Biochimie de Harper

I
Weil
Claire, concise et illustrée tout en couleur, la Biochimie
de Harper, n’a pas son équivalent pour clarifier le lien
entre la biochimie et les bases moléculaires des maladies. En combinant d’excellentes illustrations en
couleur à un exposé intégré des maladies biochimiques
et des données cliniques, cette édition présente une
organisation et un équilibre harmonieux de détails et de
concision qui fait défaut à tous les autres ouvrages traitant de ce sujet.
u Chaque chapitre a été mis à jour pour rendre compte
des derniers progrès des connaissances et de la technologie.
u Chaque chapitre débute à présent par une liste des
objectifs, suivie d’un bref exposé sur l’importance
biomédicale des sujets traités dans le chapitre.
u Un nombre accru de tableaux, qui résument les informations importantes, comme par exemple les besoins
en vitamines ou en sels minéraux.
Traduction de la 29e édition américaine
ISBN : 978-2-8041-7561-0
image : D.R.
Conception graphique : Primo&Primo
a Plus de 600 illustrations en couleur
a Une liste des objectifs au début de chaque chapitre
a Des focus qui font le lien entre le sujet étudié et
l’application biomédicale
a 250 questions à choix multiples
a Un résumé et des références bibliographiques
à la fin de chaque chapitre
a Une liste actuelle des sites internet de biochimie
Lionel Domenjoud est Maître de conférences à l’Université
de Nancy 1, traducteur des ouvrages Biochimie (Voet), Précis
de génomique (Gibson) et Principes de génie génétique
(Primrose) pour les éditions De Boeck Supérieur.
www.deboeck.com
HARPER
I
Bender
Murray
Kennelly
I
I
I
Bender
Botham
Rodwell
Weil
I
Biochimie
de Harper
Traduction de Lionel Domenjoud
u 250 questions à choix multiples pour tester vos connaissances et votre compréhension.
Biochimie de Harper
Un ouvrage clair et actualisé
I
Pour une compréhension claire des principes Les nouveautés de cette 5e édition française
de biochimie et de biologie moléculaire en u Des nouveaux chapitres sur le vieillissement, le cancer
et la chimie clinique.
relation avec la médecine moderne
Murray
Biochimie de Harper
Weil
Rodwell
Botham
I
I
I
Rodwell
Bender
I
Kennelly
I
Kennelly
Murray
Botham
Murray_2013_Biochimie de Harper 17/04/13 11:20 Page1
5 e édition
Biochimie
de Harper
Chez le même éditeur 
Extrait du catalogue
Chimie et biochimie
Atkins P.W. et Jones L., Principes de chimie, 2e éd.
Depovere P., La classification périodique des éléments. La merveille fondamentale de l’Univers.
Depovere P., Chimie générale, 3e éd.
Depovere P., Chimie organique, 2e éd.
Kotz J.C., Treichel Jr P.M., Chimie générale
Kotz J.C., Treichel Jr P.M., Chimie des solutions
McQuarrie D.A., Gallogly E.B., Rock P.A., Chimie générale, 3e éd.
Morgan D.O., Le cycle cellulaire
Moussard C., Biochimie structurale et métabolique, 3e éd.
Moussard C., Biologie moléculaire. Biochimie des communications cellulaires
Silverstein R.M., Webster F.X., Kiemle D.J., Identification spectrométrique de composés organiques, 2e éd.
Voet D., Voet J.G., Biochimie, 2e éd.
Vollhardt K.P.C., Schore N.E., Traité de chimie organique, 5e éd.
Murray | Bender | Botham | Kennelly | Rodwell | Weil
Biochimie
de Harper
5e édition
Traduction de la 29e édition américaine
par Lionel Domenjoud
Ouvrage original
Original edition copyright 2012 by McGraw-Hill Companies Inc., as set forth in copyright notice
of Proprietor’s edition. All rights reserved. French edition copyright 2013 by De Boeck.
Pour toute information sur notre fonds et les nouveautés dans votre domaine de
spécialisation, consultez notre site web: www.deboeck.com
©De Boeck Supérieur s.a., 2013
Rue des Minimes, 39 B-1000 Bruxelles
Tous droits réservés pour tous pays.
Il est interdit, sauf accord préalable et écrit de l’éditeur, de reproduire (notamment par photocopie) partiellement
ou totalement le présent ouvrage, de le stocker dans une banque de données ou de le communiquer au public,
sous quelque forme et de quelque manière que ce soit.
Imprimé en Italie
Dépôt légal:
Bibliothèque nationale, Paris: mai 2013
Bibliothèque royale Albert 1er, Bruxelles: 2013/0074/173
ISBN 978-2-8041-7561-0
Co-auteurs
Daryl K. Granner, MD
Peter A. Mayes, PhD, DSc
Professeur Émérite de Physiologie Moléculaire,
de Biophysique et de Médecine
Vanderbilt University
Nashville, Tennessee
Professeur Émérite de Biochimie Vétérinaire
Royal Veterinary College
University of London
London, United Kingdom
Peter L. Gross, MD, MSc, FRCP(C)
Margaret L. Rand, PhD
Professeur Associé
Department of Medicine
McMaster University
Hamilton, Ontario
Directrice de Recherche Associée
Hospital for Sick Children
Toronto, et Professeur
Departments of Laboratory
Medicine and Pathobiology and Biochemistry
University of Toronto
Toronto Ontario
Molly Jacob, MB BS, MD, PhD
Professeur titulaire de chaire
Department of Biochemistry
Christian Medical College
Vellore, Tamil Nadu
Frederick W. Keeley, PhD
Directeur Associé et Directeur de Recherche
Research Institute, Hospital for Sick Children
Toronto, et Professeur de Biochimie
Department of Biochemistry
University of Toronto
Toronto Ontario
Joe Varghese, MB BS, MD
Maître de Conférences
Department of Biochemistry
Christian Medical College
Vellore, Tamil Nadu
Caractéristiques essentielles
de la 29e édition de la Biochimie de Harper
Aucun autre livre ne montre aussi clairement que la 29e édition
de la Biochimie de Harper, le lien entre la biochimie
et les bases moléculaires des maladies
Les principales caractéristiques
• Mise à jour de chaque chapitre pour rendre compte des derniers progrès des connaissances et
de la technologie
• Seize études de cas de patients ajoutant une dimension clinique à l’ouvrage
• Un bon équilibre entre précision et concision que n’offre aucun autre livre traitant de ces sujets
• De nouveaux chapitres sur le vieillissement, le cancer et la chimie clinique
• De nouvelles questions à choix multiples pour tester ses connaissances et sa compréhension
• Chaque chapitre débute par une liste de ses objectifs pédagogiques, suivie d’un bref exposé des
sujets qui y seront abordés
• Davantage de tableaux contenant des informations importantes comme par exemple les
besoins en vitamines ou en sels minéraux
• Une étude plus détaillée des ARN, de la
réparation de l’ADN et des maladies
humaines, des rôles des miARN et des
nouvelles puissantes méthodes d’analyse
Lipides importants
sur le plan physiologique
permettant de suivre et de caractériser la
Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc
transcription à l’échelle du génome
• Une étude plus approfondie
de la physiologie et de la pathologie
O B J E C T i f s
du métabolisme du fer
• Des figures polychromes de haute qualité
pour illustrer de façon intégrée les bases
biochimiques des maladies
et les connaissances médicales
15
C
■
L’étude de ce chapitre
vous permettra :
■
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En-tête de chapitre présentant
la liste des objectifs
■
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h
a
p
I
T
R
E
De définir ce que sont les lipides simples ou complexes et d’identifier les classes
de lipides de chaque groupe.
De préciser la structure des acides gras saturés et insaturés et d’expliquer
comment la longueur de la chaîne et son degré d’insaturation influencent
la température de fusion, en donnant des exemples et en expliquant
la nomenclature.
De comprendre la différence entre doubles liaisons entre atomes de carbone,
de type cis ou trans.
De décrire le mode de formation des eicosanoïdes par modification de la
structure des acides gras insaturés, et d’identifier les différentes classes
d’eicosanoïdes en précisant leurs fonctions.
De décrire la structure générale des triacylglycérols et de préciser leur fonction.
De décrire la structure générale des phospholipides et des glycosphingolipides
et de préciser les fonctions des différentes classes.
De comprendre l’importance du cholestérol comme précurseur de nombreux
stéroïdes d’importance biologique, notamment les hormones stéroïdes, les
acides biliaires et la vitamine D.
De reconnaître le noyau cyclique commun à tous les stéroïdes et d’expliquer la
différence entre les formes « chaise » et « bateau » des cycles à six atomes de
carbone, ainsi que le fait que ces cycles peuvent être en relation cis ou trans
entre eux, faisant que de nombreux stéréoisomères sont possibles.
D’expliquer pourquoi les radicaux libres sont délétères pour les tissus et
d’identifier les trois stades de la réaction en chaîne de la peroxydation lipidique
qui les produit en continu.
De comprendre comment les antioxydants protègent les lipides de la
peroxydation, soit en inhibant le démarrage de la chaîne soit en
l’interrompant, et de donner des exemples physiologiques ou non.
De comprendre que de nombreuses molécules lipidiques sont amphiphiles,
avec des groupes hydrophobes et hydrophiles dans leur structure, et
d’expliquer comment cela influence leur comportement en milieu aqueux en
permettant à certaines classes, dont les phospholipides, les sphingolipides et le
cholestérol, de former la structure de base des membranes biologiques.
Questions d’examen
partie iii
1. Sélectionner parmi les assertions suivantes celle qui n’est PAS
CORRECTE :
A. La sélénocystéine est présente au site actif de certaines
enzymes humaines.
B. La sélénocystéine est insérée dans les protéines par un
processus post-traductionnel.
C. La transamination d’α-cétoacides d’origine alimentaire
peut compenser la carence de leucine, d’isoleucine et de
valine, des acides aminés essentiels du point de vue nutritionnel
D. La conversion de peptidylproline en peptidyl 4-hydroxyproline s’accompagne d’incorporation d’oxygène dans le
succinate.
E. Il y a interconversion de la sérine et de la glycine lors
d’une réaction unique impliquant des dérivés du tétrahydrofolate.
2. Sélectionner parmi les assertions suivantes celle qui n’est PAS
CORRECTE :
A. Le Δ1-pyrroline-5-carboxylate est un intermédiaire aussi
bien de l’anabolisme que du catabolisme de la l-proline.
B. Les tissus humains peuvent fabriquer des acides aminés
non essentiels du point de vue nutritionnel à partir d’intermédiaires amphiboliques ou d’acides aminés essentiels
du point de vue nutritionnel.
C. Le tissu hépatique humain peut fabriquer la sérine à partir du 3-phosphoglycérate, un intermédiaire de la glycolyse.
D. La phénylalanine hydroxylase catalyse une réaction d’interconversion de la phénylalanine en tyrosine.
E. Le pouvoir réducteur de la tétrahydrobioptérine provient
en fait du NADPH.
3. Identifier parmi les molécules suivantes le métabolite NE
SERVANT PAS de précurseur à un acide aminé essentiel du
point de vue nutritionnel :
A. L’α-cétoglutarate.
B. Le 3-phosphoglycérate.
C. Le glutamate.
D. L’aspartate.
E. L’histamine.
4. Sélectionner la réponse CORRECTE. La première réaction de
dégradation de la majorité des acides aminés courants nécessite la participation des substances suivantes :
A. Le NAD+
B. Le phosphate de pyridoxal.
C. Le pyrophosphate de thiamine (TPP).
D. Le FAD.
E. Le NAD+ et le TPP.
5. Identifiez l’acide aminé qui a la plus forte contribution à la
néoglucogenèse hépatique :
A. L’alanine.
B. La glutamine.
C. La glycine.
D. La lysine.
E. L’ornithine.
6. Sélectionnez parmi les assertions suivantes celle qui n’est PAS
CORRECTE :
A. La vitesse de néoglucogenèse hépatique à partir de glutamine est de loin supérieure à celle pour tout autre acide
aminé.
B. Le syndrome d’Angelman est associé à un défaut d’une E3
ubiquitine ligase.
C. Après un repas riche en protéines, les tissus splanchniques libèrent principalement des acides aminés ramifiés,
qui sont capturés par les tissus musculaires périphériques.
D. La conversion catalytique par la l-α-amino oxydase d’un
acide α-aminé en son α-cétoacide correspondant s’accompagne de la libération de NH4+.
E. Des signes et des symptômes similaires, voire identiques
peuvent être associés à différentes mutations du gène
codant une enzyme donnée.
7. Sélectionner parmi les assertions suivantes celle qui n’est PAS
CORRECTE :
A. Les séquences PEST destinent certaines protéines à une
dégradation rapide.
B. L’ATP et l’ubiquitine participent généralement à la dégradation des protéines associées aux membranes et aux
protéines à demi-vie longue.
C. Les molécules d’ubiquitine sont attachées à leurs protéines cibles par des liaisons non α-peptidiques.
D. La découverte du mécanisme de dégradation des protéines par le protéasome a valu le prix Nobel à ses auteurs.
E. La dégradation des protéines portant une étiquette d’ubiquitine a lieu dans le protéasome, qui est une macromolécule à nombreuses sous-unités présente chez tous les
eucaryotes.
8. Concernant les troubles métaboliques du cycle de l’urée,
laquelle des assertions suivantes n’est-elle PAS CORRECTE :
A. L’intoxication par l’ammoniaque est plus grave quand le
blocage métabolique a lieu avant la réaction 3 du cycle de
l’urée, catalysée par l’argininosuccinate synthase.
B. Les symptômes cliniques comportent un retard mental et
nécessitent d’éviter les repas riches en protéines.
C. Les symptômes cliniques comportent une hyperammoniémie et une acidose respiratoire.
D. L’aspartate fournit le deuxième atome d’azote de l’argininosuccinate.
E. Le traitement diététique est centré sur l’absorption fréquente de petits repas pauvres en protéines.
Davantage
de tableaux
660
PARTIE VI
Sujets spéciaux
L’apotransferrine (apo-Tf)
se dissocie de son récepteur
à pH neutre
Holotransferrine (Tf-Fe)
pH extérieur ~ 7
Récepteur de
la transferrine (TfR1)
Fe3+
Plus de 250 questions
à choix multiples
698
PARTIE VI
Sujets spéciaux
TABLEAU 52-9 Résumé des principales caractéristiques
biochimiques des neutrophiles
• Glycolyse active
• Voie des pentoses phosphates active
• Phosphorylation oxydative modérée
• Riches en lysosomes et en leurs enzymes de dégradation
• Renferment certaines enzymes propres (comme la myéloperoxydase et la NADPH oxydase) et des protéines spécifiques
• Renferment les intégrines CD11/CD18 dans leur membrane plasmique
mées les fonctions de quelques protéines qui se trouvent presque
exclusivement dans les neutrophiles.
Les neutrophiles jouent un rôle clé
dans la défense de l’organisme
contre les infections bactériennes
Les neutrophiles sont des cellules phagocytaires mobiles du système immunitaire inné, qui jouent un rôle clé dans l’inflammation
aiguë. Lorsque des bactéries entrent dans les tissus, il se produit
un certain nombre de phénomènes que l’on regroupe sous le terme
de « réponse inflammatoire aiguë ». Ce sont : (1) l’augmentation
de la perméabilité vasculaire, (2) l’entrée de neutrophiles activés
dans les tissus, (3) l’activation des plaquettes et (4) la régression
spontanée (résolution) si les microorganismes envahisseurs ont
été traités avec succès.
Lors d’une inflammation aiguë, diverses molécules sont libérées par les cellules et les protéines plasmatiques. Il en résulte
pH ~ 6
Fe3+
Enzyme ou protéine
Myéloperoxydase (MPO)
Steap 3
DMT-1
Cytosol
Endosome
tardif
Fe2+
pH ~ 5
Réaction catalysée ou fonction
—
NADPH oxydase
2O2 + NADPH  2O2∙ + NADP + H+
Composant clé de la flambée respiratoire
Déficiente dans la granulomatose chronique
Hydrolyse la liaison entre l’acide N-acétylmuramique et la N-acétyl-d-glucosamine des parois de certaines bactéries
Abondant dans les macrophages
Défensines
Peptides antibiotiques basiques de 20 à 33 acides aminés
Détruisent apparemment les bactéries en provoquant des lésions membranaires
Lactoferrine Protéine de liaison du fer
Peut inhiber la croissance de certaines bactéries en se liant au fer et elle est peut-être impliquée dans la régulation de la prolifération des cellules myéloïdes
CD11a/CD18, CD11b/CD18, CD11c/CD182
Molécules adhésives (membres de la famille des intégrines)
Déficientes dans le défaut d’adhérence des leucocytes, de type I (OMIM 116920)
Récepteurs pour les fragments Fc des IgG
Se lient aux fragments Fc des molécules IgG
Dirigent les complexes antigène-anticorps vers les cellules myéloïdes et lymphoïdes, aboutissant à la phagocytose et à d’autres réponses
1
L’expression de plusieurs de ces molécules a été étudiée à différents stades de la différenciation des neutrophiles normaux et aussi dans les cellules leucémiques correspondantes, par des techniques de biologie moléculaire (comme le dosage de leurs ARNm spécifiques). Pour la plupart d’entre elles, les ADNc ont été isolés et séquencés, les séquences en acides aminés déduites, leurs gènes localisés sur les chromosomes et les séquences d’introns et d’exons sont connues. Certaines protéases importantes des neutrophiles sont énumérées dans le Tableau 52-13.
2
CD = groupes de différenciation. Se réfère à un système uniforme de nomenclature qui a été adopté pour nommer les marqueurs de surface des leucocytes. Une protéine de surface spécifique (marqueur) qui identifie une lignée particulière ou un stade de différenciation des leucocytes et qui est reconnue par un groupe d’anticorps monoclonaux est dite appartenir à un groupe de différenciation. Le système est particulièrement utile pour la sous-classification des lymphocytes. De nombreux antigènes CD interviennent dans les interactions entre cellules, dans l’adhérence et dans la signalisation transmembranaire.
Fe3+
Le pH bas dans l’endosome
tardif provoque la libération de
Fe3+ par la transferrine
Apotransferrine (apo-Tf)
Le fer des érythrocytes sénescents est recyclé
par les macrophages
Les érythrocytes ont une durée de vie normale d’environ 120
jours. Les érythrocytes sénescents ou endommagés sont phagocytés par les macrophages du système réticuloendothélial présent
dans la rate et le foie. Environ 200 milliards d’érythrocytes (dans
environ 40mL de sang) sont ainsi catabolisés chaque jour. Au
sein des macrophages, l’hème provenant de l’hémoglobine est
dégradé par l’hème oxygénase, qui le convertit en biliverdine. Du
monoxyde de carbone et du fer sont libérés comme produits
secondaires. Le fer libéré de l’hème est exporté hors de la vésicule
de phagocytose du macrophage par NRAMP1 (protéine 1 de
macrophage associée à une résistance naturelle), un transporteur
homologue à DMT1. Il est ensuite exporté dans la circulation via
la ferroportine de la membrane plasmique du macrophage
(Figure 50-7). La ferroportine joue donc un rôle central, non
seulement dans l’absorption intestinale du fer, mais aussi dans sa
libération par les macrophages. La ceruloplasmine (voir plus loin)
est une protéine plasmatique contenant du cuivre, synthétisée
par le foie. Elle a une activité ferroxydase, elle est requise pour
l’oxydation de Fe2+ en Fe3+. Fe3+ se lie ensuite à la transferrine dans
le sang. Le fer libéré ainsi par les macrophages (environ 25 mg
par jour) est recyclé et constitue la principale source de fer de
l’organisme. Par comparaison, l’absorption intestinale du fer
n’apporte qu’1 à 2 mg des besoins quotidiens en fer de l’organisme.
La ferritine stocke le fer dans les cellules
Dans des conditions normales, la ferritine stocke le fer en excès
des différents tissus, cela constitue environ 1 g du contenu total
en fer de l’organisme. La ferritine a une masse moléculaire approximative de 440 kDa, elle comporte 24 sous-unités qui entourent
3000 à 4500 atomes ferriques. Les unités peuvent être de type H
(heavy, lourd) ou de type L (léger, light). La sous-unité H possède
une activité ferroxydase nécessaire pour charger le fer sur la ferritine. La fonction de la sous-unité L n’est pas bien comprise mais
elle jouerait un rôle dans la nucléation de la ferritine et dans sa
stabilité. La quantité normale de ferritine plasmatique chez l’être
Commentaire
Responsable de la couleur verte du pus
Le déficit génétique peut provoquer des infections récurrentes
Lysozyme
Fe3+
FIGURE 50-6 Le cycle de la transferrine. L’holotransferrine (Tf-Fe) se lie au récepteur de la transferrine (TfR1) présent dans les puits
recouverts de clathrine de la surface cellulaire. Le complexe TfR1–TF–Fe subit l’endocytose et les vésicules d’endocytose fusionnent pour former des
endosomes précoces. Les endosomes précoces subissent une maturation en endosomes tardifs, qui ont un pH interne acide. Le pH bas provoque la
libération du fer de ses sites de liaisons sur la transferrine. L’apotransferrine (apo-Tf ) reste liée à TfR1. Le fer ferrique est converti en fer ferreux par la
ferriréductase, Steap 3. Le fer ferreux est ensuite transporté dans le cytosol via DMT1. Le complexe TfR1–apo-Tf est recyclé vers la surface cellulaire.
À la surface de la cellule, apo-Tf est libéré de TfR1. TfR1 se lie alors à un nouveau complexe Tf-Fe. Le cycle de la transferrine est ainsi bouclé. (D’après
la Figure 17-48 de Lodish H et al : Molecular Cell Biology, 6th ed. WH Freeman, 2008).
L’ adhérence des neutrophiles aux cellules endothéliales nécessite
des protéines adhésives (intégrines) localisées à leur surface, ainsi
que des récepteurs protéiques spécifiques au niveau des cellules
endothéliales. (voir aussi la discussion sur les sélectines dans le
Chapitre 47).
Les intégrines sont une superfamille de protéines de surface
présentes dans un grand nombre de cellules. Elles interviennent
dans l’adhérence des cellules entre elles ou avec des composants
spécifiques de la matrice extracellulaire. Ce sont des hétérodimères formés d’une sous-unité α et d’une sous-unité β, reliées de
façon non covalente. Ces sous-unités renferment des segments
extracellulaires, transmembranaires et intracellulaires. Les segments extracellulaires se lient à différents ligands, tels que certaines protéines spécifiques de la matrice extracellulaire et de la
H2O2 + X– (halogénure) + H+  HOX +H2O (où X– = Cl–, HOX=acide hypochloreux)
L’apotransferrine (apo-Tf) est
recyclée vers la surface de la cellule
Fe2+
Les intégrines servent d’intermédiaires
dans l’adhérence des neutrophiles
aux cellules endothéliales
TABLEAU 52-10 Quelques enzymes et protéines importantes des neutrophiles1
Clathrine
Endosome
précoce
globalement une augmentation de la perméabilité vasculaire,
avec formation d’un œdème tissulaire (Tableau 52-11).
