C NH CH C + HOOC CH 2 HOOC 2 CH COOH ATP N H N 2 O ADP + Pi C CH HN 2 CH HOOC HN 2 N C CH C N Ribose-P 5-Aminoimidazole 4-N-succinocarboxamide Ribonucléotide R ib o s e -P 5-Aminoimidazole 4-carboxylate ribonucléotide O O H2O C HN C H N 2 C N N C N Inositate (IMP) CH C N H N 2 N COOH 5-Aminoimidazole 4-carboxamide Ribonucléotide R ibose-P CH + CH CH HC COOH C Ribose-P Fumarate Régulation Synthèse de l’IMP : bilan Ribose-5-P + 2 Gln + 1 Gly + 1 Asp + 2 N10 formyl THF + 5 ATP Ribose 5-P IMP + 2 Glu + 1 fumarate + 2 THF + 5 ADP ADP GDP PRPP AMP GMP IMP Phosphoribosylamine Antifolates IMP Synthèse de l'AMP Synthèse du GMP Synthèse du GMP Dégradation des purines : formation d'ac urique ; la goutte OH C N N N N Allopurinol Allantoïne Métabolisme des bases pyrimidiques 4 3 Carbamoyl phosphate 2 N C C C 5 Aspartate C6 N 1 O O C NH2 P O O + HOOC COOH Aspartate N-Carbamoylaspartate O O O + NH2 CH2 C COOH N H HN O H C HNN H C O PRPP PPi O Orotate O O O CC CC Orotate phosphoribosyl transfﾎrase OH OH OH OH O C CH C UTP Glutamine + ATP + H2O CH N Ribose triphosphate NH2 Glutamate + ADP + Pi + 2H+ C N O CH C CTP CH N Ribose triphosphate C CH CH HN OO CC CC NN O PO O CH CH22 O O O O HH H H HH H H C N H O OO C O H Dihydro-orotate O CH COOH C N H N-Carbamoylaspartate HN CH2 C Dihydroorotase C O C H2O H C O H2N Aspartate transcarbamoylase COOH Carbamoyl Phosphate HN H N C COOH H CH2 C CH2 CH O H2N O Pi OO Orotidylate Orotidylate + H O CO2 Orotidylate dﾎcarboxylase O C O P O CH2 O CH CH N O H H OH OH H H Uridylate (UMP)
