Bêta-oxydation des acides gras

PLAN
1. INTRODUTION
2. ORIGINE DES AG SUBSTRATS
3. SIEGE ET DEFINITION
4. PRINCIPALES ETAPES
5. REGULATION
6. ANOMALIES
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• L'oxydation des acides gras est la source majeure d'ATP.
• Certains oiseaux migrateurs parcourent 1500 km grâce
aux "combustibles lipidiques" ( glycogène muscles 1
heure)
• Une voie métabolique capitale pour l'homéostasie
énergétique de la cellule (foie, cœur, muscle
squelettique), notamment en période de jeûne.
• Source d’énergie sauf pour le cerveau, GR, médullaire
rénale…
• Origine :
 Exo : +++ alimentaire couvre les besoins (végétaux++)
 Endo: synthèse par le foie et tissu adipeux (sauf AGI)
taux de synthèse faible sauf certaines situations
nutritionnelles (ex: régime hyperglucidique)
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CC
Apport
alimentaire
FOIE
AcétylCoA
Tissus
Périphériques
(muscles)
Oxydation des AG
VLDL
LPL
Absorption
intestinale
CHYLOMICRON
LPL
AG
AG-ALB
LPL
AG
TG de
Réserve =
tissu adipeux
LHS
CC=corps cétoniques
LPL=lipoprotéine lipase
LHS= triglycéride lipase
hormonosensible
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1. DEFINITION
- Catabolisme oxydatif aérobie des AG préalablement activés
en acyl-CoA
- Oxydation des acyl-CoA du cytoplasme en acétyl-CoA en
présence de coenz transporteurs d’hydrogènes (NAD et
FAD) vers la chaîne respiratoire.
- Voie de la lipolyse
- Voie la plus énergétique
2 . SIEGE
- Principalement = mitochondrie
- accessoirement = peroxysomes (foie)
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Vue
d’ensemble
1. Activation des AG S/F d’acyl-CoA :
- Cytoplasme= face ext de la membrane ext mitochondriale
- Acyl-CoA synthétases= Acyl-CoA-thiokinases
- 2 étapes:
SH-CoA
AMP
1
R-COOATP
PPi
(R-C~AMP)-E
2
O
2Pi
Acyl-Adénylate
(acyl-ENZ)
R-C~S.CoA + H+
O
Acyl-CoA
- R. endergonique =consomme 2 liaisons riches en énergie avec
formation d’1 seule.
- R. irréversible
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2. Tranfert des acyl-CoA « Navette Carnitine »
4 réaction / tour d’hélice:
1:oxydation:AcoAdéshydrogénase
2:hydratation:enoylcoA-hydratase
3:oxydation:L-hydroxyacylcoA
déshydrogénase
4:thiolyse: -cétothiolase
3. - oxydation des acyl-CoA:
Hélice de LYNEN
1. AG saturés à nombre pair de carbone
  1
R-CH2-CH2-CH2-CO-SCoA
Acyl-CoA(n)
1
Cycle de
Krebs

