Partie 3: cycle de l`azote et métabolisme des composés azotés Plan

Partie 3: cycle de l'azote et métabolisme des composés azotés
Plan:
I) Métabolisme des acides aminés, des protéines et des dérivés des acides aminés
II) Métabolisme de l'hème
III) Métabolisme des nucléotides puriques et pyrimidiques et des acides nucléiques
Problèmes du métabolisme des composés azotés
- Les sources d'azote métabolisable par les organismes vivants sont limités.
- Les composés de dégradation des composés contenant de l'azote sont souvent toxiques.
Sources d'azote métabolisable limitées:
La source ultime d'azote dans les systèmes biologiques est l'azote atmosphérique (78% des gaz
atmosphériques).
Seules quelques bactéries diazotrophes peuvent convertir N2 atmosphérique en ammoniaque.
Bactéries: Azobacter, Klebsiella, Cyanobactéries, Rhizobium.
Rhizobium forme des nodules au niveau des racines de légumineuses: pois, haricot, alfalfa (luzerne).
Le cycle de l'azote et l'assimilation de N:
Cf poly diapo 6
Les animaux ne peuvent fixer N2 et ne peuvent synthétiser tous les acides aminés.
↓
Importance de la consommation de protéines.
Acides aminés essentiels (indispensables) et acides aminés non essentiels:
Cf poly diapo 7
Il y a 10 acides aminés essentiels.
Tous les aliments n'ont pas la même teneur en protéines.
- Muscle: 18 – 28 %.
- Végétaux: 1 – 6 %.
Les qualités nutritionnelles des protéines ne sont pas équivalentes:

Efficacité avec laquelle la protéine satisfait les besoins en N et en acides aminés d'un organisme
donné. - Viandes, oeufs: 1ère classe.
- Végétaux: 2ème classe.
Indices pour la qualité:
La valeur biologique des protéines = (N utilisé pour la formation des tissus/N absorbé des
aliments) x 100
Renouvellement protéique journalier:
Cf poly diapo 8
Bilan azoté:
Equation du bilan azoté: bilan = apport de N – (N urinaire + N fécal + autres pertes azotées)
Bilan normal chez le sujet adulte sain est nul.
Dans certaines conditions, le bilan azoté peut être:
- Positif (croissance, grossesse, allaitement, convalescence).
- Négatif (stress métabolique, consommation insuffisante de protéines, déficit alimentaire en
acides aminés essentiels).
Lors de pathologies simples, perte de 200 à 300 mg d'azote / kg / jour.
1 g d'azote = 30 g de masse maigre.
Métabolisme des protéines et des acides aminés
Vue générale du métabolisme:
Cf poly diapo 10
Métabolisme protéique:
Catabolisme:
- Le catabolisme des protéines.
- Le catabolisme des acides aminés.
Anabolisme:
- La synthèse des acides aminés non essentiels.
* Synthèse protéique (cf cours 2A)
I) Le catabolisme des protéines et des acides aminés

A) Catabolisme des protéines
1) Digestion des protéines alimentaires
Les enzymes protéolytiques:
Cf poly diapo 11
Activation des zymogènes dans le tractus digstif:
L'inhibiteur de trypsine:
• Dans le pancréas, présence d'un inhibiteur de trypsine:
Structure aux R.X. du complexe trypsine/inhibiteur.
Kd: 10-13 M
• Activation des zymogènes dans le pancréas (obstruction du canal)
→ pancréatite (cancer)
Digestion et absorption des protéines:
Cf poly diapo 12
2) Dégradation intracellulaire des protéines
Dans la cellules vivante, synthèse de dégradation continuelle de protéines.
3 fonctions majeures:

- Régulation des métabolismes cellulaires par élimination d'enzymes superflues ou de
protéines régulatrices.
- Elimination des protéines anormales.
- Stockage de nutriments sous forme de protéines: muscle.
Dégradation intracellulaire des protéines:
- Dégradation par les lysosomes.
- Dégradation par le protéasome.
- Protéases intracellulaires: calpaïnes.
a) Dégradation au niveau des lysosomes
Les lysosomes contiennent environ 50 enzymes hydrolytiques avec une variété de protéases
(cathepsines, PSAP (pepstatin sensitive aspartic protease)).
• Dégradation sélective de protéines lors de diètes: protéines avec motif KFERQ.
Augmentation physiologique de l'activité des lysosomes: régression de l'utérus en 9 jours (passage
de 2 kg à 50 g).
Augmentation non physiologique de l'activité des lysosomes: maladie inflammatoire chronique:
arthrite rhumatoïde.
b) Dégradation par le protéasome
• Fixation de l'ubiquitine (76 acides aminés) à la protéine à dégrader:
Cf poly diapo 14
• Dégradation des protéines ubiquitinylées par le protéasome:
Coupe du protéasome selon l'axe du cylindre.
Cf poly diapo 15
B) Le catabolisme des acides aminés
1) Elimination de N des acides aminés
a) Désamination par transamination
Généralement la désamination se fait via une réaction de transamination.
Cf poly diapo 16 i. Mécanisme de la transamination

Le pyridoxal phosphate (PLP) comme coenzyme des transaminases.
Cf poly diapo 2
L'enzyme est liée au PLP via une base de Schiff:
Cf poly diapos 17 & 18
Mécanisme de la transamination (résumé):
Cf structure α-cétoglutarate & glutamate, diapo 24
ii. Les transaminases
Les transaminases utilisent 2 paires d'acides, composées chacune d'un acide α-aminé et d'un
acide α-cétonique.
Cf poly diapo 19
Alanine – α glutarate transaminase = glutamate – pyruvate transaminase = alanine transaminase =
ALAT
Deux enzymes importantes en clinique:
• L'alanine transaminase = (ALAT) sérique
alanine + α-cétoglutarate ↔ glutamate + pyruvate
• L'aspartate transaminase = (ASAT) sérique
= glutamate – oxaloacétate transaminase sérique (SGOT)
Aspartate + α-cétoglutarate ↔ oxaloacétate + glutamate
Taux sérique augmente:
- Infarctus du myocarde.
- Hépatite infectieuse.
- Autres lésions au niveau du tissu hépatique ou myocardique.
Cf poly diapo 20
b) Désamination des acides aminés dans les tissus extrahépatiques et transport du
groupement azoté vers le foie et le rein
N à éliminer de l'organisme:
- Ammoniogénèse.
- Uréogénèse.
Problème car:
transaminases → glutamate (chargé), problème de diffusion.
• Le transport de N à partir des tissus extrahépatiques est assuré essentiellement par: