COURS DE BIOCHIMIE METABOLIQUE

~ 1 ~
Notes de Cours de Biochimie Métabolique par CT. Daniel MADEMOGO Page
1
Introduction
Le métabolisme est l’ensemble des transformations
chimiques et physico-chimique subies par les constituants des
organismes vivants :
Parmi toutes ces réactions, on désigne souvent par
métabolisme intermédiaire l’ensemble des phénomènes de
dégradation (catabolisme) et de synthèse (anabolisme) qui
concourent au cycle continu des échanges entre la cellule et les
apports de l’assimilation post-digestive…fournissant au passage des
substances qui vont constituer le point de départ des métabolismes
secondaires.
Le métabolisme est donc le processus global qui assure
aux organismes vivants l’apport et l’utilisation de l’énergie libre dont
ils ont besoin pour assurer leurs fonctions variées
L’énergie est utilisée notamment dans :
- L’accomplissement du travail mécanique tel que la contraction
d’un muscle.
- Le transport actif des molécules, par exemple d’un espace
intracellulaire à un autre ou d’un espace extracellulaire à
l’intracellulaire vice-versa.
- La biosynthèse de molécules complexes.
L’énergie utilisée est acquise :
- Les êtres phototrophes (les plantes et certaines bactéries)
acquièrent l’énergie libre depuis le soleil grâce à la
photosynthèse, processus dans lequel l’énergie lumineuse
Chapitre premier : Métabolisme

~ 2 ~
Notes de Cours de Biochimie Métabolique par CT. Daniel MADEMOGO Page
2
permet la condensation de CO2 avec l’eau pour donner les
glucides qui est une réaction endermique.
- Les êtres chimiotrophes acquirent leur énergie libre en oxydant
des composés organiques (glucide, lipide, protéine) provenant
d’autres organismes phototrophes ou dépendants des
phototrophes.
Le métabolisme réalise deux processus globaux :
L’anabolisme qui exige une disponibilité d’énergie libre et
qui assure la biosynthèse aboutissant à l’élaboration de molécules
complexes à partir des molécules simples et catabolisme qui est la
dégradation souvent oxydative des molécules complexes aux
molécules simples.
L’énergie libre libérée au cours des processus
cataboliques est utilisée pour la synthèse de l’ATP à partir de l’ADP et
de phosphate, ou pour la réduction des coenzymes NADP+ en NADPH
et NAD+ en NADH. L’ATP et la NADPH sont les sources principales
d’énergie libre.
Les séries de réaction métabolique successive aboutissant à des
produits spécifique sont appelés (voies métaboliques). Chez les
eucaryotes, les voies métaboliques se déroulent essentiellement
dans les sites intracellulaires spécifiques et chaque réaction dans ces
voies métaboliques est catalysée par un enzyme propre, dont plus de
2000 sont aujourd’hui connus.
La catabolisation des différents composés peut produire
d’autres composés, dites intermédiaires, par ce que pouvant
constituer les précurseurs d’autres composés à former. Mais la
catabolisation d’un composé, le transforme en CO2 et eau est
complète. Cette catabolisation complète, qui est enfin un processus

~ 3 ~
Notes de Cours de Biochimie Métabolique par CT. Daniel MADEMOGO Page
3
oxydatif est obtenu par le cycle de l’acide citrique ou cycle
tricarboxylique de Krebs et par la chaine respiratoire.
1.1. Cycle tricarboxylique de Krebs
Le cycle de l’acide citrique proposé par HAMS Krebs en
1937 est un carrefour du métabolisme constitué par une suite de
réaction qui oxyde l’acétyle COA, produit terminal du catabolisme de
glucides, de lipides et des aminoacides, en deux molécules de CO2 ; en
même temps qu’il ya production d’énergie et d’intermédiaire
précurseur d’autres métabolismes.
Il est utile de bien comprendre que le cycle tricarboxylique
est commun à tous les trois catabolismes : glucidique ; lipidique et
des acides aminés. Ainsi chaque fois qu’une molécule d’acétyl-COA
provenant de l’un ou de l’autre de ce métabolisme entre dans le cycle
de Krebs, on peut comptabiliser l’énergie produite dans le bilan
énergétique dudit métabolisme.
Il est à noter que le cycle de Krebs fonctionne dans les
mitochondries et que l’ensemble des enzymes participant dans ces
réactions s’appellecyclophorase.

~ 4 ~
Notes de Cours de Biochimie Métabolique par CT. Daniel MADEMOGO Page
4
Schéma du cycle de Krebs :
Il convient également d’observer que le composé
intermédiaire qui se forme au long du cycle, sont des composés qu’on
rencontrera comme produit de la catabolisation d’un certain nombre
de substances. C’est-à-dire dans le cycle de Krebs il ya synthèse et
dégradation d’où une réaction amphibolique. Ceci sous-entend que
ces catabolites peuvent intégrer le cycle de Krebs à divers niveaux de
son déroulement. C’est le cas de produit de désamination des acides
aminés.
De même, des intermédiaires du cycle de Krebs peuvent ne
pas poursuivre le déroulement du cycle et servir de précurseur à
d’autres métabolismes.

~ 5 ~
Notes de Cours de Biochimie Métabolique par CT. Daniel MADEMOGO Page
5
Le bilan énergétique du cycle Krebs peut s’établir comme
suite : chaque fois d’une molécule d’acétyle COA entre dans le cycle et
qu’elle est totalement consumée en CO2, il ya :
- Trois oxydations par des enzymes à NAD+ ou NADP+, qui par le
système transporteur d’électrons fourniront trois ATP chacune,
soit un total de 9 ATP .
- Une oxydation par FAD qui par le système transporteur
d’électrons fournira 2 ATP
- La scission du succinyl-COA produit 1 ATP le total pour un tour
complet de cycle est donc 9 ATP + 2 ATP + 1 ATP égale 12 ATP.
Bilan.
1. Acétyl COA + 3 NAD+ + FAD + (ADP + PI) + H2O 2CO2 + (3 NADH
+ H+) + FADH2 + ATP
1.2. La chaine respiratoire : la phosphorylation
oxydative.
ENGELHARDT avait été le premier a énoncé l’hypothèse
que la respiration aérobie était coupé à la phosphorylation oxydative.
Cette phosphorylation est un mécanisme de récupération de
l’énergie.
Les cellules bactériennes chimiotrophes et les cellules
eucaryotes peuvent synthétiser l’ATP à partir d’ADP et de Pi par
phosphorylation oxydative. Ce processus est ainsi dénommé qu’il
couple la phosphorylation de l’ADP par une ATP synthétase et
l’oxydation d’un substrat, le NADH ou le FADH2, réalisée au niveau
d’une chaine respiratoire ; le couplage est effectuée par
l’intermédiaire d’un flux de protons.