R-CH2-CO-SCoA
acyl-coA (n-2)
CH3-CO-SCoA
Acétyl-coA
FAD
FADH2

R-CH2-CH=CH-CO-SCoA
trans2-enoyl-coA
1’
2
H2O
4
SH-CoA

R-CH2-CO-CH2-CO-SCoA
-céto-acyl-coA

R-CH2-CHOH-CH2-CO-SCoA
L--hydroxy-acyl-coA
NAD+
3
NADH,H+
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Suite des étapes de la β-oxydation:HELICE
- Répétition du cycle de 4 réactions (n) fois
- Libération d’1 acétyl-CoA à chaque cycle avec 1 acyl-CoA (n-2)
- Dernier tour quand il reste 1 acyl-CoA à 4 C = butyryl-CoA il
subit une thiolyse = clivage:
SH-CoA
CH3-CO-SCoA
Thiolase
CH3-CH2-CH2-CO-SCoA
CH3-CO-SCoA
Butyryl-CoA
2 acétyl-CoA
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Bilan métabolique et rendement énergétique de l’oxydation d’un AG
saturé à nbre pair de carbone
• Un tour d’hélice:
1 acyl-CoA (n)+ CoA + FAD +NAD+ + H2O 
1 acyl-CoA (n-2)+ 1 acétyl-CoA + FADH2 + NADH,H+
Pour un acide gras à n carbones, il y a :
[(n/2) - 1] tours d'hélice de Lynen
[(n/2) - 1] NADH
[(n/2) - 1] FADH2
(n/2) acétyl CoA
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• PalmitoylCoA (C16) = 7 cycles de 4 réactions:
palmitoylCoA + 7FAD + 7 NAD+ +7CoA + 7 H2O 
8 acétylCoA + 7FADH2 + 7 NADH,H+
•1 NADH,H+ oxydé dans la CRM  3 ATP
•1 FADH2 oxydé dans la CRM  2 ATP
•1 acétylCoA oxydé par le cycle de Krebs et CRM  12 ATP
•Bilan d’oxydation du palmitoylCoA= 131 ATP
•Bilan d’oxydation du palmitate = 129 ATP
2. - oxydation des AG saturés à Nbre impair de carbone :
• Minoritaires, d’origine végétale (+++)
• Mêmes ENZ
• Produit final = propionylCoA (C3)
• Dégradé par le cycle de Krebs via le succinylCoA
Carboxylase
D- méthylmalonylCoA
propionylCoA
Epimérase
CO2
L-méthylmalonylCoA
SuccinylCoA
Cycle de
KREBS
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3. - oxydation des AG insaturés
• Exp de l’acide oléique C18: 19 (NBR PAIR)
Même réaction jusqu’à la 1ère 
CH3
9
CO-SCoA
oléylCoA
3 cycles de β-oxydation
Cis- 3 enoylCoA
3,2, enoylCoA isomérase
CO-SCoA
CH3
CH3
crotonase
Trans- 2- enoylCoA
CO-SCoA
OH
L--hydroxyacylCoA
4 autres cycles
2 acetylCoA
Au total = 8 cycles = 9 actylCoA
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4. - oxydation des AG à très longue chaîne carbonée (>18c)
- Racourcissement de la chaîne carbonée dans les
peroxysomes du foie par des oxydases  12 à 14 c
- Les acyls réduits en Nbre de carbone poursuivent
leur oxydation dans la mitochondrie.
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+
AG
Cytosol
activation
ACC=acétylcoA
carboxylase
malonylCoA
-
AcylCoA
+
CPT.I
Acyl-Carnitine
Mitochondrie
Β-oxydation
acétylCoA
Cycle
de
Krebs
+
1. PPP = INS/GLU (ADR)
Foie + tissu adipeux: =>
Lipogenèse+ =>malonylcoA
=>lipolyse –
2. PJeûne , activité=
Foie + tissu adipeux: INS/GLU (ADR) 
Muscle (ADR )
=> Lipogenèse – => malonylcoA 
=>lipolyse + (Β-oxydation )
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1. Déficit primaire en carnitine :
• Autosomique récessive
• Déficit du transporteur membranaire de la carnitine
(rein, muscle, coeur, intestin et les fibroblastes)
• L’âge (1 mois et 7 ans).
• Cardiomyopathie dilatée progressive.
• Diagnostiquer précoce, affection curable avec une
simple supplémentation orale à vie en L-carnitine
2. Déficit en Acyl-coa déshydrogénase des acides gras à
chaîne moyenne (MCAD) :
• Autosomique récessive
• Mutations dans le gène qui code pour l’enzyme
MCAD
• Hypoglycémie et acidose métabolique lors d’un jeûne
prolongé ou d’un stress (exercice, maladie, infection).
• L’âge de 3 mois et de 3 ans
• L’une des causes de mort subite du nouveau-né.
• MCAD sont souvent traités par des suppléments de
carnitine.