Lors d’une inflammation aiguë, les neutrophiles sont recrutés
à partir du courant sanguin en direction des tissus pour aider à
éliminer les envahisseurs étrangers. Les neutrophiles sont attirés
dans les tissus par des facteurs chimiotactiques, dont : le fragment C5a du complément, des petits peptides dérivés des bactéries (telle que. la N-formyl-méthionyl-leucyl-phénylalanine) et
un certain nombre de leucotriènes. Pour atteindre les tissus, les
neutrophiles circulants doivent passer au travers des capillaires.
Pour y arriver, ils se déplacent le long des parois vasculaires et
adhèrent ensuite aux cellules endothéliales (du revêtement intérieur) des capillaires.
Des centaines
d’illustrations polychromes
Sommaire
Avant-propos XII
1. Biochimie et médecine 1
Robert K. Murray, MD, PhD
2. Eau et pH 7
Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD
P A R T I E
I
Structures et fonctions
des protéines
et des enzymes 17
3. Les acides aminés et les peptides 17
Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD
4. Les protéines : détermination
de la structure primaire 25
Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD
5. Les protéines : structures d’ordre
supérieur 36
Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD
6. Protéines : myoglobine et hémoglobine 49
Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD
7. Enzymes : mécanismes d’action 58
Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD
8. Enzymes : cinétiques 71
Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD
9. Enzymes : régulation des activités 86
Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD
P A R T I E
II
Bioénergétique et
métabolisme des glucides
et des lipides 113
11. Bioénergétique : rôle de l’ATP 113
Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc
12. Oxydation biologique 120
Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc
13. Chaîne respiratoire et phosphorylation
oxydative 126
Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc
14. Glucides importants sur le plan
physiologique 137
David A. Bender, PhD
15. Lipides importants sur le plan
physiologique 146
Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc
16. Vue d’ensemble du métabolisme et
de l’approvisionnement en carburants
métaboliques 157
David A. Bender, PhD et Peter A. Mayes, PhD, DSc
17. Cycle de l’acide citrique : catabolisme
de l’acétyl-CoA 170
David A. Bender, PhD et Peter A. Mayes, PhD, DSc
18. Glycolyse et oxydation du pyruvate 177
David A. Bender, PhD et Peter A. Mayes, PhD, DSc
19. Métabolisme du glycogène 186
David A. Bender, PhD et Peter A. Mayes, PhD, DSc
10. Bioinformatique et modélisation biologique
assistée par ordinateur 96
Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD
20. Néoglucogenèse et contrôle de la
glycémie 195
David A. Bender, PhD et Peter A. Mayes, PhD, DSc
VIII
Sommaire
21. Voie des pentoses phosphates
et autres voies métaboliques 205
David A. Bender, PhD et Peter A. Mayes, PhD, DSc
22. Oxydation des acides gras :
cétogenèse 216
Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc
23. Biosynthèse des acides gras 225
Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc
24. Métabolisme des acylglycérols
et des sphingolipides 238
Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc
25. Transport et stockage des lipides 246
Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc
26. Synthèse, transport et excrétion
du cholestérol 260
Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc
P A R T I E
IV
Structure, fonction et
réplication des macro­molécules de l’information 333
32. Les nucléotides 333
Victor W. Rodwell, PhD
33. Métabolisme des nucléotides puriques
et pyrimidiques 341
Victor W. Rodwell, PhD
34. Structure et fonction des acides
nucléiques 353
P. Anthony Weil, PhD
35. Organisation, réplication et réparation
de l’ADN 364
P. Anthony Weil, PhD
36. Synthèse, maturation et métabolisme
de l’ARN 388
P. Anthony Weil, PhD
P A R T I E
III
Métabolisme des protéines
et des acides aminés 275
27. Biosynthèse des acides aminés non
indispensables dans l’alimentation 275
Victor W. Rodwell, PhD
28. Catabolisme des protéines et de l’azote
des acides aminés 281
37. Synthèse protéique et code génétique 407
P. Anthony Weil, PhD
38. Régulation de l’expression des gènes 423
P. Anthony Weil, PhD
39. Génétique moléculaire, technologies de
l’ADN recombinant et de génomique 447
P. Anthony Weil, PhD
Victor W. Rodwell, PhD
29. Catabolisme du squelette carboné
des acides aminés 291
Victor W. Rodwell, PhD
30. Transformation des acides aminés en produits
spécialisés 307
Victor W. Rodwell, PhD
31. Porphyrines et pigments biliaires 317
Robert K. Murray, MD, PhD
P A R T I E
V
Biochimie de la communication
extracellulaire et
intracellulaire 473
40. Membranes : structure et fonction 473
Robert K. Murray, MD, PhD et Daryl K. Granner, MD
41. Diversité du système endocrinien 493
P. Anthony Weil, PhD
Sommaire
42. Mode d’action des hormones et
transduction du signal 513
P. Anthony Weil, PhD
Robert K. Murray, MD, PhD, Molly Jacob, MB BS, MD, PhD,
& Joe Varghese, MB BS, MD
51. Hémostase et thrombose 675
P A R T I E
VI
50. Protéines plasmatiques et
immunoglobulines 653
Sujets spéciaux 533
43. Nutrition, digestion et absorption 533
David A. Bender, PhD et Peter A. Mayes, PhD, DSc
44. Micronutriments : vitamines
et minéraux 542
David A. Bender, PhD
45. Radicaux libres et aliments
antioxydants 561
Peter L. Gross, MD, MSc, FRCP(C), Robert K. Murray, MD,
PhD & Margaret L. Rand, PhD
52. Érythrocytes et leucocytes 686
Robert K. Murray, MD, PhD
53. Métabolisme des xénobiotiques 703
Robert K. Murray, MD, PhD
54. La biochimie du vieillissement 711
Peter J. Kennelly, PhD
55. Le Cancer : vue d’ensemble 724
David A. Bender, PhD
David A. Bender, PhD
46. Trafic intracellulaire et routage
des protéines 567
Robert K. Murray, MD, PhD
47. Les glycoprotéines 588
Robert K. Murray, MD, PhD
48. La matrice extracellulaire 610
Robert K. Murray, MD, PhD et Frederick W. Keeley, PhD
49. Muscle et cytosquelette 630
Robert K. Murray, MD, PhD
56. Biochimie clinique 748
Joe Varghese, MB BS, MD, Molly Jacob, MB BS, MD, PhD,
et Robert K. Murray, MD, PhD
57. Études de cas cliniques 758
Robert K. Murray, MD, PhD
et Peter L. Gross, MD, MSc, FRCP (C)
Annexe 801
Les réponses aux questions 805
Index 809
IX
Avant-propos
Les auteurs et l’éditeur sont heureux de présenter la vingtneuvième édition de Biochimie de Harper. La première édition de
cet ouvrage, appelée Biochimie de Harper, a été publiée en 1939
avec pour seul auteur le Dr Harold Harper, de l’Université de
Californie à San Francisco. Par la suite divers auteurs ont contribué à cet ouvrage.
Changements dans la vingt-neuvième édition
Pour être fidèles à notre objectif de fournir aux étudiants un
ouvrage qui décrive et illustre la biochimie de façon pertinente en
médecine, actuelle et complète tout en restant assez concise, nous
avons mis à jour chaque chapitre et de plus intégré des nouveaux
éléments importants à cette édition.
Chaque chapitre débute à présent par un bref relevé de ses
objectifs, suivi d’une brève explication de son importance biomédicale. Un ajout majeur consiste en plus de 250 questions d’examen
à choix multiples dont les réponses figurent dans une annexe.
Les principaux autres changements
concernent trois chapitres totalement
nouveaux
« Biochimie du Vieillissement »
« Biochimie du Cancer »
« Biochimie clinique »
Les autres changements importants portent
sur les points suivants :
• Des aspects épidémiologiques ont été inclus dans le chapitre
« Bioinformatique et Modélisation Biologique assistée par
Ordinateur ».
• Des nouvelles figures illustrent des approches clés pour l’identification de sites actifs potentiels, de sites de liaison de ligands
et d’autres sites d’interaction (Partie I), et divers aspects du
métabolisme (Partie II).
• Des nouveaux tableaux résument des aspects des maladies
métaboliques, incluant celles du métabolisme des purines,
des pyrimidines et des acides aminés (Partie III).
• Les sujets suivants sont abordés de façon plus approfondie :
les ARN non codants, les maladies humaines liées à la réparation des altérations de l’ADN, les facteurs épigénétiques qui
contrôlent l’expression des gènes eucaryotes, les activités des
miARN et la puissance des nouvelles méthodes permettant
de suivre et de caractériser la transcription à l’échelle du
génome (Partie IV).
• Des nouveaux tableaux ont été ajoutés sur les besoins en vitamines et en sels minéraux, ainsi qu’une discussion détaillée
sur le métabolisme physiologique et pathologique du fer
(Partie VI).
Organisation de l’ouvrage
Après deux chapitres d’introduction, l’ouvrage est divisé en six
grandes parties. Toutes les parties et tous les chapitres mettent en
relief l’importance de la biochimie en médecine.
La première partie traite les structures et les fonctions des
protéines et des enzymes. Cette partie contient aussi un chapitre
sur la bioinformatique et la biologie assistée par ordinateur, con­
formément à l’importance croissante de ces sujets dans la biochimie moderne, la biologie et la médecine.
La deuxième partie, explique comment les diverses réactions
cellulaires utilisent ou libèrent de l’énergie et cette partie trace les
voies de synthèse et de dégradation des glucides et des lipides. Les
nombreuses fonctions de ces deux classes de molécules sont également décrites.
La troisième partie concerne les acides aminés, leurs devenirs
métaboliques, certains aspects clés du catabolisme des protéines
ainsi que la biochimie des porphyrines et des pigments biliaires.
La quatrième partie décrit les structures et les fonctions des
nucléotides et des acides nucléiques, elle inclut des sujets comme
la réplication et la réparation de l’ADN, la synthèse des ARN et
leurs modifications, la synthèse protéique, les principes des technologies de l’ADN recombinant, et les nouvelles connaissances
sur la régulation de l’expression des gènes.
La cinquième partie, traite des aspects de la communication
extra- et intracellulaire. Les sujets traités concernent la structure
et la fonction des membranes, les bases moléculaires des actions
des hormones et le domaine de la transduction des signaux.
La sixième partie aborde quinze sujets particuliers : la nutrition, la digestion et l’absorption ; les vitamines et les sels minéraux ; les radicaux libres et les antioxydants ; le trafic intracellulaire
et le tri des protéines ; les glycoprotéines ; la matrice extracellulaire ;
le muscle et le cytosquelette ; les protéines plasmatiques et les
immunoglobulines ; l’hémostase et la coagulation sanguine ; les
globules rouges et blancs ; le métabolisme des xénobiotiques ; La
biochimie du vieillissement ; la biochimie du cancer ; la biochimie clinique et ; l’étude de 16 cas cliniques à base biochimique. Le
dernier chapitre se termine par un bref épilogue concernant quel­
ques enjeux majeurs de la médecine pour lesquels la biochimie et
les disciplines apparentées vont jouer un rôle important dans la
découverte de solutions.
L’Annexe contient une liste de sites web utiles et une liste de
revues de biochimie ou de revues où les aspects biochimiques
occupent une part importante.
XII
Avant-propos
Remerciements
Les auteurs remercient Michael Weitz pour son rôle dans la con­
ception de cette édition et Brian Kearns pour son rôle clé dans la
finalisation de cette édition pour sa publication. Nous remercions également Mala Arora et ses collègues de Thomson Digital
pour leur travail d’édition, de typographie et de reproduction.
Nous remercions également Calvin « Nic » Steussy de l’Université
Purdue pour son aide à l’élaboration de la couverture.
Les suggestions faites par divers étudiants et collègues de par
le monde ont été des plus utiles pour la réalisation de cette édition. Nous restons dans l’attente de contributions similaires dans
le futur.
Rob Murray remercie tout spécialement Joe Varghese et
Molly Jacob en tant que co-auteurs des Chapitres 50, 55 et 56,
Fred Keeley pour ses nombreuses contributions au Chapitre 48,
Peter Gross comme co-auteur des Chapitres 51 et 57, et Margaret
Rand comme co-auteur du Chapitre 51. Les remerciements spéciaux vont aussi à Reinhart Reithmeier, Alan Volchuk et David
Williams pour leur travail de relecture et leurs précieuses suggestions pour la révision des Chapitres 40 et 46.
Robert K. Murray
David A. Bender
Kathleen M. Botham
Peter J. Kennelly
Victor W. Rodwell
P. Anthony Weil
C
Biochimie et médecine
Robert K. Murray, MD, PhD
O B J E C T i f s
■
■
L’étude de ce chapitre
vous permettra :
■
h
1
a
p
I
T
R
E
D’expliquer l’objet de la biochimie et son rôle central dans les sciences de la vie.
De comprendre le lien entre la biochimie, la physiologie, la pathologie
et la médecine.
De mesurer comment le Projet Génome Humain a donné naissance à de
nombreuses disciplines ou a stimulé l’intérêt pour celles-ci, lesquelles éclairent
d’ores et déjà de nombreuses questions en biologie et en médecine.
2
CHAPTre 1 Biochimie et médecine
INTRODUCTION
La biochimie peut être définie comme la science des bases
chimiques de la vie (en grec bios = vie). La cellule est l’unité
structurale des systèmes vivants. On peut donc également définir
la biochimie comme la science qui étudie les constituants
chimiques des cellules vivantes ainsi que les réactions et
transformations qu’ils subissent. D’après cette définition,
la biochimie englobe de vastes domaines de la biologie cellulaire,
de la biologie moléculaire et de la génétique moléculaire.
TABLEAU 1-1 Principales méthodes et protocoles utilisés
dans les laboratoires de biochimie
Méthodes de séparation et de purification des molécules biologiques1
Fractionnement salin (par exemple : précipitation des protéines par le sulfate
d’ammonium)
Chromatographie : sur papier ; échangeuse d’ions ; d’affinité ; sur couche
mince ; en phase gazeuse et en phase liquide ; liquide à pression élevée
(HPLC); filtration sur gel.
Électrophorèse: sur papier ; à voltage élevé ; sur gel d’agarose ; sur acétate
de cellulose ; sur gel d’amidon ; sur gel de polyacrylamide ; sur gel
SDS-polyacrylamide.
La biochimie a pour but de décrire et
d’expliquer, en termes moléculaires, tous
les processus chimiques des cellules vivantes
Ultracentrifugation
Méthodes pour déterminer la structure des biomolécules
L’ objectif premier de la biochimie est la compréhension complète, à l’échelle moléculaire, de tous les processus chimiques
associés aux cellules vivantes. Pour atteindre cet objectif, les
biochimistes ont cherché à isoler les nombreuses molécules cellulaires, à déterminer leurs structures et à analyser leurs fonctions.
Le Tableau 1-1 énumère quelques-unes des nombreuses techniques utilisées pour atteindre ces objectifs.
D’autres objectifs de la biochimie sont d’aider à comprendre
les origines de la vie sur terre et d’intégrer les connaissances biochimiques dans les efforts de maintien de la santé, de compréhension des maladies ainsi que de leur traitement approprié.
Analyse élémentaire
Toutes les sciences de la vie nécessitent
des connaissances en biochimie
Radiocristallographie
La biochimie des acides nucléiques est au cœur de la génétique ;
en contrepartie, l’utilisation d’approches génétiques a permis
d’éclairer de nombreux domaines en biochimie. La biologie cellulaire a des liens très étroits avec la biochimie. Le domaine de la
physiologie, qui étudie les fonctions de l’organisme, et celui de la
biochimie se recouvrent presque totalement. L’ immunologie fait
appel à de nombreuses techniques biochimiques et les biochimistes utilisent souvent des approches immunologiques. La pharmacologie et les sciences pharmaceutiques reposent sur de solides
connaissances biochimiques et physiologiques ; par exemple, la
plupart des médicaments sont métabolisés grâce à des réactions
catalysées par des enzymes. Les poisons agissent sur des réactions
ou sur des voies biochimiques ; c’est là l’objet principal de la toxicologie. Les approches biochimiques sont de plus en plus utilisées
pour l’étude des aspects fondamentaux de la pathologie (l’étude
des maladies), tels l’inflammation, les lésions cellulaires et le cancer. De nombreux chercheurs en microbiologie, en biologie animale et en biologie végétale utilisent presque exclusivement des
approches biochimiques. Ces interconnections n’ont rien de surprenant car la vie, telle que nous la connaissons, dépend de réactions et de transformations biochimiques. En fait, les anciennes
barrières entre les différentes sciences de la vie tombent tandis
que la biochimie devient de plus en plus leur langage commun.
Études sur l’animal entier y compris les animaux transgéniques et ceux
pré­sentant une extinction ciblée de gène (knockout).
Les interactions entre la biochimie et la
médecine ont suscité des progrès mutuels
Les deux principales préoccupations des chercheurs en sciences
médicales et notamment des médecins, sont la compréhension et
Spectroscopie UV, visible, infrarouge et spectroscopie de résonance
magné­tique nucléaire (RMN)
Utilisation de l’hydrolyse acide ou alcaline pour dégrader la biomolécule
étudiée en ses constituants de base.
Utilisation de toute une panoplie d’enzymes qui coupent à des endroits
spécifiques (comme les protéases, les nucléases, les glycosidases).
Spectrométrie de masse
Méthodes de séquençage spécifiques (pour les protéines et les acides
nucléiques par exemple)
Préparations pour l’étude des réactions biochimiques
Organe isolé sous perfusion
Coupes fines de tissus
Cellules entières
Homogénats
Organites cellulaires isolés
Sous-fractionnement d’organites
Métabolites et enzymes purifiés
Gènes isolés (y compris les produits de PCR et de mutagenèse ciblée)
La plupart de ces méthodes permettent l’analyse des composants présents dans
les extraits cellulaires et dans d’autres matériaux biologiques. En général, l’utilisation
séquentielle de différentes techniques permet la purification de la plupart des
molécules biologiques. Pour des descriptions plus détaillées le lecteur est invité à se
référer aux ouvrages traitant des aspects techniques en recherche biochimique.
1
la préservation de la santé ainsi que la compréhension et le traitement efficace des maladies. La biochimie a un impact considérable sur ces deux objectifs fondamentaux de la médecine. En fait,
la relation entre la biochimie et la médecine est une vaste avenue
à double sens. Les études biochimiques ont éclairé de nombreux
aspects physiologiques et pathologiques et réciproquement, l’étude
de différentes situations saines et pathologiques a ouvert de nouveaux domaines d’étude en biochimie. La Figure 1-1 présente quelques exemples de ces échanges à double sens. Ainsi, la connaissance
CHAPITRE 1 Biochimie et médecine
de la structure et de la fonction des protéines était nécessaire pour
élucider l’unique différence biochimique entre l’hémoglobine
normale et celle de l’anémie falciforme (drépanocytose). De
son côté, l’analyse de l’hémoglobine drépanocytaire a contribué
de façon significative à notre compréhension de la structure et de
la fonction de l’hémoglobine normale mais aussi de celles d’autres
protéines. Des exemples similaires de bénéfices réciproques entre
la biochimie et la médecine pourraient être cités pour les autres
tandems de la Figure 1-1. Le travail de pionnier d’Archibald Garrod, un médecin anglais du début du vingtième siècle, constitue
un autre exemple de cette relation interdisciplinaire. En étudiant
des patients atteints d’affections relativement rares (alcaptonurie,
albinisme, cystinurie et pentosurie, maladies qui sont décrites
plus loin dans ce livre), il montra que ces affections étaient d’origine génétique et nomma ces états pathologiques, erreurs innées
du métabolisme. Cette découverte servit de base au développement de la génétique biochimique humaine. Des efforts plus récents
pour comprendre les bases de la maladie génétique connue sous
le nom d’hypercholestérolémie familiale, qui entraîne une grave
athérosclérose juvénile, ont abouti à des progrès spectaculaires
dans la compréhension des récepteurs cellulaires et dans celle des
mécanismes de capture du cholestérol par les cellules. L’ étude
d’oncogènes et de gènes suppresseurs de tumeur dans les cellules cancéreuses a attiré l’attention sur les mécanismes moléculaires
impliqués dans le contrôle de la croissance de la cellule normale.
Ces exemples et de nombreux autres montrent comment l’étude
du pathologique peut ouvrir des domaines du fonctionnement
cellulaire aux recherches biochimiques fondamentales.
La relation entre médecine et biochimie a d’importantes
implications pour la première. Tant que le traitement médical
repose solidement sur des connaissances de biochimie ou d’autres
sciences fondamentales, la pratique médicale aura une base rationnelle pouvant être adaptée pour intégrer de nouvelles connaissances. Une telle approche contraste avec des cultes non orthodoxes
voués au maintien en bonne santé, ainsi qu’avec certaines pratiques de « médecine alternative » se fondant souvent plutôt sur des
mythes et des croyances, et généralement dénués de toute base
logique.
La biochimie est un domaine scientifique important. Les nombreuses raisons de l’importance de la science pour les médecins
(ainsi que pour les autres personnes travaillant dans le domaine
de la santé ou en biologie, que cela concerne l’être humain ou les
animaux) ont été bien spécifiées dans un article de Cooke (2010).
La science (i) offre une compréhension fondamentale sur laquelle
le travail de chacun doit s’appuyer, (ii) elle stimule la curiosité et
permet d’acquérir les comportements scientifiques essentiels à la
poursuite de l’acquisition de connaissances tout au long d’une
carrière (iii) elle explique la façon dont nos connaissances actuelles ont été acquises et (iv) elle met l’accent sur l’immensité de ce
qui reste encore inconnu. Il est bien sûr crucial que l’utilisation de
la science pour aider un patient se fasse avec humanité et selon les
critères éthiques les plus exigeants.
LES PROCESSUS BIOCHIMIQUES
NORMAUX SONT LA BASE
DE LA SANTÉ
L’ organisation mondiale de la santé (OMS) définit la santé
comme un état de « bien-être physique, mental et social complet
et pas seulement comme l’absence de maladie ou d’infirmité ».
D’un point de vue strictement biochimique, la santé peut être con­
sidérée comme une situation où l’ensemble des milliers de réactions extra- et intracellulaires ayant lieu dans l’organisme, s’effectue
à des vitesses compatibles avec sa viabilité optimale dans des
conditions physiologiques. Il s’agit cependant d’un point de vue
extrêmement réductionniste, il est évident que pour s’occuper de
la santé des patients, une connaissance des principes de biologie
doit être complétée par des principes psychologiques et sociaux.
La recherche en biochimie a des retombées
sur la nutrition et la médecine préventive
L’ une des principales conditions préalables au maintien de la santé
est l’apport alimentaire optimal d’un certain nombre de substances chimiques dont les plus importantes sont les vitamines, certains acides aminés, certains acides gras, divers minéraux et l’eau.
Biochimie et nutrition étant toutes deux largement concernées
par l’étude des divers aspects de ces substances chimiques, il existe
une relation étroite entre ces deux sciences. De plus, la tendance
actuelle est de systématiquement préserver la santé et de prévenir
les maladies, en pratiquant une médecine préventive. Ainsi, les
Biochimie
Acides
nucléiques
Maladies
génétiques
3
Protéines
Lipides
Glucides
Drépanocytose
Athérosclérose
Diabète
sucré
Médecine
FIGURE 1-1 Exemples de relations entre la biochimie et la médecine. La
connaissance des composants biochimiques représentés dans la partie supérieure du
diagramme a aidé à la compréhension de maladies figurant dans la partie inférieure.
Réciproquement, l’étude des maladies qui figurent en bas du schéma a fait progresser
de nombreux domaines en biochimie. Notez que la drépanocytose est une maladie
génétique et que l’athérosclérose et le diabète sucré ont tous deux des composantes
génétiques.
4
CHAPTre 1 Biochimie et médecine
approches nutritionnelles pour prévenir, par exemple, l’athérosclérose et le cancer sont l’objet d’une attention croissante. La
compréhension de la nutrition dépend en grande partie d’une
connaissance de la biochimie.
La plupart des maladies, sinon toutes,
ont une base biochimique
Nous croyons que la plupart des maladies, sinon toutes, sont des
manifestations d’anomalies de molécules, de réactions chimiques
ou de processus biochimiques. Les principaux facteurs responsables de maladies chez l’animal et chez l’homme sont énumérés
dans le Tableau 1-2. Tous modifient une ou plusieurs réactions
chimiques ou bien des molécules de l’organisme. De nombreux
exemples des bases biochimiques de maladies sont traités dans ce
livre. Dans la plupart des pathologies, les études biochimiques
contribuent au diagnostic et à la thérapie. Le Tableau 56-1 présente
une liste de quelques applications essentielles des investigations
biochimiques et des tests de laboratoire en rapport avec des
maladies. Le Chapitre 56 décrit de nombreux aspects concernant
la biochimie clinique, qui consiste essentiellement à se servir de
tests biochimiques comme aide au diagnostic des maladies ainsi
qu’à la prise en charge globale de patients présentant diverses
pathologies. Le Chapitre 57 illustre encore davantage la relation
entre biochimie et maladie et traite de façon plus approfondie les
aspects biochimiques de 16 pathologies.
Quelques-uns des défis majeurs auxquels la médecine et les
sciences biologiques apparentées sont confrontées sont également rapidement esquissés à la fin du Chapitre 57. Pour s’attaquer
à ces problèmes, les études biochimiques continueront, comme
elles le sont déjà, d’être intimement liées aux études de diverses
autres disciplines comme : la génétique, la biologie cellulaire,
l’immunologie, la nutrition, la pathologie et la pharmacologie. De
nombreux biochimistes se passionnent pour apporter une contribution à la résolution de problèmes clés tels que la survie de l’espèce humaine, mais aussi l’éducation du public pour qu’il apporte
TABLEAU 1-2 Les principales causes des maladies1
1. Agents physiques : traumatisme mécanique, températures extrêmes,
varia­­tions brusques de la pression atmosphérique, radiations, choc
électrique.
2. Agents chimiques, y compris certains composés toxiques,
des médica­ments, etc.
3. Agents biologiques : virus, bactéries, champignons, formes supérieures
de parasites.
4. Manque d’oxygène : insuffisance d’apport sanguin, baisse de la capacité de
fixation de l’oxygène par le sang, empoisonnement des enzymes oxydatives.
5. Maladies génétiques : congénitales, moléculaires.
6. Réactions immunologiques : anaphylaxie, maladies autoimmunes.
7. Déséquilibres nutritionnels : déficits, excès.
8. Déséquilibres endocriniens : déficit ou hyperproduction d’hormones.
Source : Adapté avec autorisation d’après Robbins SL, Cotram RS, Kumar V, The
Pathologic Basis of Disease, 3rd ed. Saunders, 1984. Copyright © 1984 Elsevier Inc.
Recopié avec l’autorisation de Elsevier.
Note Toutes les causes énumérées agissent en influant sur divers mécanismes
biochimiques de la cellule ou de l’organisme.
1
son soutien à l’utilisation de la démarche scientifique pour résoudre les problèmes majeurs (environnementaux et autres par ex.)
auxquels nous sommes confrontés.
L’ impact du Projet Génome Humain
(PGH ou HGP) en biochimie, en biologie
et en médecine
Des progrès remarquables ont été accomplis à la fin des années
1990 dans le séquençage du génome humain grâce au projet HGP.
Le point d’orgue a été juillet 2000 avec l’annonce par les chefs des
deux groupes impliqués dans cette entreprise (International
Human Genome Sequencing Consortium et Celera Genomics,
une compagnie privée) du séquençage du génome à plus de 90 %.
Des ébauches de travail de la séquence ont été publiées au début de
2001. À l’exception de quelques lacunes, la séquence du génome
humain a été complétée en 2003, 50 ans après la description de la
double hélice d’ADN par Watson et Crick.
Les conséquences de ce travail pour la biochimie, la biologie,
la médecine et les sciences apparentées sont énormes et nous ne
ferons état ici que de quelques points. Il est maintenant possible
d’isoler n’importe quel gène et en général, de déterminer sa
structure et sa fonction (par exemple par des expériences de
séquençage et d’invalidation ou knockout). De nombreux gènes
encore inconnus ont été découverts, leurs produits sont déjà identifiés ou en cours d’étude. L’ évolution de l’être humain est apparue sous un jour nouveau et les méthodes de recherche des gènes
responsables de maladies se sont énormément améliorées. Il
sera fait référence au Projet Génome Humain dans de nombreux
chapitres de ce livre.
Du fait de la multiplication des ramifications du projet HGP,
il est essentiel que le lecteur comprenne les apports majeurs à la
compréhension de la physiologie normale et de la pathologie
humaines qui sont déjà réalisés ou en cours, grâce aux études des
génomes d’organismes modèles, notamment Drosophila melanogaster (la mouche du vinaigre) et Caenorhabditis elegans (un
ver nématode). Cela a été clairement précisé par Bruce Alberts
(2010) qui s’est fait l’écho des impressionnants progrès récents
accomplis dans le déchiffrement des génomes de ces deux organismes. Du fait de la possibilité de manipuler expérimentalement
ces organismes et de leurs temps de génération courts, il est possible de progresser relativement rapidement dans la compréhension de la fonction normale de leurs gènes, et aussi de comprendre
comment des anomalies de leurs gènes entraînent des maladies.
On espère que ces progrès puissent se traduire par des approches
bénéfiques pour l’être humain. Selon Alberts, « aussi invraisemblable que cela puisse paraître, les recherches futures sur les drosophiles et les vers nous fourniront souvent la voie la plus courte et
la plus efficace pour soigner les maladies humaines ». Cela s’applique à des pathologies aussi différentes que le cancer et la maladie
d’Alzheimer.
La Figure 1-2 montre les domaines actuellement en pointe
qui se sont développés directement à partir des progrès du séquençage du génome humain, et ceux qui ont bénéficié de ces progrès.
De nombreux domaines qualifiés d’omiques ont émergé directement du projet génome humain ; ce sont des études globales des
structures et des fonctions des molécules concernées par chacune
de ces disciplines. Les définitions de ces disciplines dont la liste
figure ci-après sont données dans le glossaire de ce chapitre. Les
techniques de transcriptomique et de protéomique permettent
d’étudier les produits des gènes (molécules d’ARN et protéines).
CHAPITRE 1 Biochimie et médecine
Transcriptomique
Protéomique
Glycomique
5
Lipidomique
Nutrigénomique
Métabolomique
Pharmacogénomique
Bioinformatique
PGH
(Génomique)
Bioingénierie
Biotechnologies
Bioéthique
Biophysique
Biologie des
cellules souches
Nanotechnologies
Diagnostics
moléculaires
Thérapie génique
Biologie des
systèmes
Biologie synthétique
FIGURE 1-2 Le Projet Génome Humain (PGH ou HGP) a eu un impact sur bien des
disciplines et des domaines de recherche. La biochimie en tant que telle n’est pas indiquée
dans cette figure, du fait qu’elle a une existence bien antérieure au démarrage du projet HGP.
Par contre, plusieurs des disciplines indiquées (par ex. la bioinformatique, la génomique, la
glycomique, la lipidomique, la métabolomique, les diagnostics moléculaires, la protéomique et
la transcriptomique) sont des domaines de recherche très actifs des biochimistes.
Un exemple spectaculaire de la vitesse des progrès en transcriptomique est l’explosion des connaissances sur les molécules des
petits ARN comme régulateurs de l’activité des gènes. D’autres
disciplines de type omiques sont la glycomique, la lipidomique,
la métabolomique, la nutrigénomique et la pharmacogénomique. La bioinformatique a concentré beaucoup d’efforts pour
permettre de tenir le rythme du flux d’informations générées
D’autres secteurs voisins auquel le dynamisme du projet HGP a
donné un coup de fouet sont les biotechnologies, la bioingénierie,
la biophysique et la bioéthique. Les nanotechnologies sont un
domaine actif, elles peuvent, par exemple, offrir de nouvelles
méthodes de diagnostic et de traitement des cancers et d’autres
maladies. La biologie des cellules souches est actuellement au
centre de recherches intenses. La thérapie génique doit encore
tenir ses promesses mais il semble probable que cela arrivera tôt
ou tard. De nombreux nouveaux tests de diagnostic moléculaire
se sont développés en génétique, en microbiologie et en immunologie par exemple, que ce soit pour la recherche ou pour le diagnostic. La biologie des systèmes est aussi en plein essor. La
biologie synthétique est peut-être la plus fascinante de toutes.
Elle doit permettre de créer des organismes vivants (tout d’abord
de petites bactéries par exemple) à partir de matériel génétique in
vitro. Il devrait être possible de concevoir ces organismes pour
accomplir certaines tâches spécifiques (par exemple l’élimination
de pollutions pétrolières). Tout comme dans le cas des cellules souches, ce domaine retiendra tout particulièrement l’attention des
spécialistes de bioéthique, entre autres. Beaucoup des sujets qui
viennent d’être évoqués seront repris plus loin dans ce livre.
Tous ces sujets rendent l’époque actuelle extrêmement passionnante, que ce soit pour les étudiants ou pour ceux qui travaillent dans les domaines biologiques et médicaux. Les résultats
de la recherche dans tous les domaines précités auront des retombées extraordinaires en biologie, en médecine et dans les sciences
de la santé.
RÉSUMÉ
n
n
n
n
n
n
n
La biochimie est la science qui étudie les différentes molécules
se trouvant dans les cellules et les organismes vivants, ainsi que
leurs réactions chimiques. Comme la vie dépend de réactions
biochimiques, la biochimie est devenue le langage commun de
toutes les sciences biologiques.
La biochimie s’intéresse à toutes les formes de vie, allant des
plus simples d’entre elles comme les virus et les bactéries,
jusqu’à la complexité des êtres humains.
La biochimie, la médecine et les autres sciences du domaine de
la santé sont intimement liées. La santé dépend pour toutes les
espèces, d’un équilibre harmonieux des réactions biochimiques
de l’organisme et les maladies sont le reflet d’anomalies de
molécules biologiques, de réactions biochimiques ou de
processus biochimiques.
Les progrès en biochimie ont éclairé de nombreux domaines
de la médecine. Réciproquement, l’étude des maladies a
souvent révélé des aspects insoupçonnés de la biochimie. Les
approches biochimiques sont souvent fondamentales pour
comprendre les causes des maladies et élaborer des traitements
appropriés.
L’ utilisation judicieuse de divers examens biochimiques en
laboratoire fait partie intégrante du diagnostic et du suivi du
traitement.
De solides connaissances de biochimie et d’autres sciences
fondamentales apparentées, sont indispensables à une pratique
rationnelle de la médecine et des sciences biomédicales.
Les résultats du Projet Génome Humain et de la recherche
dans les disciplines connexes auront un impact profond sur
l’avenir de la biologie, sur la médecine et les autres sciences du
domaine de la santé. L’accent est mis sur l’importance de la
recherche génomique sur des organismes modèles comme
D. melanogaster et C. elegans dans la compréhension
des maladies humaines.
6
CHAPTre 1 Biochimie et médecine
RÉFÉRENCES
Alberts B : Model organisms and human health. Science 2010 ; 330 :
1724.
Alberts B : Lessons for genomics, Science 2011 ; 331 : 511 (Dans ce
numéro de Science et les suivants en février 2011, divers
scientifiques s’expriment sur l’importance du dixième
anniversaire de la publication de la séquence du génome
humain).
Cammack R, Attwood T, Campbell P et al (editors) : Oxford
Dictionary of Biochemistry and Molecular Biology. 2nd ed.
Oxford University Press. 2006.
Cooke M. Science for Physicians. Science 2010 ; 329 ; 1573.
Feero WG, Guttmacher AE, Collins FS : Genomic medicine-an
updated primer. N. Eng J Med 2010 ; 362 ; 2001.
Fruton JS : Proteins, Enzymes, Genes : The Interplay of Chemistry and
Biology. Yale University Press, 1999. (Retrace l’historique de
l’essentiel de la recherche biochimique contemporaine).
Garrod AE : Inborn errors of metabolism. (Croonian Lectures.)
Lancet 1908 ; 2 : 1, 73, 142, 214.
Gibson DG, Glass JI, Lartigue C, et al. Creation of a bacterial cell
controlled by a chemically synthesized genome. Science 2010 ;
329 : 52.
Kornberg A : Basic research : The lifeline of medicine. FASEB J 1992 ;
6 : 3143.
Kornberg A : Centenary of the birth of modern biochemistry.
FASEB J 1997 ; 11 : 1209.
Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) : Center for Medical
Genetics, Johns Hopkins University and National Center for
Biotechnology Information, National Library of Medicine, 1997.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim/ (Les numéros attribués aux
références dans OMIM seront cités dans les chapitres concernés
de ce livre. La consultation de cette collection extensive de
maladies ainsi que d’autres articles pertinents (sur des protéines
spécifiques, des enzymes, etc.) augmenteront grandement les
connaissances du lecteur et sa compréhension des divers sujets
évoqués et traités dans cet ouvrage. La version en ligne de
OMIM est mise à jour presque quotidiennement.
Scriver CR, Beaudet AL, Valle D, et al (editors) : The Metabolic and
Molecular Bases of Inherited Disease, 8th ed. McGraw-Hill, 2001
(Ce texte est maintenant disponible en ligne et mis à jour en tant
que The Online Metabolic & Molecular Bases of Inherited Disease à
l’adresse www.ommbid.com. La souscription d’un abonnement est
nécessaire, mais il est possible d’y accéder via une bibliothèque
universitaire, celle d’un hôpital ou par d’autres sources).
Scherer S : A Short Guide to the Human Genome. CSHL Press, 2008.
Weatherall DJ : Systems biology and red cells. N Engl J Med 2011 ;
364 ; 376.
GLOSSAIRE
Bioéthique : Domaine de l’éthique s’intéressant à l’application de
principes moraux et éthiques en biologie et en médecine.
Bioinformatique : Cette discipline aborde la collecte, le stockage et
l’analyse des données biologiques, principalement celles des
séquences d’ADN et de protéines (voir le Chapitre 10).
Bioingénierie : Applications d’ingénierie en biologie et en
médecine.
Biologie des cellules souches : Une cellule souche est une cellule
indifférenciée capable d’autorenouvellement et de différenciation
en n’importe quelle cellule adulte de l’organisme. La biologie des
cellules souches s’intéresse à la biologie de ces cellules mais aussi
à leur utilisation dans différents contextes pathologiques.
Biologie des systèmes : Cette discipline étudie les systèmes
biologiques complexes dans leur globalité (s’opposant en cela à
l’approche réductionniste, par exemple celle de la biochimie
traditionnelle).
Biologie synthétique : Ce domaine combine les techniques de
biologie moléculaire à des approches d’ingénierie pour
construire de nouvelles fonctions et de nouveaux systèmes
biologiques.
Biophysique : Elle applique la physique et ses techniques à la
biologie et à la médecine.
Biotechnologies : Ce domaine combine des approches de biochimie
et d’ingénierie, entre autres, pour élaborer des produits biologiques
utiles en médecine ou pour des applications industrielles.
Diagnostic moléculaire : Il utilise des approches moléculaires (par
exemple, des sondes d’ADN) comme aide au diagnostic de
diverses pathologies biochimiques, génétiques, immunologiques,
microbiologiques et d’autres.
Génomique : Le génome est l’ensemble des gènes d’un organisme
(par exemple, le génome humain), la génomique est l’étude
approfondie des structures et des fonctions des génomes (voir au
Chapitre 10 notamment mais ailleurs également).
Glycomique : Le glycome est l’ensemble des glucides simples et
complexes d’un organisme. La glycomique est l’étude
systématique des structures et des fonctions des glycomes (par
exemple, le glycome humain abordé au Chapitre 47).
Lipidomique : Le lipidome est l’ensemble des lipides d’un
organisme. La lipidomique est l’étude approfondie des structures
et des fonctions de tous les composants du lipidome et de leurs
interactions, dans l’état normal ou pathologique.
Métabolomique : Le métabolome est l’ensemble des métabolites (les
petites molécules participant au métabolisme) d’un organisme.
La métabolomique est l’étude approfondie de leurs structures, de
leurs fonctions et de leurs changements dans différentes
conditions métaboliques.
Nanotechnologies : Développement et utilisation en médecine et
dans d’autres domaines d’appareils (comme des nanocapsules,
voir le glossaire du Chapitre 55) qui ont une taille de seulement
quelques nanomètres (10–9m = 1 nm).
Nutrigénomique : C’est l’étude systématique des effets des aliments
sur l’expression génétique mais aussi des effets de la variabilité
génétique sur l’utilisation des aliments.
Pharmacogénomique : Elle utilise l’information et les techniques
de la génomique pour optimiser la découverte et le
développement de cibles pharmacologiques et de médicaments
(voir au Chapitre 54).
Protéomique : Le protéome est l’ensemble des protéines d’un
organisme. La protéomique est l’étude systématique des
structures et des fonctions des protéomes, y compris de leurs
variations physiologiques et pathologiques (voir au Chapitre 4).
Thérapie génique : Elle consiste à utiliser des gènes modifiés par
génie génétique dans le traitement de diverses maladies (voir au
Chapitre 39).
Transcriptomique : Le transcriptome est l’ensemble des ARN
transcrits à partir du génome à un instant donné. La
transcriptomique est l’étude exhaustive de l’expression génique
au niveau de l’ARN (voir notamment le Chapitre 36, mais
d’autres également).
C
Eau et pH
Peter J. Kennely, PhD et Victor W. Rodwell, PhD
O B J E C T i f s
■
L’étude de ce chapitre
vous permettra :
■
■
■
■
■
■
■
h
2
a
p
I
T
R
De décrire les propriétés de l’eau responsables de sa tension superficielle, de
sa viscosité, de son état liquide à température ambiante et de son pouvoir de
solvant.
D’utiliser des formules structurales pour représenter différents composés
organiques servant de donneurs ou d’accepteurs de liaisons hydrogène.
D’expliquer le rôle de l’entropie dans l’orientation, dans un environnement
aqueux, des régions polaires et non polaires des macromolécules.
D’indiquer les contributions quantitatives des ponts salins, des interactions
hydrophobes et des forces de van der Waals dans la stabilité des
macromolécules.
D’expliquer la relation du pH avec l’acidité, l’alcalinité et les déterminants
quantitatifs qui caractérisent les acides faibles ou forts.
De calculer la variation de pH consécutive à l’addition d’une quantité donnée
d’un acide ou d’une base dans une solution tamponnée.
De décrire ce que font les tampons, leur mode d’action et les conditions dans
lesquelles un tampon est le plus efficace, que ces conditions soient
physiologiques ou non.
D’illustrer comment l’équation d’Henderson-Hasselbalch peut servir à calculer
la charge nette d’un polyélectrolyte à un pH donné.
E
8
CHAPITRE 2 Eau et pH
IMPORTANCE BIOMÉDICALE
L’ eau est le composant chimique prédominant des organismes
vivants. Ses propriétés physiques uniques, dont la capacité de solu­
biliser une large gamme de molécules organiques et inorganiques
découlent de sa structure dipolaire et de son exceptionnelle capa­
cité à former des liaisons hydrogène. La façon dont l’eau interagit
avec une biomolécule solubilisée influence leur structure à toutes
deux. En tant qu’excellent nucléophile, l’eau est un réactif ou un
produit de beaucoup de réactions métaboliques. La régulation de
l’équilibre hydrique dépend des mécanismes hypothalamiques con­
trôlant la soif, de l’hormone antidiurétique (ADH), de la rétention
ou de l’excrétion de l’eau par les reins et des pertes par évaporation.
Le diabète insipide néphrogène, impliquant une incapacité à
con­centrer les urines ou à répondre à des changements subtils de
l’osmolarité du liquide extracellulaire, résulte d’une incapacité des
récepteurs osmorégulateurs des tubules rénaux à répondre à la
présence d’ADH.
L’eau a une légère tendance à se dissocier en ions hydroxyles
et en protons. La concentration en protons, ou acidité des solu­
tions aqueuses est en général exprimée à l’aide d’une échelle loga­
rithmique de pH. Le bicarbonate et d’autres systèmes tampons
maintiennent normalement le pH des fluides extracellulaires
entre 7,35 et 7,45. Les perturbations éventuelles de l’équilibre
acido-basique sont confirmées par mesure du pH du sang artériel
et la teneur en CO2 du sang veineux. Parmi les causes d’acidose
(pH sanguin < 7,35) se trouvent l’acidocétose diabétique et l’aci­
dose lactique. L’ alcalose (pH > 7,45) peut, par exemple, être con­
sécutive au vomissement du contenu acide de l’estomac.
L’ EAU EST un SOLVANT
BIOLOGIQUE IDÉAL
Les molécules d’eau forment des dipôles
La molécule d’eau est un tétraèdre irrégulier, légèrement déporté,
ayant un atome d’oxygène en son centre (Figure 2-1). Les deux
atomes d’hydrogène et les électrons non partagés sur les deux
orbitales sp3 hybridées occupent les sommets du tétraèdre. L’ angle
de 105 degrés entre les deux atomes d’hydrogène est légèrement
inférieur à l’angle tétraédrique parfait de 109,5 degrés. L’ ammo­
niac est également tétraédrique avec un angle de 107 degrés entre
ses atomes d’hydrogène. L’ atome d’oxygène, fortement électroné­
gatif dans l’eau, attire les électrons des noyaux d’hydrogène, leur
conférant une charge positive partielle tandis que ses deux paires
d’électrons non partagées constituent une région de charge néga­
tive locale.
Une molécule avec des charges électriques distribuées de
façon asymétrique autour de sa structure est qualifiée de dipôle.
L’ eau fortement dipolaire a une constante diélectrique élevée.
Selon la description quantitative par la loi de Coulomb, la force
d’interaction F entre des particules de charges opposées est inverse­
ment proportionnelle à la constante diélectrique ε du milieu envi­
ronnant. La constante diélectrique dans le vide vaut 1, elle vaut 1,9
pour l’hexane, 24,3 pour l’éthanol et 78,5 pour l’eau. L’ eau diminue
donc fortement les forces d’attraction entre les entités chargées et
polaires par comparaison à des milieux anhydres ayant des con­
stantes diélectriques inférieures. Son fort caractère dipolaire et sa
constante diélectrique élevée permettent à l’eau de dissoudre de
grandes quantités de composés chargés comme les sels.
Les molécules d’eau forment
des liaisons hydrogène
Un noyau d’hydrogène relativement non protégé en raison de sa
liaison covalente à un atome d’oxygène ou d’azote qui attire son
électron, peut interagir avec une paire d’électrons non partagés
d’un autre atome d’oxygène ou d’azote pour former une liaison
hydrogène. Les molécules d’eau présentant ces deux propriétés,
les liaisons hydrogène favorisent l’auto-association des molécules
d’eau en rangs ordonnés (Figure 2-2). Les liaisons hydrogène influ­
encent profondément les propriétés physiques de l’eau et expli­
quent sa viscosité, sa tension superficielle et son point d’ébullition
exceptionnellement élevés. En moyenne, chaque molécule d’eau
liquide est associée à 3,5 autres par des liaisons hydrogène. Ces
liaisons sont en même temps assez faibles et transitoires, avec une
demi-vie de quelques nanosecondes ou moins. La rupture d’une
liaison hydrogène d’eau liquide demande environ 4,5 kcal/mol, soit
moins de 5 % de l’énergie nécessaire pour rompre une liaison
covalente O—H.
Les liaisons hydrogène permettent à l’eau de dissoudre de nom­
breuses biomolécules organiques contenant des groupements fonc­
tionnels capables de participer à des liaisons hydrogène. Les atomes
d’oxygène des aldéhydes, des cétones et des amides fournissent ainsi
des paires d’électrons pouvant servir d’accepteurs d’hydrogène.
Les alcools, les acides carboxyliques et les amines peuvent servir
à la fois d’accepteurs et de donneurs d’atomes d’hydrogène rela­
tivement non protégés pour la formation de liaisons hydrogène
(Figure 2-3).
H
H
2e
H
H
O
H
H H O
O
H
O H
O
H
H
2e
H
105°
H
FIGURE 2-1 Structure tétraédrique de la molécule d’eau.
H
O
O
H
H
FIGURE 2-2 À gauche : Association de deux molécules d’eau par
une liaison hydrogène (ligne pointillée). À droite : Groupe de quatre
molécules d’eau liées par des liaisons hydrogène. Notons qu’une
molécule d’eau peut servir en même temps de donneur et d’accepteur
d’hydrogène.
CHAPITRE 2 Eau et pH
TABLEAU 2-1 Énergies de liaison d’atomes d’importance
H
CH3
CH2
O
H
biologique
O
H
H
CH3
CH2
O
H
O
CH2
C
R
I
CH3
R II
R
O
H
9
N
R
III
FIGURE 2-3 D’autres groupements polaires participent à la
formation de liaisons hydrogène. Formation de liaisons hydrogène
entre un alcool et l’eau, entre deux molécules d’éthanol ainsi qu’entre
l’oxygène d’un groupement carbonyle d’une liaison peptidique
et l’hydrogène d’un groupement amine d’une liaison peptidique
provenant d’un acide aminé adjacent.
Type
de liaison
Énergie
(kcal/mol)
Type de
liaison
Énergie
(kcal/mol)
O—O
34
O==O
96
S—S
51
C—H
99
C—N
70
C==S
108
S—H
81
O—H
110
C—C
82
C==C
147
C—O
84
C==N
147
N—H
94
C==O
164
Les interactions hydrophobes
L’ INTERACTION AVEC L’ EAU
INFLUENCE LA STRUCTURE
DES BIOMOLÉCULES
Les liaisons, covalentes ou non, stabilisent
les molécules biologiques
La liaison covalente est la plus puissante des forces qui maintien­
nent les molécules ensemble (Tableau 2-1). Les forces non cova­
lentes, bien que d’une magnitude inférieure, contribuent de façon
significative à la structure, la stabilité et à la compétence des
macromolécules dans les cellules vivantes. Ces forces, qu’elles
soient attractives ou répulsives, comprennent des interactions au
sein des biomolécules et avec l’eau qui est le principal composant
du milieu environnant.
Le repliement des biomolécules place
les groupements polaires et chargés
en surface
La plupart des biomolécules sont amphipathiques ou amphiphiles, c’est-à-dire qu’elles possèdent des régions riches en groupe­
ments chargés ou polaires et des régions à caractère hydrophobe.
Les protéines ont tendance à se replier avec le groupe R des acides
aminés à chaîne latérale hydrophobe vers l’intérieur. Les acides
aminés à chaîne latérale chargée ou polaire (par exemple : l’arginine,
le glutamate et la sérine) se trouvent généralement en surface, en
contact avec l’eau. Une disposition similaire se retrouve dans les
bicouches phospholipidiques, où les têtes chargées de phosphati­
dyl-sérine ou de phosphatidyl-éthanolamine sont au contact de
l’eau tandis que les chaînes hydrophobes acyles gras se regroupent
en excluant l’eau. Cette disposition optimise les possibilités de for­
mer des interactions de liaison énergétiquement favorables de type
charge-dipôle, dipôle-dipôle et hydrogène entre les groupements
polaires de la biomolécule et l’eau. Cette disposition minimise éga­
lement les contacts défavorables, du point de vue énergétique,
entre l’eau et les groupements hydrophobes.
Le terme d’« interactions hydrophobes » se réfère à la tendance à
l’auto-association de composés non-polaires dans un environne­
ment aqueux. Cette auto-association n’est due ni à l’attraction
mutuelle ni à ce qu’on appelle parfois incorrectement des « liai­
sons hydrophobes ». L’ auto-association minimise l’interruption
des interactions favorables du point de vue énergétique entre les
molécules d’eau environnantes.
Alors que les atomes d’hydrogène de groupements non polai­
res comme les groupements méthylènes des hydrocarbures ne for­
ment pas de liaisons hydrogène, ils affectent la structure de l’eau
qui les entoure. Les molécules d’eau situées à côté d’un groupement
hydrophobe sont restreintes dans le nombre d’orientations (degrés
de liberté) leur permettant d’établir un nombre maximum de
liaisons hydrogène favorables du point de vue énergétique. La
formation optimale de liaisons hydrogène multiples, qui assure
une enthalpie maximale, ne peut être maintenue qu’en augmen­
tant l’ordre des molécules d’eau adjacentes, ce qui s’accompagne
d’une diminution de l’entropie.
Selon la deuxième loi de la thermodynamique, l’énergie libre
optimale d’un mélange eau-hydrocarbure est une fonction du
maximum d’enthalpie (par liaisons hydrogène) et du minimum
d’entropie (degrés maximum de liberté). Aussi, les molécules non
polaires tendent-elles à former des gouttelettes avec un minimum
de surface exposée pour réduire le nombre de molécules d’eau
dont la liberté de mouvement est affectée. Pour la même raison,
dans le milieu aqueux des cellules vivantes, les parties hydro­
phobes des biopolymères ont tendance à se trouver enfouies au
sein de la structure de la molécule ou dans une bicouche lipidique
pour minimiser le contact avec l’eau.
Les interactions électrostatiques
Les interactions entre groupements chargés contribuent à la
forme des biomolécules. Les interactions électrostatiques entre
des groupements de charges opposées au sein d’une biomolécule
ou entre deux d’entre elles sont appelées ponts salins ou liaisons
salines. Les ponts salins ont une force comparable à celle des liai­
sons hydrogène mais sont capables d’agir à plus longue distance.
C’est pourquoi ils facilitent souvent la liaison de molécules chargées
et d’ions, aux protéines et aux acides nucléiques.
CHAPITRE 2 Eau et pH
Énergie d’interaction (kcal ∙ mol–1)
10
0,50
0,25
0
–0,25
A
–0,50
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
R (Å)
FIGURE 2-4 La force des interactions de van der Waals varie
avec la distance, R, entre les espèces en interaction. La force de
l’interaction entre les espèces augmente lorsque la distance entre elles
diminue, jusqu’à ce qu’elle atteigne la distance de contact de van der
Waals (flèche annotée d’un A). La répulsion due à l’interaction entre
les électrons de chacun des atomes de la molécule intervient alors.
Bien que les interactions de van der Waals prises isolément soient
extrêmement faibles, leur effet cumulé est néanmoins important pour
des macromolécules comme l’ADN et les protéines où de nombreux
atomes sont en contact étroit.
dits électrophiles. Les nucléophiles et les électrophiles ne possè­
dent pas forcément une charge formelle négative ou positive.
L’ eau, avec ses deux paires d’électrons sp3 disponibles, qui renfer­
ment une charge négative partielle (Figure 2-1), est un excellent
nucléophile. Parmi les autres nucléophiles importants du point de
vue biologique, citons : les atomes d’oxygène des phosphates, des
alcools et des acides carboxyliques, le soufre des thiols, l’azote des
amines et le cycle imidazole de l’histidine. Les électrophiles cou­
rants comprennent les atomes de carbone des groupements car­
bonyles des amides, des esters, des aldéhydes et des cétones, et les
atomes de phosphore des phosphoesters.
L’ attaque nucléophile par l’eau entraîne généralement le cli­
vage de liaisons amides, glycosidiques ou esters qui assurent la
cohésion des biopolymères. Il s’agit d’une réaction d’hydrolyse.
Inversement, quand des unités monomériques sont assemblées
pour former un biopolymère comme une protéine ou du glycogène,
il y a production d’eau comme cela est illustré ci-dessous dans le
cas d’une liaison peptidique entre deux acides aminés.
Les forces de van der Waals
Elles résultent de l’attraction entre des dipôles transitoires générés
par le mouvement rapide des électrons au niveau de tous les atomes
neutres. Elles sont significativement plus faibles que les liaisons
hydrogène mais potentiellement extrêmement nombreuses. Elles
décroissent comme la puissance six de la distance entre les
atomes (Figure 2-4). Elles agissent donc à très faible distance, en
général de l’ordre de 2 à 4 Å.
De nombreuses forces stabilisent
les macromolécules biologiques
La double hélice d’ADN illustre la contribution des diverses forces
à la structure des macromolécules biologiques. Alors que les ato­
mes de chaque brin d’ADN sont assemblés par des liaisons cova­
lentes, les deux brins tiennent ensemble uniquement grâce à
des interactions non covalentes. Ces dernières comportent des
liaisons hydrogène entre les bases des nucléotides (appariements
de bases Watson-Crick) et des interactions de van der Waals entre
les bases puriques et pyrimidiques empilées. La double hélice
expose les groupements phosphates chargés et les groupements
hydroxyles polaires des molécules de riboses de son squelette, au
contact de l’eau alors que les bases relativement hydrophobes des
nucléotides sont enfouies à l’intérieur. L’ étirement du squelette
augmente au maximum la distance entre les charges négatives des
phosphates, minimisant ainsi les inter­actions électrostatiques
défavorables.
L’ EAU EST UN EXCELLENT
NUCLÉOPHILE
Les réactions métaboliques impliquent souvent l’attaque de paires
d’électrons disponibles situées sur des molécules riches en élec­
trons, dites nucléophiles, sur des atomes pauvres en électrons
Bien que l’hydrolyse soit une réaction thermodynamiquement
favorable, les liaisons amide et phosphoester des polypeptides et
des oligonucléotides sont stables dans le milieu aqueux cellulaire.
Ce paradoxe apparent reflète le fait que les règles thermodynami­
ques qui régissent l’équilibre d’une réaction n’influencent pas la
vitesse de celle-ci. Dans la cellule, des protéines catalyseurs, les
enzymes, augmentent la vitesse des réactions d’hydrolyse quand
c’est nécessaire. Les protéases catalysent l’hydrolyse des protéines
en leurs composants élémentaires, les acides aminés, tandis que
les nucléases catalysent l’hydrolyse les liaisons phosphoesters de
l’ADN ou de l’ARN. Un contrôle strict de l’activité de ces enzymes
est nécessaire pour qu’elles n’agissent que sur des cibles moléculai­
res appropriées et au bon moment.
De nombreuses réactions métaboliques
impliquent le transfert d’un groupement
Dans de nombreuses réactions enzymatiques de synthèse ou de
dégradation de biomolécules, il y a transfert d’un groupement G,
d’un donneur D à un accepteur A, pour aboutir à la formation
d’un complexe accepteur A-G :
D−G + a  a −G + D
CHAPITRE 2 Eau et pH
L’hydrolyse et la phosphorolyse du glycogène, par exemple,
impliquent le transfert de groupements glycosyles sur une molé­
cule d’eau ou d’orthophosphate. La constante d’équilibre des réac­
tions d’hydrolyse de liaisons covalentes favorise fortement la
formation des produits de scission. Inversement, dans de nom­
breux cas, les réactions de transfert de groupements lors de la
biosynthèse de macromolécules impliquent la formation de liai­
sons covalentes, défavorable du point de vue thermodynamique.
Les catalyseurs enzymatiques jouent un rôle critique pour franchir
cette barrière, par leur capacité de couplage entre deux réactions
normalement distinctes. Le couplage d’une réaction de transfert
de groupe défavorable du point de vue énergétique à une réaction
thermodynamiquement favorable, comme l’hydrolyse d’ATP, génère
une nouvelle réaction couplée dont la variation globale d’énergie
libre est en faveur de la synthèse du biopolymère.
Étant donné le caractère nucléophile de l’eau, et sa forte con­
centration dans les cellules, comment expliquer la relative stabi­
lité des biopolymères comme les protéines et l’ADN, et comment
leur synthèse peut-elle s’effectuer en milieu aqueux, apparem­
ment favorable à l’hydrolyse ? Les propriétés des enzymes sont la
clef de l’énigme. En l’absence de catalyse enzymatique, même les
réactions fortement favorables, d’un point de vue thermodyna­
mique, ne se produisent pas forcément rapidement. Un contrôle
précis et différentiel de l’activité des enzymes ainsi que leur
séquestration dans des organites spécifiques déterminent les con­
ditions physiologiques dans lesquelles un biopolymère donné sera
synthétisé ou dégradé. Les polymères nouvellement synthétisés ne
sont pas immédiatement hydrolysés, grâce au fait que les sites actifs
des enzymes biosynthétiques séquestrent leurs substrats dans un
environnement dont l’eau peut être exclue.
Les molécules d’eau ont une légère tendance,
physiologiquement importante, à se dissocier
La capacité d’ionisation de l’eau, bien que faible, est d’une impor­
tance biologique capitale. Comme l’eau peut agir à la fois comme
acide et comme base, son ionisation peut être représentée par le
transfert intermoléculaire d’un proton, pour former un ion
hydronium (H3O+) et un ion hydroxyle (OH–) :
H2O + H2O  H3O + + OH−
Le proton transféré est en réalité associé à un groupe de molécules
d’eau. Les protons se trouvent en solution non seulement sous
forme de H3O+, mais aussi sous forme de molécules multimé­ri­
ques de type H5O2+ ou H7O3+. On a pourtant l’habitude de représen­
ter ce proton par « H+ », bien qu’il soit en fait fortement hydraté.
Comme les ions hydronium et hydroxyle se réassocient con­
tinuellement pour former des molécules d’eau, on ne peut affirmer
si un atome individuel d’hydrogène ou d’oxygène est présent sous
forme d’ion ou bien s’il fait partie d’une molécule d’eau. À un
instant donné, il existe sous forme d’ion et l’instant d’après il fait
partie d’une molécule d’eau. Aussi ne considère-t-on pas des ions
ou des molécules individuelles. On considère en fait la probabilité
qu’à un instant donné un atome d’hydrogène donné soit présent
sous forme d’ion ou intégré à une molécule d’eau. Puisqu’un
gramme d’eau contient 3,46 × 1022 molécules, l’ionisation de l’eau
peut être décrite en termes statistiques. Dire que la probabilité qu’a
un atome d’hydrogène d’exister sous forme d’ion est de 0,01 signi­
fie qu’un atome d’hydrogène a une chance sur 100 d’être un ion et
99 chances sur 100 de se retrouver dans une molécule d’eau. La
11
probabilité réelle qu’a un atome d’hydrogène dans l’eau pure
d’exister sous forme d’ion est approximativement de 1,8 × 10–9.
Par conséquent, la probabilité qu’il a de faire partie d’une molécule
est donc proche de 1. Ceci peut s’énoncer d’une autre façon : pour
chaque ion hydrogène et pour chaque ion hydroxyle dans l’eau
pure, il y a 1,8 milliards, soit 1,8 × 109, molécules d’eau. Néan­
moins, les ions hydrogène et hydroxyle contribuent de façon sig­
nificative aux propriétés de l’eau.
La dissociation de l’eau s’exprime ainsi :
K =
⎡⎣H+ ⎤⎦ ⎡⎣OH− ⎤⎦
[H2O]
où les termes entre crochets représentent les concentrations
molaires (plus exactement les activités molaires) et K, la cons­tante
de dissociation. Comme une mole (mol) d’eau pèse 18 g. Un litre
(L), soit 1000 g d’eau, contient donc, 1000/18 = 55,56 moles. Par
con­séquent, la concentration molaire de l’eau pure est de 55,56.
Comme la probabilité qu’un hydrogène existe dans l’eau pure sous
forme d’ion H+ est de 1,8 × 10–9, la concentration molaire des ions
H+ (ou des ions OH–) dans l’eau pure se calcule en multipliant la
pro­babi­lité, 1,8 × 10–9, par la concentration molaire de l’eau,
55,56 mol/L. Le résultat est de 1,0 × 10–7 mol/L.
Nous pouvons maintenant calculer la valeur de K pour l’eau
pure
K =
⎡⎣H + ⎤⎦ ⎡⎣OH − ⎤⎦ ⎡⎣10 −7 ⎤⎦ ⎡⎣10 −7 ⎤⎦
=
[55.56]
[H 2O ]
= 0.018 × 10 −14 = 1.8 × 10 −16 mol/L
La concentration molaire de l’eau (55,56 mol/L) est trop forte
pour être significativement modifiée par la dissociation. Par
conséquent, il est pratique de la considérer comme une constante.
Cette constante peut donc être intégrée à la constante de dissocia­
tion, K, donnant ainsi une nouvelle constante, Kw, appelée produit ionique de l’eau. La relation entre Kw et K est la suivante :
K =
⎡⎣H+ ⎤⎦ ⎡⎣OH− ⎤⎦
= 1.8 × 10 −16 mol/L
[H2O]
K w = (K ) [H2O ] = ⎡⎣H+ ⎤⎦ ⎡⎣OH− ⎤⎦
(
)
= 1.8 × 10 −16 mol/L (55.56 mol/L )
= 1.00 × 10 −14 (mol/L )
2
On notera que K est exprimée en moles par litre alors que Kw est
en moles2 par litre2. Comme son nom l’indique, le produit ioni­
que Kw est numériquement égal au produit des concentrations
molaires d’H+ et d’OH– :
K w = ⎡⎣H+ ⎤⎦ ⎡⎣OH− ⎤⎦
À 25 °C, Kw = (10–7)2, c’est-à-dire 10–14 (mol/L)2. Aux températu­
res inférieures à 25 °C, la valeur de Kw est légèrement plus petite
que 10–14, et aux températures supérieures à 25 °C, elle est légère­
ment plus grande que 10–14. Si l’on néglige ces effets de la tempé­
rature, Kw = 10–14 (mol/L)2 pour toutes les solutions aqueuses,
même celles qui contiennent des acides ou des bases. Nous utili­
serons cette constante Kw dans le calcul des valeurs du pH des
solutions acides ou basiques.
12
CHAPITRE 2 Eau et pH
LE pH EST LE LOG NÉGATIF
DE LA CONCENTRATION EN IONS
HYDROGÈNE
Pour résoudre le problème par cette approche, on calcule pOH :
[OH–]= 4,0 × 10–4
pOH = – log [OH–]
= – log (4,0 × 10–4)
= – log (4,0) – log (10–4)
= – 0,60 + 4,0
= 3,4
En 1909, Sörensen a introduit la dénomination de pH, qu’il défi­
nit comme la valeur négative du logarithme de la concentration
en ions hydrogène :
pH = − log ⎡⎣H+ ⎤⎦
Cette définition, bien que non rigoureuse, est suffisante pour la
plupart des usages en biochimie. Ainsi, pour calculer le pH d’une
solution :
1. Calculer la concentration des ions hydrogène, [H+].
2. Calculer le logarithme en base 10 de [H+].
3. Le pH est la valeur négative de celle trouvée à l’étape 2.
Par exemple, pour l’eau pure à 25 °C,
pH = – log [H+] = – log 10–7 = -(-7) = 7,0
Cette valeur est également appelée power (en anglais), puissance
(en français) ou potenz (en allemand) de l’exposant, d’où l’utilisa­
tion du symbole « p ».
Des valeurs de pH faibles correspondent à des concentrations
élevées en H+ et les valeurs de pH élevées à des concentrations
faibles en H+.
Les acides sont des donneurs de protons et les bases sont des
accepteurs de protons. Les acides forts (par exemple : HCl, H2SO4)
se dissocient totalement en anions et en cations, même dans des
solutions fortement acides (à pH faible). Les acides faibles ne se
dissocient que partiellement dans des solutions acides. De même,
les bases fortes (par exemple KOH, NaOH) au contraire des bases
faibles (par exemple : Ca[OH]2), sont totalement dissociées même
à pH élevé. De nombreux composés biochimiques sont des acides
faibles. Parmi les exceptions, notons les intermédiaires phospho­
rylés dont le groupement phosphoryle possède deux protons
dissociables, dont le premier est fortement acide.
Les exemples suivants illustrent la façon de calculer le pH des
solutions acides et des solutions basiques.
Exemple 1 : Quel est le pH d’une solution dont la concentra­
tion en ions hydrogène est de 3,2 × 10–4 mol/L ?
pH = – log [H+]
= – log (3,2 × 10–4)
= – log (3,2) – log(10–4)
= – 0,5 + 4,0
= 3,5
Exemple 2 : Quel est le pH d’une solution dont la concentra­
tion en ions hydroxyles est de 4,0 × 10–4 mol/L ? Pour aborder ce
problème, il faut d’abord définir une quantité, pOH, qui est égale
à –log[OH–] et qui peut être dérivée de la définition de Kw :
Kw = [H+][OH–] = 10–14
Donc :
log [H+] + log [OH–] = log 10-14
Ou encore
pH + pOH = 14
Donc :
pH = 14 – pOH = 14 – 3,4
= 10,6
Les exemples ci-dessus illustrent comment l’échelle loga­
rithmique de pH facilite la notation et la comparaison des con­
centrations en ions hydrogène différant de plusieurs ordres de
grandeurs, à savoir 0,00032 M (à pH 3,5) contre 0,000000000025 M
(à pH 10,6).
Exemple 3 : Quelles sont les valeurs de pH de (a) KOH à
2,0 × 10–2 mol/L et de (b) KOH à 2,0 × 10–6 mol/L ? Les OH– pro­
viennent de deux sources distinctes : KOH et l’eau. Comme le pH
est déterminé par la concentration [H+] totale (et le pOH par la
concentration [OH–] totale), il faut tenir compte des deux sour­
ces. Dans le premier cas (a), la contribution de l’eau à [OH–] totale
est négligeable. On ne peut pas en dire autant dans le deuxième
cas (b) :
Concentration (mol/L)
(a)
(b)
Molarite de KOH
2.0 × 10–2
2.0 × 10–6
[OH–] due à KOH
2.0 × 10–2
2.0 × 10–6
[OH–] due à l’eau
1.0 × 10–7
1.0 × 10–7
2.00001 × 10–2
2.1 × 10–6
[OH–] totale
Dès qu’une décision est retenue quant à l’importance de la contri­
bution de l’eau, le pH peut être calculé comme ci-dessus.
Dans les exemples précédents, on a fait l’hypothèse que la
base forte KOH est complètement dissociée en solution et que la
concentration molaire des ions OH– est alors égale à la concentra­
tion molaire de KOH augmentée de la concentration [OH–] ini­
tialement présente dans l’eau. Cette hypothèse est valable pour les
solutions relativement diluées de bases fortes ou d’acides forts,
mais pas pour les solutions de bases faibles ou d’acides faibles.
Comme ces électrolytes faibles se dissocient peu en solution, il
faut d’abord calculer, en utilisant la constante de dissociation, la
concentration [H+] (ou [OH–]) obtenue pour un acide (ou une
base) à une certaine molarité, avant de calculer la valeur de [H+]
totale (ou celle de [OH–] totale), et par la suite le pH.
Les groupements fonctionnels
qui correspondent à des acides faibles
ont une grande signification physiologique
De nombreux composés biochimiques possèdent des groupe­
ments fonctionnels qui sont des acides faibles ou des bases faibles.
Les groupes carboxyles, amino, ou esters de phosphate, dont le
CHAPITRE 2 Eau et pH
phosphate secondaire se dissocie à pH physiologique, sont pré­
sents dans les protéines et les acides nucléiques, ainsi que dans la
plupart des coenzymes et des métabolites intermédiaires. La
connaissance du comportement de dissociation des acides et des
bases faibles est donc essentielle à la compréhension de l’influence
du pH intracellulaire sur la structure et sur l’activité biologique de
ces composés. Leur séparation par électrophorèse et chromato­
graphie d’échange d’ions est basée sur leur charge et se comprend
donc mieux en la rapportant au comportement de dissociation de
leurs groupements fonctionnels
Nous appelons acide la forme protonée d’un acide (par exem­
ple HA ou R—NH3+), et la forme non protonée (comme A– ou
R—NH2) est sa base conjuguée. De la même façon, nous pou­
vons parler d’une base (comme A– ou R—NH2) et de son acide
conjugué (HA ou R—NH3+, par exemple). Ci-dessous figurent
quelques acides faibles représentatifs (à gauche), leurs bases
conjuguées (au centre), et les valeurs de pKa (à droite) :
R ⎯ CH2 ⎯ COOH
R ⎯ CH2 ⎯ NH3
+
R ⎯ CH2 ⎯ COO −
pK a = 4 − 5
R ⎯ CH2 ⎯ NH2
pK a = 9 − 10
−
H2CO3
HCO 3
H2PO 4 −
HPO 4 − 2
ou quand
[R ⎯ NH2 ] = ⎡⎣R ⎯ NH3+ ⎤⎦
alors
Ka = [H+]
En d’autres termes, quand les espèces associée (protonée) et dis­
sociée (base conjuguée) sont présentes en concentrations égales,
la concentration de l’ion hydrogène [H+] est numériquement
égale à la constante de dissociation Ka. Si on prend le logarithme
des deux membres de l’équation présentée ci-dessus et qu’on les
multiplie par –1, alors les expressions deviennent :
pK a = 7, 2
− log K a = − log ⎡⎣H+ ⎤⎦
⎡⎣R ⎯ COO − ⎤⎦ ⎡⎣H+ ⎤⎦
[R ⎯ COOH]
R ⎯ΝΗ 3 + � R ⎯ΝΗ 2 + H+
Ka =
⎡⎣R ⎯ COO − ⎤⎦ = [R ⎯ COOH]
K a = ⎡⎣H+ ⎤⎦
R ⎯ COOH � R ⎯ COO − + H+
Ka =
À partir des équations précédentes qui relient Ka à [H+] et aux
concentrations de l’acide non dissocié et de sa base conjuguée,
notons que lorsque
p K a = 6 ,4
La force relative des acides et des bases faibles est exprimée quan­
titativement par leurs constantes de dissociation. Les expressions
des constantes de dissociation acide (Ka) sont montrées ci-dessous
pour deux acides faibles représentatifs R—COOH et R—NH3+.
[R ⎯ΝΗ 2 ] ⎡⎣H+ ⎤⎦
⎡⎣R ⎯ΝΗ 3 + ⎤⎦
Comme les valeurs numériques de Ka pour les acides faibles sont
des nombres exponentiels négatifs, il est justifié d’exprimer Ka
sous forme de pKa, où
pKa = – log Ka
Notons que le pKa est relié à Ka de la même façon que le pH est relié
à [H+]. Plus l’acide est fort, plus la valeur de son pKa est faible.
Le pKa sert à exprimer la force relative, aussi bien des acides
que des bases. Chaque acide faible, possède une base forte conju­
guée. De même, chaque base forte a un acide faible conjugué. La
force relative des bases est exprimée par le pKa de leurs acides
conjugués. Dans le cas de composés polyprotiques, qui contien­
nent plusieurs protons dissociables, on assigne un indice numéri­
que à chacun, cet indice correspond à l’ordre décroissant d’acidité.
Pour une dissociation du type :
R ⎯ NH3+ → R ⎯ NH2 + H+
le pKa est le pH auquel la concentration de l’acide R—NH3+ est
égale à celle de la base R—NH2.
13
Puisque, par définition, –log Ka est appelé pKa et que –log [H+] est
le pH, l’équation peut s’écrire sous la forme suivante :
pKa = pH
c’est-à-dire que le pKa d’un groupement acide est le pH pour
lequel les formes protonée et déprotonée sont présentes en
concentration égale. Le pKa d’un acide peut être déterminé expé­
rimentalement par l’addition de 0,5 équivalent de base par équi­
valent d’acide. Le pH obtenu correspond au pKa de cet acide.
Le comportement des acides faibles
et des tampons est décrit par l’équation
d’Henderson-Hasselbalch
La dérivée de l’équation d’Henderson-Hasselbalch est donnée
ci-dessous.
Un acide faible s’ionise comme suit :
HA � H+ + A −
La constante d’équilibre de cette dissociation s’écrit :
Ka =
⎡⎣H+ ⎤⎦ ⎡⎣A − ⎤⎦
[HA ]
Par produits croisés on obtient
⎡⎣H+ ⎤⎦ ⎡⎣A − ⎤⎦ = K a [HA ]
On divise des deux côtés par [A–] :
[HA ]
⎡⎣H+ ⎤⎦ = K a −
⎡⎣A ⎤⎦
CHAPITRE 2 Eau et pH
mEq d’alcali ajouté par mEq d’acide
On prend le log des deux côtés :
⎛ [HA ] ⎞
log ⎡⎣H+ ⎤⎦ = log ⎜ K a − ⎟
⎝ ⎡⎣A ⎤⎦ ⎠
= log K a + log
[HA ]
⎡⎣A − ⎤⎦
On multiplie les deux côtés par –1 :
− log ⎡⎣H+ ⎤⎦ = − log K a − log
[HA ]
⎡⎣A − ⎤⎦
⎡⎣ A − ⎤⎦
pH = pK a + log
[HA ]
L’ équation d’Henderson-Hasselbalch est d’une grande valeur pré­
dictive dans les équilibres protoniques. Par exemple,
1. À l’exacte demi neutralisation d’un acide, [A–] = [HA]. Dans ces
conditions,
⎡⎣A − ⎤⎦
1
= pK a + log = pK a + 0
1
[HA ]
Par conséquent, à mi-neutralisation, pH = pKa.
2. Quand le rapport [A–]/[HA] est de 100 : 1,
pH = pK a + log
0,8
0,8
0,6
0,6
0,4
0,4
0,2
0,2
0
0
2
3
4
5
6
7
8
pH
FIGURE 2-5 Courbe de titrage d’un acide de type HA. Le gros
point au centre de la courbe indique un pKa de 5,0.
[HA ]
Puis, pour enlever le signe négatif, il faut inverser le dernier
terme, ce qui donne l’équation d’Henderson-Hasselbalch :
pH = pK a + log
1,0
⎡⎣A − ⎤⎦
En substituant – log[H+] par pH et – logKa par pKa, on obtient
alors :
pH = pK a − log
1,0
Charge nette
14
⎡⎣A − ⎤⎦
[HA ]
pH = pK a + log 100 / 1 = pK a + 2
3. Quand le rapport [A–]/[HA] = 1 : 10,
pH = pK a + log 1/ 1 0 = pK a + ( −1)
Si on calcule l’équation pour plusieurs valeurs du rapport
[A–]/[HA], situées entre 103 et 10–3, et que l’on trace le graphe des
valeurs de pH calculées, on obtient la courbe de titrage d’un acide
faible (Figure 2-5).
Les solutions d’acides faibles
et leurs sels tamponnent les variations de pH
Les solutions d’acides ou de bases faibles et leurs conjugués agis­
sent comme des tampons, c’est-à-dire qu’ils ont la capacité de
résister à un changement de pH, après addition d’un acide fort ou
d’une base forte. Comme de nombreuses réactions métaboliques
s’accompagnent de la libération ou de la capture de protons, la
plupart des réactions intracellulaires sont tamponnées. Le méta­
bolisme oxydatif produit du CO2, la forme anhydre de l’acide
carbonique qui, s’il n’était pas tamponné, produirait une acidose
sévère. Le maintien d’un pH constant fait appel à des tampons
comme les phosphates, le bicarbonate, et les protéines, qui
acceptent ou libèrent des protons pour résister à des changements
de pH. Lors d’expériences utilisant des extraits tissulaires ou des
enzymes, le pH est maintenu constant par l’ajout de tampons
comme le MES (acide [2-N-morpholino]éthane sulfonique,
pKa 6,1), le phosphate secondaire de l’orthophosphate inorga­
nique (pKa2 7,2), l’HEPES (acide N-hydroxyéthyl-pipérazine-N’2-éthane sulfonique, pKa 6,8) ou le Tris (tris[hydroxyméthyl]
aminométhane, pKa 8,3). Le principal critère de choix du tampon
est la valeur du pKa par rapport au pH désiré.
On peut observer l’effet tampon en utilisant un pH mètre lors
du titrage d’un acide ou d’une base faible (Figure 2-5). On peut
aussi calculer le déplacement de pH accompagnant l’addition
d’acide ou de base dans une solution tamponnée. Dans l’exemple
choisi, le pH de la solution tampon (un acide faible de pKa = 5,0
et sa base conjuguée) présente une des quatre valeurs ci-dessous.
Nous allons calculer le déplacement de pH résultant de l’addition
de 0,1 meq de KOH à 1 meq de chacune des solutions :
pH initial
5,00
5,37
5,60
5,86
[A–]initial
0,50
0,70
0,80
0,88
[HA]initial
0,50
0,30
0,20
0,12
([A ]/[HA])initial
1,00
2,33
4,00
7,33
–
effet de l’addition de 0,1 meq de KOH
[A–]final
0,60
0,80
0,90
0,98
[HA]final
0,40
0,20
0,10
0,02
([A–]/[HA])final
1,50
4,00
9,00
49,0
log ([A ]/[HA])final
0,18
0,60
0,95
1,69
pH final
5,18
5,60
5,95
6,69
∆pH
0,18
0,60
0,95
1,69
–
Nous observons que le changement de pH par milliéquivalent
d’OH– ajouté dépend de la valeur initiale du pH. La solution
résiste mieux aux changements de pH aux valeurs de pH voisines
du pKa. L’ efficacité tampon d’une solution d’acide faible et de sa
CHAPITRE 2 Eau et pH
TABLEAU 2-2 Forces relatives d’acides choisis,
d’importance biologique1
Acides monoprotiques
Formique
pK
3,75
Lactique
pK
3,86
Acétique
pK
4,76
Ion ammonium
pK
9,25
Acides diprotiques
Carbonique
Succinique
Glutarique
pK1
6,37
pK2
10,25
pK1
4,21
pK2
5,64
pK1
4,34
pK2
5,41
Les valeurs de pKa dépendent des propriétés
du milieu
Le pKa d’un groupement fonctionnel est également grandement
influencé par le milieu environnant. Le milieu peut augmenter ou
diminuer le pKa selon que l’acide non dissocié ou sa base conju­
guée constitue l’espèce chargée. L’ effet de la constante diélectrique
sur le pKa peut être observé en ajoutant de l’éthanol dans de l’eau.
Le pKa d’un acide carboxylique augmente tandis que celui d’une
amine diminue, parce que l’éthanol diminue la capacité de l’eau à
dissoudre une espèce chargée. Les valeurs de pKa des groupements
dissociables situés à l’intérieur des protéines sont ainsi profondé­
ment affectées par leur environnement local, notamment par la
présence ou l’absence d’eau.
RÉSUMÉ
n
Acides triprotiques
Phosphorique
Citrique
pK1
2,15
pK2
6,82
pK3
12,38
pK1
3,08
pK2
4,74
pK3
5,40
Note : Les valeurs du tableau sont les valeurs de pKa (-log de la constante de
dissociation) d’acides mono-, di- et tri-protiques.
n
n
n
1
base conjuguée est maximale dans une gamme de pH correspondant à pKa ± 1,0 unité de pH.
La Figure 2-5 illustre également l’évolution de la charge nette
sur une molécule d’acide en fonction du pH. Une charge de – 0,5
ne signifie pas qu’une molécule donnée porte une charge par­
tielle, mais que la probabilité statistique qu’une molécule donnée
porte une charge négative unitaire est de 0,5. La prise en compte
de la charge nette des macromolécules en fonction du pH est à la
base des techniques de séparation comme la chromatographie
d’échange d’ions et l’électrophorèse.
La force des acides dépend
de leur structure moléculaire
De nombreux acides biologiquement intéressants possèdent plus
qu’un groupement dissociable. La présence d’une charge négative
au voisinage d’un groupement gêne la libération d’un proton et
augmente le pKa de ce groupement. Cela est illustré par les
valeurs de pKa des trois groupements dissociables de l’acide phos­
phorique et de l’acide citrique (Tableau 2-2). Les effets des char­
ges voisines diminuent avec la distance. Le second pKa de l’acide
succinique, qui possède deux groupements méthylènes entre ses
groupements carboxyles, est de 5,6, alors que le second pKa de
l’acide glutarique, qui possède un groupement méthylène de plus,
vaut 5,4.
15
n
n
n
L’ eau forme des amas reliés par des liaisons hydrogène entre
molécules d’eau ou avec des donneurs ou des accepteurs de
protons. Les liaisons hydrogène sont responsables de la tension
superficielle, de la viscosité, de l’état liquide à température
ambiante et des propriétés de solvant de l’eau.
Les composés qui contiennent des atomes O ou N peuvent
servir aussi bien de donneurs que d’accepteurs de liaison
hydrogène.
Les macromolécules remplacent leurs liaisons hydrogène
intramoléculaires de surface par des liaisons hydrogène avec
l’eau. Les forces d’entropie font que les macromolécules en
solution exposent leurs régions polaires au contact de l’eau et
enfouissent les régions non polaires.
Les ponts salins, les interactions hydrophobes et les forces de
van der Waals aident à maintenir la structure des molécules.
Le pH est la valeur négative du logarithme de [H+]. Un pH
faible est caractéristique d’une solution acide et un pH élevé
d’une solution basique.
La force des acides faibles s’exprime à l’aide du pKa, qui est la
valeur négative du logarithme de la constante de dissociation
de l’acide. Les acides forts ont des valeurs de pKa faibles tandis
que les acides faibles ont des valeurs de pKa élevées.
Les tampons s’opposent à un changement de pH lors de la
production ou de la consommation de protons. La capacité
tampon maximale se situe à une unité de pH de part et d’autre
du pKa. Le bicarbonate, l’orthophosphate et les protéines font
partie des tampons biologiques.
RÉFÉRENCES
Reese KM : Whence came the symbol pH. Chem & Eng News 2004 ;
82 : 64.
Segel IM : Biochemical Calculations. Wiley, 1968.
Skinner JL : Following the motions of water molecules in aqueous
solutions. Science 2010 ; 328 : 985.
Stillinger FH : Water revisited. Science 1980 ; 209 : 451.
Suresh SJ, Naik VM : Hydrogen bond thermodynamic properties
of water from dielectric constant data. J Chem Phys 2000 ; 113 :
9727.
Wiggins PM : Role of water in some biological processes. Microbiol
Rev 1990 ; 54 : 432.
p a
r
t
I
i
STRUCTURES ET
fonctions DES PROTÉINES
ET DES ENZYMES
e
C
Les acides aminés
et les peptides
h
3
a
p
I
T
R
E
Peter J. Kennely, PhD et Victor W. Rodwell, PhD
O B J E C T i f s
■
L’étude de ce chapitre
vous permettra :
■
■
■
■
■
■
■
■
■
De nommer les 20 acides aminés présents dans les protéines et de dessiner
leurs structures
D’écrire les symboles à trois lettres et à une lettre de chacun des acides aminés
courants
De donner la liste des groupements ionisables des acides aminés courants
ainsi que leurs valeurs de pKa.
De calculer le pH d’une solution aqueuse non tamponnée d’un acide aminé
polyfonctionnel et la variation de pH consécutive à l’addition d’une quantité
donnée d’acide fort ou de base forte.
De définir le pI et sa relation avec la charge nette d’un électrolyte polyfonctionnel.
D’expliquer comment on peut utiliser le pH, le pKa et le pI pour prédire la
mobilité d’un polyélectrolyte, comme un acide aminé, dans un champ
électrique dû à un courant continu.
De décrire la contribution de chaque type de groupe R des acides aminés
courants à leurs propriétés chimiques.
De décrire la polarité, la nomenclature et la structure des peptides.
D’identifier la liaison dans un peptide qui présente un caractère partiel de
double liaison et ses conséquences sur la conformation dans un peptide.
D’identifier dans la chaîne principale d’un peptide, les liaisons capables de
rotation libre et les lettres grecques utilisées pour les désigner.
18
PARTIE I Structures et fonctions des protéines et des enzymes
IMPORTANCE BIOMÉDICALE
Outre leur fonction de fournir les unités monomériques à partir
desquelles les longues chaînes polypeptidiques de protéines sont
construites, les acides aminés α-l et leurs dérivés participent à des
fonctions cellulaires aussi variées que la transmission nerveuse, et
la biosynthèse des porphyrines, des purines, des pyrimidines et
de l’ urée. De petits polymères d’ acides aminés, appelés peptides,
ont des rôles importants dans le système neuroendocrinien, comme
hormones, facteurs de libération des hormones, neuromodulateurs ou neurotransmetteurs. L’ être humain, ainsi que d’ autres
animaux supérieurs sont incapables de synthétiser 10 des 20 acides
aminés courants de série α-l en quantité suffisante pour permettre la croissance juvénile ou pour maintenir l’ adulte en bonne
santé. L’ alimentation humaine doit donc contenir des quantités
appropriées de ces acides aminés essentiels du point de vue nutritionnel. Alors que les protéines ne contiennent que des acides
aminés α-l, les micro-organismes utilisent abondamment des acides aminés α-d. Bacillus subtilis, par exemple, sécrète un mélange
de d-méthionine, de d-tyrosine, de d-leucine et de d-tryptophane
pour déclencher le désassemblage du biofilm, et Vibrio cholerae
incorpore de la d-leucine et de la d-méthionine dans le composant
polypeptidique de sa couche de peptidoglycanne. De nombreuses
bactéries élaborent des peptides qui contiennent des acides aminés α-d et α-l. Plusieurs de ces peptides ont des propriétés thérapeutiques d’ antibiotiques comme la bacitracine et la gramicidine A
ou encore d’ agents antitumoraux comme la bléomycine. D’ autres
peptides microbiens sont toxiques. Les peptides de cyanobactéries comme la microcystine et la nodularine sont mortels à haute
dose, tandis que de faibles doses provoquent la formation de
tumeurs hépatiques.
PROPRIÉTÉS DES ACIDES AMINÉS
Le code génétique spécifie 20 acides aminés α-l
Sur plus de 300 acides aminés rencontrés dans la nature, seuls 20
d’ entre eux constituent les unités monomériques prépondérantes
des protéines. En principe, un code génétique à 3 lettres non
redondant pourrait coder bien plus que 20 acides aminés, plusieurs acides aminés sont spécifiés par plusieurs codons (voir
Tableau 37-1). La redondance du code génétique universel limite
les codons disponibles aux 20 acides aminés α-L dont la liste est
donnée dans le Tableau 3-1. Deux séries d’ abréviations comportant une ou trois lettres pour chaque acide aminé sont utilisées
pour symboliser les acides aminés des peptides et des protéines
(Tableau 3-1). Certaines protéines contiennent des acides aminés
supplémentaires obtenus par modification d’ un acide aminé déjà
intégré dans un peptide. On peut citer la conversion de peptidylproline ou -lysine en 4-hydroxyproline et en 5-hydroxylysine,
la con­version du peptidyl-glutamate en γ-carboxyglutamate ou
encore la méthylation, la formylation, l’ acétylation, la prénylation
ou la phosphorylation de certains résidus aminoacyles. Ces modifications augmentent la diversité biologique des protéines en
modifiant leur solubilité, leur stabilité et les interactions avec
d’ autres protéines.
La sélénocystéine, le 21e acide aminé
de série α-l ?
La sélénocystéine est un acide aminé α-l présent dans des protéines de tous les domaines du monde vivant. Les êtres humains
possèdent environ deux dizaines de sélénoprotéines, parmi lesquelles, certaines peroxydases et réductases, la sélénoprotéine P
qui circule dans le plasma, et les iodothyronine désiodases responsables de la conversion de la thyroxine (T4) une prohormone,
en hormone thyroïdienne, la 3,3’5-triiodothyronine (T3) (Chapitre 41). Comme le nom l’ indique, un atome de sélénium remplace
le soufre de son analogue structural, la cystéine. Le pK3 de la sélénocystéine vaut 5,2 et se situe 3 unités en dessous de celui de la
cystéine. Au contraire d’ autres acides aminés non usuels, la sélénocystéine n’ est pas produite par une modification post-traductionnelle. Elle est au contraire insérée directement dans les chaînes
polypeptidiques en croissance au moment de leur traduction, on
a l’ habitude de la qualifier de « 21e acide aminé ». Cependant, con­
trairement aux 20 autres acides aminés spécifiés par le code génétique, la sélénocystéine est spécifiée par un élément génétique bien
plus grand et plus complexe qu’ un simple codon de trois lettres
(voir le Chapitre 27).
Seuls les acides aminés α- l
sont rencontrés dans les protéines
À l’exception de celui de la glycine, le carbone α des acides aminés
est chiral. Bien que les acides aminés de certaines protéines soient
dextrogyres et d’autres lévogyres, tous ont la configuration absolue
du l-glycéraldéhyde et sont donc ainsi définis comme des acides
aminés α-l. Plusieurs acides aminés α-l libres jouent des rôles
importants dans des processus métaboliques. On peut citer l’ornithine, la citrulline et l’arginosuccinate qui participent à la synthèse
de l’urée, la tyrosine impliquée dans la formation des hormones
thyroïdiennes et le glutamate permettant la synthèse de neurotransmetteurs. Les acides aminés de série d présents naturellement
comportent de la d-sérine et du d-aspartate dans le tissu cérébral,
de la d-alanine et du d-glutamate dans la paroi de bactéries grampositives. On trouve également des acides aminés de série d dans
certains peptides et antibiotiques produits par des bactéries, des
fungi, des reptiles et d’autres espèces non-mammaliennes.
Les acides aminés peuvent avoir une charge
nette positive, négative ou nulle
Les formes chargée et non-chargée des groupements d’acides
faibles ionisables —COOH et —NH3+ existent en solution sous
forme d’un équilibre protonique :
R ⎯ COOH  R ⎯ COO − + H+
R ⎯ NH3+  R ⎯ NH2 + H+
Bien que R—COOH et R—NH3+ soient tous deux des acides faibles, R—COOH est un acide bien plus fort que R—NH3+. Au pH
physiologique (pH 7,4), les groupements carboxyles sont pratiquement entièrement sous forme R—COO– et les groupements
amines sont essentiellement sous forme R—NH3+. La Figure 3-1
illustre l’effet du pH sur l’état de charge de l’acide aspartique.
19
CHAPITRE 3 Les acides aminés et les peptides
TABLEAU 3-1 Les acides aminés α-l présents dans les protéines
Nom
Symbole
Structure
À chaînes latérales aliphatiques
Glycine
Gly [G]
pK2
pK3
α-COOH
α-NH3+
Groupe R
2.4
9.8
2.4
9.9
2.2
9.7
2.3
9.7
2.3
9.8
2.2
9.2
environ 13
2.1
9.1
environ 13
1.9
10.8
8.3
2.1
9.3
COO—
2.1
9.9
COO—
2.1
8.8
COO—
2.1
9.5
COO—
2.2
9.1
—
CH
H
pK1
COO
+
NH3
Alanine
Ala [A]
CH3
COO—
CH
NH3+
Valine
Val [V]
H3C
+
H3C
Leucine
Leu [L]
NH3
H3C
CH2
CH
COO—
CH
+
H3C
Isoleucine
COO—
CH
CH
NH3
Ile [I]
CH3
CH2
CH
COO—
CH
+
CH3
NH3
À chaînes latérales hydroxylées (contenant un groupe OH)
Serine
Ser [S]
Thréonine
Thr [T]
Tyrosine
Tyr [Y]
COO—
CH2
CH
OH
NH3
+
—
CH33 CH CH COO—
CH3 CH CH COO—
OH NH33+ +
OH NH3
Voir ci-dessous
Voir ci-dessous
À chaînes latérales contenant des atomes de soufre
Cystéine
Méthionine
Cys [C]
Met [M]
CH2
S
COO—
CH2
CH
SH
NH3
CH2
CH
CH3
+
—
COO
+
NH3
À chaînes latérales contenant des groupements acides ou leurs amides
Acide aspartique
Asp [D]
—
OOC
CH2
CH
3.9
+
NH3
Asparagine
Asn [N]
H2N
C
CH2
+
O
Acide glutamique
Glu [E]
—
OOC
CH2
CH
NH3
CH2
CH
4.1
+
NH3
Glutamine
Gln [Q]
H2N
C
O
CH2
CH2
CH
+
NH3
(suite)
20
PARTIE I Structures et fonctions des protéines et des enzymes
TABLEAU 3-1 Les acides aminés α-l présents dans les protéines (suite)
Nom
Symbole
Structure
À chaînes latérales basiques
Arginine
Arg [R]
H
N
CH2
CH2
C
NH2+
CH2
CH
pK1
pK2
α-COOH
α-NH3
pK3
+
Groupe R
COO—
1.8
9.0
12.5
COO—
2.2
9.2
10.8
COO—
1.8
9.3
6.0
2.2
9.2
2.2
9.1
2.4
9.4
2.0
10.6
+
NH3
NH2
Lysine
Lys [K]
CH2
CH2
CH2
CH
CH2
NH3+
NH3+
Histidine
His [H]
CH2
HN
CH
NH3+
N
À chaînes latérales contenant des cycles aromatiques
Histidine
His [H]
Phénylalanine
Phe [F]
Tyrosine
voir plus haut
voir plus haut
CH2 CH COO— —
CH2 CH COO
NH3+ +
NH3
Tyrosine
CH2
HO
CH
COO—
10.1
NH3+
Tryptophane
Trp [W]
CH2
CH
COO—
NH3+
N
H
Acide iminé
Proline
Pro [P]
+
N
H2
Les espèces moléculaires qui contiennent un nombre égal de
groupements ionisables de charges opposées, et qui n’ont donc
pas de charge nette, sont dénommées zwitterions. Les acides aminés dans le sang et dans la plupart des tissus devraient donc être
représentés comme en A, ci-dessous.
NH3+
NH2
O–
R
O
A
OH
R
O
B
La structure B ne peut pas exister en solution aqueuse, puisqu’à
n’importe quel pH assez bas pour protoner le groupement carboxyle, le groupement amine sera également protoné. De même,
à tout pH suffisamment élevé pour permettre la prédominance d’un
groupement amine non chargé, un groupement carboxyle se présentera sous la forme R—COO–. La représentation B (ci-dessus)
COO—
non chargée est néanmoins couramment utilisée pour écrire des
réactions n’impliquant pas d’équilibre protonique.
Les valeurs de pKa expriment la force
des acides faibles
La force relative des acides faibles est exprimée par leur pKa. Pour
les molécules comportant de nombreux protons dissociables, on
désigne le pKa de chaque groupe acide en remplaçant l’indice « a »
par un nombre (Tableau 3-1). Les groupements imidazole de
l’histidine et guanidino de l’arginine existent tous deux sous forme
d’hybrides de résonance avec la charge positive distribuée entre
les deux atomes d’azote de l’histidine ou les trois atomes d’azote de
l’arginine (Figure 3-2). La charge nette d’un acide aminé (la
somme algébrique des groupements qui sont chargés positivement
et négativement) dépend des valeurs de pKa de ses groupements
fonctionnels et du pH du milieu environnant. La capacité de modifier la charge d’un acide aminé ou de ses dérivés en faisant varier
le pH facilite la séparation physique des acides aminés, des peptides et des protéines (voir Chapitre 4).
CHAPITRE 3 Les acides aminés et les peptides
O
H+
OH
pK1 = 2.09
(α-COOH)
NH3+
–
HO
O
A
Dans un acide fort
(en dessous de pH 1) ;
charge nette = +1
FIGURE 3-1 pK2 = 3.86
(β-COOH)
B
Autour de pH 3 ;
charge nette = 0
Les zwitterions sont un exemple d’espèces isoélectriques, la forme
d’une molécule qui possède un nombre égal de charges positives
et négatives et qui est donc électriquement neutre. Le pH isoélectrique, également appelé pI, est le pH à mi-chemin entre les
valeurs des pKa pour les ionisations situées de part et d’autre de
l’état isoélectrique. Pour un acide aminé comme l’alanine, qui n’a
que deux groupements dissociables, il n’y a pas d’ambiguïté. Le
premier pKa (R—COOH) vaut 2,35 et le second pKa (R—NH3+)
vaut 9,69. Le pH isoélectrique (pI) de l’alaline vaut donc :
pK 1 + pK 2
2
=
2,35 + 9,69
2
= 6,02
Pour les acides à plusieurs fonctions acides, le pI est aussi le pH à
mi-chemin entre les valeurs des pKa qui encadrent la forme isoionique. Par exemple, le pI de l’acide aspartique est :
pK 1 + pK 2
pI =
2
=
2,09 + 3,96
2
= 3,02
Pour la lysine, on calcule le pI de la façon suivante :
pI =
pK 2 + pK 3
2
Les mêmes considérations s’appliquent à tous les acides polyprotiques (notamment les protéines), indépendamment du nombre
R
R
N
H
N
N
H
R
R
NH
NH
NH
NH2
NH2
–
O
D
Dans une base forte
(au-dessus de pH 11) ;
charge nette = –2
C
NH2
NH2
de groupes dissociables présents. En laboratoire d’analyse, la con­
naissance du pI guide le choix des conditions de séparation électrophorétique. Par exemple, l’électrophorèse à pH 7,0 sera capable de
séparer des molécules avec des pI de 6,0 et 8,0 respectivement,
parce que la molécule avec un pI égal à 6 aura une charge nette
positive à pH 7,0 et que celle avec un pI égal à 8 aura une charge
nette négative. Des considérations analogues s’appliquent à la
compréhension des séparations chromatographiques sur des supports ioniques comme la diéthylaminoéthyl (DEAE) cellulose
(voir Chapitre 4).
Les valeurs de pKa varient en fonction
de l’environnement
L’ environnement d’un groupement dissociable affecte son pKa.
Les valeurs de pKa des groupements R des acides aminés libres en
solution aqueuse (Tableau 3-1) ne fournissent donc qu’une idée
approximative du pKa des mêmes acides aminés au sein de protéines. Un environnement polaire favorise la forme chargée
(R—COO– ou R—NH3+) tandis qu’un environnement non polaire
privilégie la forme non chargée (R—COOH ou R—NH2). Un environnement non polaire augmente donc le pKa d’un groupement
carboxyle (qui devient un acide plus faible) tandis qu’il abaisse
celui d’une amine (qui devient un acide plus fort). La présence de
groupements chargés adjacents peut renforcer, ou contrecarrer,
les effets du solvant. Le pKa d’un groupement fonctionnel dépendra
donc de sa localisation au sein d’une protéine donnée. Ces variations de pKa peuvent atteindre plusieurs unités de pH (Tableau 3-2).
On peut couramment trouver des valeurs de pKa divergeant de
ces valeurs de référence de jusqu’à 3 unités de pH aux sites actifs
d’enzymes. Un exemple extrême est celui d’un acide aspartique
enfoui dans la thiorédoxine dont le pKa, au-dessus de 9, représente un déplacement de plus de 6 unités de pH !
La solubilité des acides aminés reflète
leur caractère ionique
R
NH2
C
Autour de pH 6–8 ;
charge nette = –1
pK3 = 9.82
(— NH3+)
O–
H
N
H
C
O
O
H+
Équilibres protoniques de l’acide aspartique.
À son pH isoélectrique (pI), un acide aminé
ne porte pas de charge nette
pI =
O–
NH3+
–
O
O
NH3+
O
H+
OH
O
O
21
O
C
NH2
NH2
FIGURE 3-2 Hybrides de résonance des formes protonées
des groupes R de l’histidine et de l’arginine.
Les groupements fonctionnels chargés des acides aminés leur
confèrent une bonne solubilité dans les solvants polaires comme
l’eau et l’éthanol alors qu’ils sont insolubles dans les solvants non
polaires comme le benzène, l’hexane ou l’éther.
Les acides aminés n’absorbent pas dans la partie visible du
spectre lumineux et sont donc incolores. Cependant, la tyrosine,
la phénylalanine et surtout le tryptophane absorbent la lumière
ultraviolette de longueur d’onde élevée (250-290 nm). Du fait
qu’il absorbe la lumière ultraviolette environ dix fois plus effica-
22
PARTIE I Structures et fonctions des protéines et des enzymes
TABLEAU 3-2 Intervalles de valeurs de pKa de groupes
ionisables dans les protéines
Groupe dissociant
Valeur de pKa
α-Carboxyle
3,5–4,0
COOH non-α de : Asp ou Glu
4,0–4,8
Imidazole de His
6,5–7,4
SH de Cys
8,5–9,0
OH de Tyr
9,5–10,5
α-Amino
8,0–9,0
ε-Amino de Lys
9,8–10,4
Guanidinium de Arg
~12,0
cement que la tyrosine ou la phénylalanine, le tryptophane est
responsable de la plus grande partie de l’absorption de lumière
par la plupart des protéines autour de 280 nm.
LES GROUPEMENTS α-R DÉTERMINENT
LES PROPRIÉTÉS DE CHACUN
DES ACIDES AMINÉS
Comme la glycine, le plus petit des acides aminés, peut se loger
dans des régions inaccessibles aux autres acides aminés, on la
trouve souvent dans des régions de forte courbure des peptides.
Les groupements R hydrophobes de l’alanine, de la valine, de la
leucine et de l’isoleucine, et les groupements R aromatiques de la
phénylalanine, de la tyrosine et du tryptophane se trouvent couramment à l’intérieur des protéines cytosoliques. Les groupements R chargés des acides aminés basiques ou acides, stabilisent
des conformations spécifiques des protéines via des interactions
ioniques ou des ponts salins. Ces interactions fonctionnent aussi
comme systèmes de « relais de charge » au cours de la catalyse
enzymatique et dans le transport des électrons lors de la respiration mitochondriale. L’ histidine joue un rôle particulier dans la
catalyse enzymatique. Le pKa de son proton imidazolique lui permet de fonctionner comme catalyseur basique ou acide à pH
neutre, sans nécessiter aucune modification induite par l’ environ­
nement. Les groupements alcool primaire de la sérine et thioalcool primaire (—SH) de la cystéine, sont d’excellents nucléophiles
et peuvent fonctionner comme tels durant la catalyse enzymatique. Pourtant, alors que le groupement alcool secondaire de la
thréonine est aussi un bon nucléophile, on ne lui connaît pas ce
rôle dans la catalyse. De plus, les groupements —OH de la sérine,
de la tyrosine et de la thréonine participent également à la régulation de l’activité de certaines enzymes dont l’activité catalytique
dépend de l’état de phosphorylation de ces mêmes résidus.
LES GROUPEMENTS FONCTIONNELS
DÉTERMINENT LES RÉACTIONS
CHIMIQUES DES ACIDES AMINÉS
Chaque groupement fonctionnel d’un acide aminé peut participer à chacune des réactions chimiques qui lui sont caractéristi-
ques. Les groupements acides carboxyliques peuvent former des
esters, des amides et des anhydrides acides. Les groupements
amines peuvent effectuer l’acylation, l’amidation et l’estérification.
Les groupements —OH et —SH, effectuent l’oxydation et l’estérification. La réaction la plus importante des acides aminés est la
formation de la liaison peptidique (ombrée sur le schéma).
+
H 3N
O
H
N
O–
N
H
O
O
SH
Cystéinyl
Alanyl
Valine
La séquence des acides aminés détermine
la structure primaire des polypeptides
Le nombre et l’ordre des résidus d’acides aminés d’un polypeptide
constituent sa structure primaire. On appelle résidus aminoacyles,
les acides aminés présents dans un peptide et on remplace le suffixe -ate ou -ine du nom de l’acide aminé libre par –yl (par exemple,
alanyl, aspartyl, tyrosyl). Les peptides sont désignés comme des
dérivés aminoacyles des résidus carboxy terminaux. Par exemple
le tétrapeptide Lys-Leu-Tyr-Gln est appelé lysyl-leucyl-tyrosylglutamine. Le suffixe -ine à la fin de glutamine indique que son
groupement α-carboxyle n’est pas impliqué dans la formation
d’une liaison peptidique.
Les structures peptidiques sont faciles
à représenter
Les préfixes de type tri- ou octa- correspondent à des peptides avec
respectivement trois et huit résidus. Par convention, les peptides
sont écrits avec leur résidu possédant le groupement amine-α libre,
sur la gauche. Pour dessiner un peptide, on utilise une ligne brisée (en zigzag) qui représente la chaîne principale ou squelette.
On ajoute les atomes de la chaîne principale en séquence périodique : l’azote α, le carbone α, et le carbone du groupement carbonyle. On ajoute ensuite un hydrogène à chaque carbone α et à
chacun des azotes de la chaîne, puis un atome d’oxygène à chaque
carbone carbonylique. Enfin, on ajoute les groupements R appropriés (ombrés sur le dessin) sur chaque carbone α.
N
C
Cα
Cα
N
O HC
3
+H N
3
H
–
C
C
CH2
OOC
N
H
N
C
H
H
N
C
C
O
C
Cα
H
C
COO–
CH2
OH
Les abréviations de trois lettres reliées par des tirets représentent
sans ambiguïté une structure primaire. Quand on utilise les symboles à une seule lettre, on omet les tirets.
Glu - Ala - Lys - Gly - Tyr - Ala
E A K G Y A
Mur029_Fig_03-03
Ver # 2
15-09-11
CHAPITRE 3 Les acides aminés et les peptides
Width: 12p9.694
Height: 8p9.702
Certains peptides contiennent
des acides aminés inhabituels
SH
Chez les mammifères, les hormones peptidiques ne renferment
en général que les 20 acides aminés α codés par le code génétique,
reliés entre eux par des liaisons peptidiques typiques. D’autres
peptides peuvent cependant contenir des acides aminés différents
de ceux des protéines, qui peuvent dériver de ceux des protéines,
ou des acides aminés liés par une liaison peptidique atypique. Par
exemple, le glutamate amino-terminal du glutathion, un tripeptide qui participe au repliement des protéines et au métabolisme
des xénobiotiques (Chapitre 53), est lié à la cystéine par une
liaison qui n’est pas de type α-peptidique (Figure 3-3). Le glutamate amino-terminal de l’hor­mone de libération de la thyrotropine (TRH) est cyclisé en acide pyroglutamique et le groupement
carboxyle du résidu prolyle carboxy-terminal est amidé. La tyrocidine et la gramicidine S sont des antibiotiques peptidiques
cycliques contenant des acides aminés non protéiques, la d-phénylalanine et l’ornithine. Deux heptapeptides opiacés, la dermophine et la deltophorine, trouvés dans la peau de grenouilles
arboricoles d’Amérique du sud, contiennent quant à eux de la
d-tyrosine et de la d-alanine.
Les peptides sont des polyélectrolytes
La liaison peptidique n’est pas chargée, quel que soit le pH physiologique considéré. La formation de peptides à partir d’acides
aminés s’accompagne donc de la perte nette d’une charge positive
et d’une charge négative par liaison peptidique formée. Les peptides sont cependant des molécules chargées à pH physiologique
du fait de leurs groupements carboxyle et amine terminaux et, le
cas échéant, des groupements acides et basiques des groupes R
des chaînes latérales. Comme pour les acides aminés, la charge
nette sur un peptide dépend du pH de son environnement et des
valeurs de pKa des groupements dissociables.
CH2
C
CH2
CH2
H
O
COO–
C
NH3+
FIGURE 3-3 Structure du glutathion (γ-glutamyl-cystéinylglycine). Notez la liaison non α-peptidique qui relie Glu à Cys.
Les forces non-covalentes sont une contrainte
pour la conformation des peptides
Le repliement d’un peptide a probablement lieu lors de sa biosynthèse (voir Chapitre 37). La conformation physiologiquement
active reflète les contributions collectives de la séquence d’acides
aminés, de l’encombrement stérique et des interactions non covalentes (par exemple : les liaisons hydrogène ou des interactions
hydrophobes) entre les résidus. Les conformations courantes renferment des hélices α et des feuillets plissés β (voir Chapitre 5).
ANALYSE DU CONTENU EN ACIDES
AMINÉS DE MATÉRIELS BIOLOGIQUES
La détermination de l’ identité et des quantités de chaque acide
aminé dans une protéine nécessite l’ hydrolyse préalable des liaisons
peptidiques par un traitement par l’ acide chlorhydrique, HCl,
chaud. Il existe différentes méthodes de séparation et d’ identifica-
O
121°
R′
122°
C
120°
117°
H
H
O
N
C
110°
120°
N
C
0.
nm
C
14
7
C
nm
1
0.
O
N
H
C
53
0.
13
2
nm
N
0.1 nm
C
N
N
COO–
120°
–
CH
C
H
H
0.123 nm
Bien que les peptides soient représentés comme si une liaison simple reliait l’atome carboxyle α à l’atome d’azote α dans la liaison
peptidique, cette liaison présente en fait un caractère partiel de
double liaison :
CH2
O
La liaison peptidique possède un caractère
partiel de double liaison
O
23
+
N
H
Il n’y a donc pas rotation libre autour de la liaison qui relie le
carbone du carbonyle et l’azote d’une liaison peptidique. Par
conséquent, les quatre atomes O, C, N et H d’une liaison peptidique sont dans le même plan. La semi-rigidité imposée de la liaison
peptidique a des conséquences importantes sur la façon dont les
peptides et les protéines se replient pour former des structures
d’ordre supérieur. Les flèches brunes circulaires (Figure 3-4) indiquent qu’ il y a rotation libre autour des autres liaisons du squelette du polypeptide.
H
O
H
R′′
H
0.36 nm
FIGURE 3-4 Paramètres d’une chaîne polypeptidique
entièrement étendue. Les quatre atomes de la liaison peptidique sont
coplanaires. Il y a rotation libre possible autour des liaisons reliant le
carbone α avec l’azote α, et avec le carbone α-carbonylique (flèches
brunes). La chaîne polypeptidique étendue est donc une structure
semi-rigide dont les 2/3 des atomes constitutifs de son squelette se
maintiennent dans une relation planaire fixe les uns par rapport aux
autres. La distance entre deux atomes de carbone α consécutifs est de
0,36 nm (3,6 Å). Les distances interatomiques et les angles de liaisons
de valence non équivalents sont aussi indiqués. (Redessiné et reproduit
avec autorisation, d’après Pauling L., Corey L. P., Branson H. R. : « The
structure of proteins : Two hydrogen-bonded helical configurations of
the polypeptide chain ». Proc Natl. Acad Sci. USA 1951 ; 37 :205.)
24
PARTIE I Structures et fonctions des protéines et des enzymes
tion des acides aminés provenant d’ un hydrolysat de protéine,
d’ urine ou d’ autres liquides biologiques. L’ une de ces approches
consiste à traiter les acides aminés avec le 6-amino-N-hydroxysuccinimidyl carbamate, qui forme des dérivés fluorescents pouvant être séparés et identifiés en utilisant la chromatographie
liquide à haute pression (voir Chapitre 4). Une autre approche,
qui ne nécessite qu’ un équipement minimum, utilise la chromatographie de partage sur support solide, en général une feuille de
papier filtre (papier chromatographique) ou une fine couche de
cellulose en poudre ou de gel de silice sur un support inerte
(chromatographie en couche mince, ou CCM). Les acides aminés
présents sont séparés par une phase mobile qui contient un
mélange de composés miscibles, polaires et non polaires (par ex.
du n-butanol, de l’ acide formique et de l’ eau). Lors du mouvement ascendant de la phase mobile dans la feuille, ses composés
polaires s’ associent avec les groupements polaires du support. Le
solvant devient ainsi progressivement moins polaire en migrant
vers le haut de la feuille. Les acides aminés se partagent donc entre
une phase stationnaire polaire et une phase mobile moins polaire
(« chromatographie de partage »). Les acides aminés non polaires
(par ex. Leu, Ile) migrent le plus loin car ils sont le plus souvent
dans la phase mobile. Les acides aminés polaires (par ex. Glu, Lys)
parcourent la distance la plus faible à partir du point de dépôt car
ils passent une grande partie du temps dans la phase stationnaire
constituée d’ une couche de molécules de solvant polaire immobilisées du fait de leur association avec le support de cellulose ou de
silice. Après avoir éliminé le solvant par séchage à l’ air, les acides
aminés sont visualisés grâce à la ninhydrine, qui forme des produits violets avec les acides α-aminés et un adduit jaune avec les
groupements imines de la proline et de l’ hydroxyproline.
RÉSUMÉ
n
n
n
Seuls les acides aminés l-α sont trouvés dans les protéines,
bien que les acides aminés d et non-α soient aussi présents
dans la nature.
Tous les acides aminés possèdent au moins deux groupements
fonctionnels faiblement acides, R—NH3+ et R—COOH.
Beaucoup d’autres possèdent également des groupements
fonctionnels faiblement acides supplémentaires (par ex. —OH,
—SH, guanidino ou imidazole).
Les valeurs des pKa de tous les groupements fonctionnels d’un
acide aminé conditionnent sa charge nette à un pH donné. Le
n
n
n
n
pI est le pH auquel un acide aminé ne porte pas de charge
nette et ne se déplace donc pas sous l’effet d’un champ
électrique continu.
Parmi les réactions biochimiques impliquant des acides aminés,
la plus importante est la formation des liaisons peptidiques.
Les groupes R des acides aminés déterminent leurs fonctions
biochimiques propres. Les propriétés de ces groupes R
permettent une classification en acides aminés : basiques,
acides, aromatiques, aliphatiques ou soufrés.
Le nom d’un peptide est dérivé de celui du résidu de son
extrémité carboxyle et indique le nombre d’acides aminés qui
le constituent. La structure primaire d’un peptide est sa
séquence en acides aminés en commençant par le résidu
amino-terminal.
Dans un peptide, le caractère de double liaison partielle de la
liaison entre l’atome de carbone du groupement carbonyle et
l’atome d’azote, place les quatre atomes de la liaison peptidique
dans un même plan et restreint le nombre de conformations
peptidiques possibles.
RÉFÉRENCES
Doolittle RF : Reconstructing history with amino acid sequences.
Protein Sci 1992 ; 1 : 191.
Gladyschev VN, Hatfield DL : Selenocysteine-containing proteins in
mammals. J Biomed Sci 1999 ; 6 : 151.
Kolodkin-Gal I : d-Amino acids trigger biofilm disassembly. Science
2010 ; 328 : 627.
Kreil G : d-Amino acids in animal peptides. Annu Rev Biochem
1997 ; 66 : 337.
Nokihara K, Gerhardt J : Development of an improved automated
gas-chromatographic chiral analysis system : application to
nonnatural amino acids and natural protein hydrolysates.
Chirality 2001 ; 13 : 431.
Papp LV : From selenium to selenoproteins : synthesis, identity,
and their role in human health. Antioxydants Redox Signal
2007 ; 9 ; 775.
Sanger F : Sequences, sequences, and sequences. Annu Rev Biochem
1988 ; 57 : 1.
Stadtman TC : Selenocysteine. Annu Rev Biochem 1996 ; 65 : 83.
Wilson NA, Barbar E, Fuchs JA, et al : Aspartic acid 26 in reduced
Escherichia coli thioredoxin has a pKa greater than 9.
Biochemistry 1995 ; 34 : 8931.
C
Les protéines :
détermination
de la structure primaire
h
4
a
p
I
T
R
E
Peter J. Kennely, PhD et Victor W. Rodwell, PhD
O B J E C T i f s
■
L’étude de ce chapitre
vous permettra :
■
■
■
■
■
■
■
De décrire les nombreuses méthodes de chromatographie couramment
utilisées pour isoler des protéines à partir de matériels biologiques.
D’expliquer comment les scientifiques analysent la séquence ou la structure
d’une protéine pour se faire une idée de sa fonction physiologique potentielle.
D’énumérer certaines des modifications post-traductionnelles que subissent
les protéines au cours de leur existence et l’influence de telles modifications
sur la fonction et le devenir d’une protéine.
De décrire les bases chimiques de la méthode d’Edman de détermination de la
structure primaire
De donner trois raisons expliquant que la spectrométrie de masse (MS) ait
largement supplanté les méthodes chimiques de détermination de la structure
primaire des protéines et de détection des modifications post-traductionnelles.
D’expliquer pourquoi la spectrométrie de masse permet de détecter des
modifications post-traductionnelles qui ne peuvent pas l’être par séquençage
d’Edman ou par séquençage de l’ADN.
De décrire en quoi le clonage de l’ADN et la biologie moléculaire ont rendu la
détermination de la structure primaire des protéines beaucoup plus rapide et
efficace.
D’expliquer ce qu’on entend par « protéome » et de citer des exemples de son
importance fondamentale potentielle.
26
PARTIE I Structures et fonctions des protéines et des enzymes
IMPORTANCE BIOMÉDICALE
Les protéines sont des macromolécules complexes du point de
vue physique et fonctionnel, qui jouent de nombreux rôles essen­
tiels. Ainsi, un réseau de protéines internes, le cytosquelette (Cha­
pi­tre 49), maintient la forme de la cellule et son intégrité physique.
Les filaments d’actine et de myosine forment la machinerie con­
tractile du muscle (Chapitre 49). L’ hémoglobine transporte
l’oxy­gène (Cha­pitre 6), tandis que les anticorps circulants nous
défendent contre les envahisseurs étrangers (Chapitre 50). Les
enzymes catalysent les réactions génératrices d’énergie, synthéti­
sent et dégradent les biomolécules, répliquent et transcrivent les
gènes, effectuent la maturation des ARNm, etc. (Chapitre 7). Des
récepteurs permettent aux cellules de reconnaître les hormones et
d’autres signaux de l’environnement et d’y répondre (Chapitres 41
et 42). Les protéines subissent des changements physiques et
fonctionnels qui reflètent le cycle vital des organismes qui les
contiennent. Une protéine typique prend « naissance » par traduc­
tion (Chapitre 37), elle peut subir différents événements de matu­
ration post-traductionnelle, à savoir : une protéolyse partielle
(Chapitre 9 et 37), des modifications réversibles entre un état actif
et un état inactif grâce à l’intervention de facteurs de régulation
(Chapitre 9), un vieillissement dû à une oxydation, une désami­
dation, etc. (Chapitre 52) jus­­qu’à sa « mort » lorsqu’elle est dégradée
en ses acides aminés cons­titutifs (Chapitre 29). Un objectif impor­
3'
AAAAA
Val
Gln
Phe
Asp
Met
mRNA
2 Repliement
5'
Val
Gln
Phe
Asp
Met
Ribosome
1 Synthèse
tant de la médecine moléculaire consiste à identifier des biomar­
queurs comme des protéines et/ou des modifications de protéines
dont la présence, l’absence ou un défaut est associé à un état phy­
siologique ou pathologique particulier (Figure 4-1).
LES PROTÉINES ET LES PEPTIDES
DOIVENT ÊTRE PURIFIÉS
AVANT ANALYSE
Il est essentiel que la protéine soit hautement purifiée pour pou­
voir étudier en détails ses propriétés physiques et fonctionnelles.
Les cellules contiennent des milliers de protéines différentes, dans
des proportions extrêmement variables de l’une à l’autre. L’ isole­
ment de l’une d’entre elles en quantité suffisante pour l’analyser
représente donc un enjeu difficile qui peut nécessiter l’usage suc­
cessif de nombreuses techniques de purification. La précipitation
sélective exploite les différences de solubilité relative des différen­
tes protéines en fonction du pH (précipitation isoélectrique), de la
polarité (précipitation à l’éthanol ou à l’acétone) ou de la concen­
tration en sels (précipitation en présence de sulfate d’ammonium).
Les séparations chromatographiques séparent les protéines en
fonction de leurs différences : de taille (chromatographie d’exclu­
sion de taille), de charge (chromatographie d’échange d’ions), d’hy­
3 Maturation
SH
SH
S
+
−
2H 2e
Met-Asp-Phe-Gln-Val
4 Modification covalente
(comme, l’acylation des
acides gras)
Trp
Phe
Gly
His
Glu
Pro Lys Ala
Asn
Thr
lle
Cys
Ub
Ub
Ub
Ub
10 Dégradation
S
S
S
8 « Vieillissement »
Produits
Substrats
(comme, oxydation,
désamidation,
dénaturation)
7 Catalyse
9 Ubiquitination
S
S
S
S
S
S
5 Translocation
6 Activation
S
S
Membrane
FIGURE 4-1 Représentation schématique du cycle de vie d’une protéine hypothétique. (1) Le cycle
commence avec la synthèse sur un ribosome d’une chaîne polypeptidique, dont la structure primaire est dictée
par un ARNm. (2) En cours de synthèse, le polypeptide commence à se replier selon sa conformation native (en
bleu). (3) Le repliement peut s’accompagner d’événements de maturation tels que la coupure protéolytique d’une
séquence additionnelle N-terminale (Met-Asp-Phe-Gln-Val) ou la formation de ponts disulfure (S—S). (4) Des
modifications covalentes ultérieures peuvent consister, par exemple, à attacher une molécule d’acide gras (en
jaune) permettant (5) la translocation du peptide modifié vers une membrane. (6) La fixation d’un effecteur
allostérique (rouge) peut entraîner (7) l’adoption d’une conformation à activité catalytique. (8) À la longue, les
protéines sont endommagées par des attaques chimiques, par désamidation ou par dénaturation, elles peuvent
alors (9) être « étiquetées » par l’attachement covalent de plusieurs molécules d’ubiquitine (Ub). (10) La protéine
ubiquitinylée est ensuite dégradée en ses acides aminés constitutifs, qui seront disponibles pour synthétiser de
nouvelles protéines.
CHAPITRE 4 Les protéines : détermination de la structure primaire
drophobie (chromatographie d’interactions hydrophobes), ou selon
leurs capacités à se fixer à un ligand spécifique (chromatographie
d’affinité).
Chromatographie sur colonne
La chromatographie sur colonne utilise comme matrice de phase
stationnaire, de petites billes contenues dans un récipient cylin­
drique¸ ou colonne, en verre, en plastique ou en acier. Un filtre
perméable retient les billes dans la colonne tandis que la phase
liquide mobile coule ou percole à travers la colonne. Les billes de
la phase stationnaire peuvent être modifiées chimiquement pour
recouvrir leur surface de groupes acides, basiques, hydrophobes
ou semblables à un ligand requis pour la chromatographie
d’échange d’ions, d’interaction hydrophobe ou d’affinité. Le liquide
de la phase mobile est collecté par petites portions appelées frac­
tions au fur et à mesure de leur sortie de la colonne. La Figure 4-2
décrit l’agencement de base d’un système de chromatographie de
paillasse simple.
Chromatographie liquide à haute pression,
HPLC
Les matrices de chromatographie sur colonne de première géné­
ration étaient constituées de longs polymères oligosaccharidiques
entrecroisés et sous forme de billes sphériques d’environ un
dixième de millimètre de diamètre. Malheureusement, leur taille
relativement grande perturbait le flux de la phase mobile et limi­
tait l’aire de la surface accessible. La réduction de taille des parti­
cules a permis de grandement augmenter la résolution. Cependant,
la résistance engendrée par la matrice plus compacte a nécessité
l’utilisation de pressions très élevées qui auraient écrasé les billes
molles et spongieuses de polysaccharides et de matériaux similai­
res, par ex. l’acrylamide. Finalement des méthodes ont été déve­
loppées permettant de fabriquer des particules de silicone de la
taille et de la forme requises, de modifier leur surface en y ajoutant
divers groupes fonctionnels, et de les tasser dans des colonnes en
acier inoxydable capable de résister à des pressions de plusieurs
milliers de psi. Du fait de leur pouvoir résolutif accru, les systè­
mes de chromatographie liquide à haute pression ont largement
remplacé les anciennes colonnes en verre courantes dans les labo­
ratoires de purification des protéines.
Chromatographie d’exclusion stérique
La chromatographie d’exclusion stérique, ou filtration sur gel
sépare les protéines en fonction de leur rayon de Stokes, qui est
le diamètre de la sphère qu’occupe une protéine non sphérique en
tournoyant dans la solution. Le diamètre de Stokes dépend de la
masse moléculaire et de la forme. Une protéine allongée occupe
P
1
M
2
C
R1
27
R2
F
FIGURE 4-2 Composants d’un appareil de chromatographie en phase liquide classique.
R1 et R2 : Réservoirs de liquide de la phase mobile. P : Système de pompage programmable
avec deux pompes, 1 et 2 et une chambre de mixage, M. Le système peut être réglé de façon
à pomper le liquide issu d’un seul des réservoirs, ou pour changer de réservoir à des moments
prédéterminés afin de générer un gradient par paliers ou pour mélanger les liquides des deux
réservoirs dans des proportions variables pour créer un gradient continu. C : Colonne en verre,
en métal ou en plastique contenant la phase stationnaire. F : Collecteur de fractions pour la
collecte dans des tubes séparés, de fractions aliquotes du liquide élué de la colonne.
28
PARTIE I Structures et fonctions des protéines et des enzymes
A
B
C
FIGURE 4-3 Chromatographie d’exclusion stérique. A : Un mélange de grosses molécules
(carrés bruns) et de petites molécules (ronds rouges) est déposé au sommet d’une colonne de
filtration sur gel. B : En entrant dans la colonne, les petites molécules pénètrent dans les pores de la
matrice de la phase stationnaire (en gris) alors que les grosses molécules en sont exclues. C : Tandis
que la phase mobile (en bleu) s’écoule à travers la colonne, elle entraîne avec elle les grosses
molécules exclues, tandis que les petites molécules, temporairement à l’abri du flux à l’intérieur des
pores, sont de plus en plus retardées.
un volume plus grand en tournoyant qu’une protéine sphérique de
la même masse. La chromatographie d’exclusion stérique utilise
des billes poreuses (Figure 4-3). Les pores peuvent se comparer
aux criques des berges d’une rivière. Parmi les objets qui descen­
dent le courant, ceux qui entrent dans une crique, sont retardés tant
qu’ils n’ont pas rejoint le courant principal. De même, les pro­
téines ayant des rayons de Stokes trop grands pour entrer dans les
pores (les protéines exclues), restent dans le flux de la phase mobile
et ressortent de la colonne avant les protéines capables d’entrer
dans les pores (les protéines incluses). Les protéines ressortent donc
d’une colonne de filtration sur gel dans l’ordre de taille décrois­
sante de leurs rayons de Stokes.
Chromatographie d’échange d’ions
Dans la chromatographie d’échange d’ions, les protéines intera­
gissent avec la phase stationnaire par interactions de charges. Les
protéines ayant une charge nette positive à un pH donné adhèrent
fermement aux billes porteuses de groupements fonctionnels char­
gés négativement comme les carboxylates ou les sulfates (échan­
geurs de cations). De même, les protéines à charge nette négative
adhèrent aux billes porteuses de groupements fonctionnels posi­
tivement chargés qui sont en général des amines tertiaires ou
quaternaires (échangeuses d’anions). Les protéines qui n’adhèrent
pas passent à travers la matrice et sont entraînées par le flux. Les
protéines fixées sont ensuite sélectivement détachées en augmen­
tant graduellement la force ionique de la phase mobile, diminuant
ainsi les interactions entre charges. Les protéines sont éluées de
façon inversement proportionnelle à leur force d’interaction avec
la phase stationnaire.
Chromatographie d’interactions hydrophobes
La chromatographie d’interactions hydrophobes sépare les pro­
téines selon leur tendance à s’associer avec une matrice de phase
stationnaire recouverte de groupements hydrophobes (tels que
phényl Sépharose, octyl Séphadex). Les protéines présentant des
surfaces hydrophobes adhèrent à la matrice par des interactions
hydrophobes qui sont augmentées en présence d’une phase mobile
de grande force ionique. Les protéines incapables d’adhérer sont
éluées par lavage. La polarité de la phase mobile est alors progres­
sivement diminuée en abaissant sa concentration en sels. Lorsque
l’interaction entre une protéine et la phase stationnaire est parti­
culièrement forte, on peut ajouter de l’éthanol ou du glycérol à la
phase mobile afin de diminuer sa polarité et d’affaiblir davantage
les interactions hydrophobes.
Chromatographie d’affinité
La chromatographie d’affinité exploite la haute sélectivité de la
plupart des protéines pour leurs ligands. Il est possible de purifier
les enzymes par chromatographie d’affinité à l’aide de leurs subs­
trats, de leurs produits, de leurs co-enzymes ou de leurs inhibiteurs
que l’on a fixés sur un support. En théorie, seules les protéines
capables d’interagir avec le ligand immobilisé vont adhérer. Les
protéines fixées sont ensuite éluées, soit par compétition avec un
ligand soluble, soit, de façon moins sélective, en interrompant les
interactions protéine-ligand à l’aide d’urée, d’hydrochlorure de
guanidine, d’un pH faiblement acide ou de fortes concentrations
en sels. Les matrices de phase stationnaire commercialisées, con­
tienn­ent des ligands tels que NAD+ ou des analogues de l’ATP.
La purification de protéines recombinantes exprimées en génie
génétique est souvent facilitée en modifiant le gène cloné pour y
ajouter un nouveau domaine de fusion conçu pour interagir avec
un ligand particulier fixé à une matrice (Chapitre 7).
Vérification de la pureté d’une protéine
par électrophorèse en gel de polyacrylamide
(PAGE)
La méthode SDS-PAGE est la plus utilisée pour apprécier la pureté
d’une protéine, c’est une électrophorèse en gel de polyacrylamide
(PAGE) en présence d’un détergent anionique, le dodécylsulfate
de sodium (SDS). L’ électrophorèse sépare les biomolécules char­
gées en fonction de la vitesse à laquelle elles migrent quand on leur
applique un champ électrique. Dans le cas de la SDS-PAGE,
l’acrylamide est polymérisé et réticulé par liaisons covalentes pour
former une matrice poreuse. Le SDS se fixe aux protéines dans un
rapport d’une molécule de SDS pour deux liaisons peptidiques
provoquant le dépliement ou dénaturation des protéines. Lorsqu’on
l’utilise conjointement au 2-mercaptoéthanol ou au dithiothréitol
pour réduire et casser les ponts disulfures (Figure 4-4), la SDSPAGE sépare les composants polypeptidiques des protéines mul­
timériques. Le grand nombre de molécules anioniques de SDS,
portant chacune une charge négative de -1, sur les différents poly­
peptides rend négligeable les contributions de charge des groupe­
ments fonctionnels des acides aminés. Du fait que les rapports
entre la charge et la masse pour tous les complexes SDS-polypep­
tide sont à peu près égaux, c’est la résistance physique rencontrée
par chaque polypeptide lors de son déplacement à travers la
matrice d’acrylamide qui détermine sa vitesse de migration. Les
grands complexes rencontrant plus de résistance, les polypeptides
se séparent selon leurs masses moléculaires respectives (Mr). Les
dif­férents polypeptides piégés dans le gel d’acrylamide sont visua­
lisés après électrophorèse, par coloration avec des colorants comme
le bleu brillant de Coomassie (Figure 4-5).
L’ isoélectrofocalisation (IEF)
Des tampons ioniques, appelés ampholines, peuvent servir, quand
on leur applique un champ électrique, à générer un gradient de
pH au sein d’une matrice de polyacrylamide. Les protéines dépo­
sées sur cette dernière migrent jusqu’à une région de la matrice
où le pH correspond à leur point isoélectrique (pI), auquel la
charge nette de la molécule vaut zéro. L’ IEF est utilisée en asso­
ciation avec la technique SDS-PAGE pour les électrophorèses
bidimensionnelles, servant à séparer les polypeptides, en fonction
de leur pI dans une dimension, et selon leur valeur de Mr dans la
seconde dimension (Figure 4-6). L’ électrophorèse bidimension­
nelle est particulièrement appropriée pour séparer les composants
de mélanges complexes de protéines.
SANGER A ÉTÉ LE PREMIER
À DÉTERMINER LA SÉQUENCE
D’UN POLYPEPTIDE
L’ insuline mature comporte une chaîne A de 21 résidus et une
chaîne B de 30 résidus reliées par des ponts disulfures. Frederick
Sanger a réduit ces ponts disulfures (Figure 4-4), séparé les chaî­
nes A et B et coupé chacune des chaînes en peptides plus petits à
l’aide de trypsine, de chymotrypsine et de pepsine. Les peptides
obtenus ont été ensuite isolés et traités par un acide pour hydro­
lyser une partie des liaisons peptidiques et générer des peptides ne
comportant plus que deux ou trois acides aminés. Chaque peptide
a été traité par le 1-fluoro-2,4-dinitrobenzène (réactif de Sanger),
CHAPITRE 4 Les protéines : détermination de la structure primaire
NH
O
H
29
HN
O
S
S
HN
O
H
NH
O
SH
O
HCOOH
C2H5
OH
NH
O
H
HN
O
HN
SO2−
HS
O
H
NH
O
FIGURE 4-4 Clivage oxydatif de chaînes polypeptidiques
adjacentes reliées entre elles par un pont disulfure (ombré en bleu)
à l’aide de l’acide performique (à gauche), ou par clivage à l’aide
d’un réducteur, le β-mercaptoéthanol (à droite), pour former deux
peptides qui renferment alors respectivement des résidus d’acide
cystéique ou des résidus cystéinyles.
qui réagit avec les groupements α-aminés accessibles des résidus
de l’extrémité amino-terminale. Le contenu en acides aminés de
chaque peptide a pu être alors déterminé et l’acide aminé aminoterminal identifié. Même si le groupement ε-aminé de la lysine
réagit également avec le réactif de Sanger, les lysines amino-ter­
minales peuvent être distinguées de celles occupant d’autres
positions puisqu’elles réagissent avec deux molécules de réactif de
Sanger. En appliquant la méthode de façon récursive à des di-, des
tripeptides et des fragments de plus en plus grands, Sanger a pu
déterminer la séquence complète de l’insuline, travail pour lequel
il a reçu un Prix Nobel en 1958.
LA RÉACTION D’EDMAN PERMET
LA DÉTERMINATION DE LA SÉQUENCE
DES PEPTIDES ET DES PROTÉINES
Pehr Edman a introduit l’utilisation du phénylisothiocyanate (réac­
tif d’Edman) pour le marquage sélectif du résidu amino-terminal
d’un peptide. Contrairement au réactif de Sanger, le dérivé de type
phénylthiohydantoïne (PTH) peut être détaché dans des condi­
tions de réaction douces en laissant un nouveau résidu aminoterminal (Figure 4-7). Des cycles successifs de modification avec
le réactif d’Edman peuvent donc servir à séquencer de nombreux
résidus du même échantillon peptidique. Même ainsi, la détermi­
nation de la séquence complète d’une protéine par des méthodes
chimiques reste à ce jour un processus long et laborieux.
Les propriétés chimiques hétérogènes des acides aminés font
que chaque étape du procédé représente un compromis entre
l’efficacité pour un acide aminé donné ou un ensemble d’acides
30
PARTIE I Structures et fonctions des protéines et des enzymes
FIGURE 4-5 Utilisation du système SDS-PAGE pour suivre
la purification progressive d’une protéine recombinante. Le gel
a été coloré avec le bleu de Coomassie. On observe les marqueurs
de taille protéiques (dépôt S) dont les masses sont indiquées en kDa,
l’extrait cellulaire brut (E), le cytosol (C), le liquide surnageant après
centrifugation à haute vitesse (H) et une fraction éluée d’une colonne
de DEAE-Sépharose (D). La protéine recombinante a une masse
approximative de 45 kDa.
aminés et la flexibilité nécessaire pour convenir aux 20 acides
aminés différents. Par conséquent, chaque étape du processus a
une efficacité inférieure à 100 %, cela entraîne l’accumulation de
fragments polypeptidiques avec différentes extrémités N-termi­
nales. Il finit par être impossible de distinguer entre le dérivé
PTH-acide aminé correct à cette position, et les contaminants. De
ce fait, la longueur de lecture d’un séquençage d’Edman varie de
5 à 30 résidus d’acides aminés selon la quantité de peptide et sa
pureté.
Pour déterminer la séquence complète d’un polypeptide de
plusieurs centaines de résidus de long, la protéine doit d’abord être
découpée en peptides plus petits en utilisant une protéase ou un
réactif comme le bromure de cyanogène. Après purification de ces
peptides par chromatographie liquide en phase inverse à haute
pression (HPLC), ils sont analysés par séquençage d’Edman. Pour
pouvoir assembler les séquences de ces petits peptides afin de
reconstituer la séquence complète du polypeptide intact, il est
nécessaire d’analyser des peptides dont les séquences se recou­
vrent partiellement. On y arrive en produisant plusieurs jeux de
peptides à l’aide de plusieurs méthodes de clivage. Les grandes
quantités de protéines purifiées nécessaires pour tester plusieurs
conditions de fragmentation protéique et de purification des pep­
tides constituent le second obstacle majeur des techniques de
séquençage chimique direct des protéines.
LA BIOLOGIE MOLÉCULAIRE A
ReVOLUTIONNÉ LA DÉTERMINATION
DE LA SÉQUENCE PRIMAIRE
pH = 3
IEF
pH = 10
SDS
PAGE
FIGURE 4-6 Électrophorèse bidimensionnelle IEF-SDS-PAGE.
Le gel a été coloré avec le bleu de Coomassie. Un extrait bactérien brut
a d’abord été soumis à une isoélectrofocalisation (IEF) sur un gradient
de pH de 3 à 10. Le gel IEF a ensuite été placé horizontalement en haut
d’un gel au SDS, pour effectuer une séparation supplémentaire des
protéines en système SDS-PAGE. Notons la nette amélioration de la
résolution des différents peptides en comparaison d’un gel SDS-PAGE
ordinaire (Figure 4-5).
Les réactions de modification séquentielle et de clivage des déri­
vés de type PTH-acide aminé à partir de l’extrémité N-terminale
d’un peptide sont en général effectuées dans un séquenceur auto­
matique. Le séquençage de l’ADN est par opposition à celui des
peptides à la fois beaucoup plus rapide et plus économique. Les
techniques de l’ADN recombinant permettent aux chercheurs de
produire une quantité théoriquement infinie d’ADN à partir d’un
échantillon de départ servant de matrice (Chapitre 39). Les métho­
des de séquençage de l’ADN dont la chimie a aussi été mise au
point par Sanger, permettent de déterminer en routine en une
seule analyse des séquences de polydésoxyribonucléotides de
quelques centaines de résidus de long, tandis que les séquenceurs
automatisés peuvent « lire » des séquences d’une longueur de plu­
sieurs milliers de nucléotides. La connaissance du code génétique
permet de déterminer la séquence du polypeptide codé par simple
traduction de la séquence polynucléotidique de son gène. À l’in­
verse, les premiers biologistes moléculaires concevaient des son­
des oligonucléotidiques complémentaires de l’ADN d’un gène
pour identifier le clone d’ADN contenant le gène d’intérêt, ils se
servaient pour cela d’un segment de séquence d’acides aminés
déterminée chimiquement comme matrice pour concevoir, par
traduction inverse, leurs sondes oligonucléotidiques. L’avènement
du clonage de l’ADN a donc débouché sur l’utilisation généralisée
d’une méthode hybride où le séquençage d’Edman a été utilisé
pour séquencer une petite partie de la protéine, cette information
étant alors exploitée pour déterminer le reste de la séquence par
clonage et séquençage d’ADN.
CHAPITRE 4 Les protéines : détermination de la structure primaire
cheurs scientifiques, la séquence de la protéine sur laquelle ils tra­
vaillent a déjà été déterminée et les attend dans une banque de
données en accès libre comme Genbank (Chapitre 10). Tout ce
dont les chercheurs ont besoin est d’acquérir une information
suffisante en terme de séquence d’acides aminés à partir d’une pro­
téine, une quantité aussi faible que cinq à six acides aminés consé­
cutifs peut être suffisante, pour permettre une identification sans
équivoque. Alors que l’information en termes d’acides aminés
peut être obtenue par la technique d’Edman, aujourd’hui, la spec­
trométrie de masse (MS) est devenue la méthode de choix pour
identifier les protéines.
S
N
O
H
N
N
H
C
+
NH2
R
O
Rʹ
Phénylisothiocyanate (réactif d’Edman)
et un peptide
LA SPECTROMÉTRIE DE MASSE peut
détecter LES MODIFICATIONS
COVALENTES
S
NH
N
H
O
H
N
N
H
R
O
Rʹ
Un acide phénylthiohydantoïque
H+, nitrométhane
H2 O
O
S
N
O
NH
+
N
H
31
NH2
R
R
Une phénylthiohydantoïne et un peptide
raccourci d’un résidu
FIGURE 4-7 La réaction d’Edman. Le phénylisothiocyanate
permet de former un dérivé acide phénylthiohydantoïque de résidu
amino terminal d’un peptide. Le traitement par l’acide dans un solvant
non hydroxylique permet de libérer d’une part la phénylthio­hydantoïne,
qui est ensuite identifiée grâce à sa mobilité chromatographique,
d’autre part un peptide raccourci d’un résidu. Ce processus peut alors
être répété.
La génomique permet
l’identification des protéines
à partir de données
de séquence fragmentaires
Aujourd’hui, le nombre d’organismes pour lesquels la séquence
complète du génome a été déterminée et mise à la disposition de
la communauté scientifique se chiffre par centaines (voir Chapi­
tre 10). Ces séquences englobent presque tous les « organismes
modèles » communément utilisés dans les laboratoires de recher­
che biomédicale, à savoir : Homo sapiens, la souris, le rat, Escherischia coli, Drosophila melanogaster, Caenorhabditis elegans, la
levure, etc., ainsi que de nombreux pathogènes. Entre-temps, sur
toute la planète, des batteries de séquenceurs automatisés conti­
nuent de générer des données de séquences génomiques toujours
plus rapidement et à moindre coût. Ainsi, pour la plupart des cher­
Du fait de sa supériorité en termes de sensibilité, de rapidité et de
souplesse, la spectrométrie de masse (MS) a remplacé le séquen­
çage d’Edman en tant que méthode principale de détermination
des séquences des peptides et des protéines. Elle est significative­
ment plus sensible et tolère mieux les variations de qualités des
échantillons. De plus, comme la masse et la charge sont des pro­
priétés courantes d’une large gamme de biomolécules, on peut uti­
liser la spectrométrie de masse pour l’analyse de métabolites, de
glucides, et pour les modifications post-traductionnelles comme
la phosphorylation ou l’hydroxylation qui entraînent des augmen­
tations de masse d’une protéine faciles à identifier (Tableau 4-1).
Ces modifications sont difficiles à détecter par la technique d’Ed­
man et indétectables dans la séquence d’acides aminés obtenue à
partir de la séquence de l’ADN.
LA SPECTROMÉTRIE DE MASSE
SE PRÉSENTE SOUS PLUSIEURS
CONFIGURATIONS
Dans un spectromètre de masse simple, à un seul quadripôle, un
échantillon dans le vide est vaporisé en présence d’un donneur de
proton qui transfère une charge positive. Un champ électrique
propulse alors les cations vers un tube de vol courbe où ils ren­
TABLEAU 4-1 Augmentation de masse résultant
de modifications post-traductionnelles courantes
Modification
Augmentation de masse (Da)
Phosphorylation
80
Hydroxylation
16
Méthylation
14
Acétylation
42
Myristylation
210
Palmitylation
238
Glycosylation
162
32
PARTIE I Structures et fonctions des protéines et des enzymes
Échantillon
à analyser
Plaques de l’accélérateur
Tube analyseur
Chambre d’injection
d’échantillons
Électroaimant
Générateur
de puissance
variable
Détecteur
Pompe à vide
Enregistrement
Voltage
FIGURE 4-8 Composants élémentaires d’un spectromètre de masse simple. Un mélange de molécules,
représenté par un cercle rouge, un triangle vert et un losange bleu, est vaporisé sous forme ionisée dans la chambre
d’injection d’échantillons. Ces molécules sont alors accélérées lors de leur descente dans le tube analyseur (de vol) par
un potentiel électrique appliqué à la grille de l’accélérateur (en jaune orange). Un électroaimant réglable exerce un
champ magnétique qui dévie la trajectoire des ions dans leur vol vers le détecteur. La force du champ magnétique
nécessaire pour focaliser un ion sur le détecteur augmente en fonction de sa masse.
contrent un champ magnétique qui les dévie à angle droit par
rapport à leur direction de vol initiale (Figure 4-8). Le courant
qui alimente l’électroaimant est graduellement augmenté jusqu’à
ce que la trajectoire de chaque ion soit suffisamment courbe pour
qu’il frappe un détecteur situé au bout du tube de vol. Pour des
ions de charge nette identique, la force nécessaire pour courber
leurs trajectoires de la même façon est proportionnelle à leurs
masses.
Le tube de vol d’un spectromètre de masse TOF (temps de vol
« time of flight » en anglais) est linéaire. Après vaporisation de
l’échantillon en présence d’un donneur de protons, l’application
brève d’un champ électrique accélère les ions en direction d’un
détecteur situé à l’extrémité du tube de vol. Pour les molécules de
charge identique, la vitesse à laquelle elles sont accélérées, et donc
le temps nécessaire pour atteindre le détecteur, sera inversement
proportionnel à leur masse.
Les spectromètres de masse à quadripôle sont en général uti­
lisés pour déterminer les masses de molécules de 4000 Da ou
moins, alors que les spectromètres de masse à temps de vol servent
à déterminer les grandes masses des protéines entières. Diverses
combinaisons de quadripôles multiples, ou encore la réflexion des
ions vers le tube linéaire d’un spectromètre de masse TOF situé
en aval, permettent de créer des instruments plus sophistiqués.
L’ionisation des peptides à analyser peut
se faire par électrovaporisation ou
par désorption assistée par une matrice
L’ analyse de peptides et de protéines par spectrométrie de masse
a été gênée au départ par la difficulté à vaporiser les grandes
molécules organiques. Alors que les petites molécules organiques
pouvaient être facilement vaporisées par chauffage dans le vide
(Figure 4-9) les protéines, les oligonucléotides, etc., étaient
détruits dans ces conditions. Ce n’est qu’avec la mise au point de
techniques fiables de dispersion des peptides, des protéines et des
autres grandes biomolécules en phase gazeuse, que la spectromé­
CHAPITRE 4 Les protéines : détermination de la structure primaire
Chaleur
Ionisation par
électrovaporisation
33
MALDI
Laser
FIGURE 4-9 Trois méthodes courantes de
vaporisation de molécules dans la chambre source
d’un spectromètre de masse.
trie de masse a pu être appliquée à leur analyse structurale et à la
détermination de leur séquence. La dispersion en phase gazeuse
est effectuée par ionisation par électrovaporisation et par désorption et ionisation au laser favorisée par la matrice ou MALDI
(« matrix-assisted laser desorption » en anglais). Lors de l’ionisa­
tion par électrovaporisation les molécules à analyser sont dissou­
tes dans un solvant volatile et introduites en très petites quantités
à l’aide d’un capillaire dans la chambre source (Figure 4-9). Lors
de l’émergence d’une gouttelette dans la chambre source, le solvant
se disperse rapidement, et la macromolécule reste en suspension
dans la phase gazeuse. La charge préalable des gouttelettes par un
courant électrique permet l’ionisation de l’échantillon. L’ionisation
par électrovaporisation sert fréquemment à l’analyse de peptides
et de protéines élués d’une colonne de HPLC ou d’un autre type
de colonne chromatographique, l’échantillon étant déjà en solu­
tion dans un solvant volatile. Dans la technique MALDI, l’échan­
tillon est mélangé avec une matrice liquide contenant un colorant
qui absorbe la lumière, et une source de protons. Le mélange est
excité dans la chambre source par un faisceau laser, cela provoque
la dispersion si rapide de la matrice environnante dans la phase
gazeuse qu’il n’y a pas échauffement des peptides et des protéines
qu’elle renferme (Figure 4-9).
Les peptides à l’intérieur du spectromètre de masse peuvent
être cassés en sous-unités plus petites par collisions avec des atomes
neutres d’hélium ou d’argon (dissociation induite par les collisions),
les masses des différents fragments peuvent alors être déterminées.
Comme les liaisons peptidiques sont bien plus labiles que celles
entre deux atomes de carbone, les fragments les plus abondants
diffèreront les uns des autres d’unités équivalentes à un ou deux
acides aminés. Puisqu’à l’exception (1) de la leucine et de l’isoleu­
cine, et (2) de la glutamine et de la lysine, chaque acide aminé à
une masse moléculaire qui lui est propre, la séquence du peptide
peut être reconstituée à partir des masses de ses fragments.
La spectrométrie de masse en tandem
Des mélanges peptidiques complexes peuvent aujourd’hui être
analysés sans purification préalable, par la spectrométrie de masse
Alimentation par un système
chromatographique
en tandem, qui fait appel à l’équivalent de deux spectromètres de
masse montés en série. De ce fait, ces instruments en tandem sont
souvent appelés MS–MS. Le premier spectromètre de masse
sépare les différents peptides selon leurs différences de masse. En
ajustant la force de champ du premier aimant, il est possible de
diriger un peptide particulier vers le second spectromètre où il
est fragmenté en morceaux dont les masses sont déterminées. Ils
peuvent alternativement être retenus dans un piège à ions placé
entre les deux quadripoles, et sélectivement transmis au deuxième
quadripole au lieu d’être perdus lorsque le premier quadripole est
réglé pour sélectionner des ions d’une masse différente.
La spectrométrie de masse en tandem permet
la détection d’anomalies métaboliques
La spectrométrie de masse en tandem peut servir au criblage
d’échantillons sanguins de nouveaux nés pour déterminer la pré­
sence et la concentration d’acides aminés, d’acides gras et d’autres
métabolites. Des anomalies de concentration d’un métabolite peu­
vent constituer des indicateurs dans le diagnostic de différentes
maladies comme la phénylcétonurie, l’encéphalopathie éthylma­
lonique et l’acidémie glutarique de type 1.
LA PROTÉOMIQUE ET LE PROTÉOME
La protéomique a pour but d’identifier
l’ensemble des protéines pouvant être
fabriquées par une cellule dans diverses
conditions
Bien que la séquence du génome humain soit connue, l’image
fournie par la génomique seule est à la fois statique et incomplète.
La protéomique a pour but d’identifier la totalité des protéines
fabriquées par une cellule dans diverses situations. Selon que les
gènes sont dans un état inactif ou actif, des protéines sont synthé­
tisées dans les différents types cellulaires à des moments particu­
34
PARTIE I Structures et fonctions des protéines et des enzymes
liers de la croissance ou de la différenciation ou en réponse à des
stimuli externes. Les cellules musculaires expriment des protéines
absentes des cellules nerveuses, et les types de sous-unités présentes
dans le tétramère de l’hémoglobine changent entre la période pré
et postnatale. De nombreuses protéines subissent des modifications
post-traductionnelles lors de leur maturation en formes actives
ou afin de réguler leurs propriétés. La connaissance du génome
humain ne représente donc que le début du travail de description
des organismes vivants au niveau moléculaire et de la compré­
hension des processus dynamiques comme la croissance, le vieillis­
sement et les maladies. Le corps humain contenant des milliers de
types cellulaires, qui contiennent chacun des milliers de protéines,
le protéome, qui est l’ensemble des protéines exprimées par une
cellule donnée à un moment donné, est un objectif en constante
évolution d’une dimension formidable.
L’ électrophorèse bidimensionnelle
et les puces de réseaux de sondes géniques
servent à suivre l’expression protéique
L’ un des buts de la protéomique est d’identifier les protéines dont
les niveaux d’expression sont corrélés avec des événements signi­
ficatifs du point de vue médical. Le postulat est que les protéines
dont l’apparition et la disparition sont corrélées à une situation
physiologique ou pathologique particulière, sont liées soit directe­
ment, soit indirectement à sa cause profonde et à ses mécanismes.
La détermination des caractéristiques du protéome de chaque type
cellulaire requiert une efficacité extrême de l’isolement et de l’iden­
tification de chacune des protéines. L’ approche actuelle, pour
résoudre les protéines cellulaires, consiste à utiliser d’une part des
machines automates pour accélérer la préparation des échantil­
lons et d’autre part de grands gels bidimensionnels pour séparer
les protéines cellulaires. Les différents polypeptides sont ensuite
extraits et analysés par séquençage d’Edman ou par spectrométrie
de masse. Même s’il n’est possible de résoudre que 1000 protéines
sur un gel, l’électrophorèse bidimensionnelle présente l’énorme
avantage d’étudier directement les protéines.
Une approche alternative appelée MudPIT pour « Multidimen­
sional Protein Identification Technology » utilise des cycles suc­
cessifs de chromatographie pour résoudre les peptides produits
par la digestion d’un échantillon biologique complexe en différen­
tes fractions plus simples susceptibles d’être analysées séparément
par spectrométrie de masse. Des alignements de sondes de gènes
en réseau parfois appelés puces à ADN (« DNA chips ») pour
détecter l’expression des ARNm qui codent les protéines, consti­
tuent une approche complémentaire de la protéomique. Bien que
les changements d’expression de l’ARNm codant une protéine ne
reflètent pas forcément des changements comparables du niveau
de la protéine correspondante, les puces à ADN sont plus sensibles
que les gels bidimensionnels, surtout en ce qui concerne les pro­
téines peu abondantes et permettent donc d’examiner davantage
de produits géniques.
La bioinformatique aide à déterminer
la fonction des protéines
La fonction d’une grande partie des protéines codées par le
génome humain reste actuellement inconnue. Le développement
des alignements de protéines, ou puces, afin de tester directement
à grande échelle les fonctions potentielles des protéines en est
encore à ses balbutiements. Quoi qu’il en soit, les progrès récents
de la bioinformatique permettent aux chercheurs de comparer les
séquences d’acides aminés pour y découvrir des pistes quant aux
fonctions présomptives, aux rôles physiologiques et aux mécanis­
mes d’action des protéines. Des algorithmes exploitent la tendance
de la nature à utiliser des variations sur un même thème structural
afin d’accomplir des fonctions similaires dans différentes protéi­
nes [par exemple le pli de Rossman de fixation aux nucléotides,
fixant le NAD(P)H, les séquences signal d’adressage nucléaire et
les « mains EF » pour fixer les ions Ca2+]. Ces domaines sont en
général détectés dans la structure primaire grâce à la conserva­
tion d’acides aminés particuliers à des positions clés. La compré­
hension des propriétés et du rôle physiologique d’une protéine
nouvellement découverte peut donc être déduite de la comparai­
son de sa structure primaire avec celles de protéines déjà connues.
RÉSUMÉ
n
n
n
n
n
n
n
n
Les longs polymères d’acides aminés appelés polypeptides
constituent l’unité structurale de base des protéines. La
structure d’une protéine fournit des indications sur la façon
dont elle accomplit ses fonctions.
Les protéines subissent des modifications post-traductionnelles
au cours de leur existence, celles-ci influencent leur fonction et
conditionnent leur devenir.
La méthode d’Edman a été en grande partie remplacée par la
spectrométrie de masse, MS, un outil sensible et souple
d’utilisation permettant de déterminer la structure primaire,
d’identifier les modifications post-traductionnelles et de
détecter les anomalies métaboliques.
Le clonage de l’ADN et la biologie moléculaire, couplés à la
chimie des protéines permettent une approche mixte qui
accélère grandement et rend bien plus efficace la détermination
de la structure primaire des protéines.
La génomique, ou analyse de la séquence nucléotidique
complète du matériel génétique d’un organisme, a permis de
nouveaux progrès.
Les programmes informatiques facilitent l’identification des
phases ouvertes de lecture (ORF) codant une protéine donnée,
en se basant sur des séquences partielles et les profils de masse
peptidiques, lors de recherches dans des banques de données
de séquence.
Les scientifiques essayent à présent de déterminer la séquence
primaire et le rôle fonctionnel de toutes les protéines
exprimées dans une cellule vivante, c’est-à-dire son protéome.
Un objectif essentiel est d’identifier les protéines et leurs
modifications post-traductionnelles dont l’apparition ou la
disparition est corrélée à des phénomènes physiologiques, au
vieillissement ou à des maladies particulières.
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C
Les protéines : structures
d’ordre supérieur
h
5
a
p
I
T
R
E
Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD
O B J E C T i f s
■
L’étude de ce chapitre
vous permettra :
■
■
■
■
■
■
■
■
■
De décrire les avantages et les inconvénients de quelques approches de
classification des protéines.
D’expliquer et d’illustrer les structures, primaire, secondaire, tertiaire et
quaternaire des protéines.
D’identifier les principaux types connus de structures secondaires et d’expliquer
les motifs de structure supersecondaires.
De décrire la nature et la force relative des forces qui stabilisent chaque ordre
de structure protéique.
De décrire l’information résumée dans une représentation de Ramachandran.
D’indiquer l’état actuel des connaissances concernant le processus par étapes
par lequel on pense que les protéines atteignent leur conformation native.
D’identifier les rôles physiologiques des chaperons, de la disulfure isomérase et
de la peptidylproline cis-trans-isomérase dans la maturation des protéines.
De décrire les principales techniques biophysiques servant à étudier la
structure tertiaire et quaternaire des protéines.
D’expliquer comment les maladies génétiques et nutritionnelles de maturation
du collagène illustrent le lien étroit entre la structure et la fonction des protéines.
Dans le cas des maladies à prions, d’esquisser les événements généraux de leur
pathologie moléculaire et de nommer les formes de vie que chacune affecte.
IMPORTANCE BIOMÉDICALE
Dans la nature, la forme dicte la fonction. Pour qu’un polypeptide
nouvellement synthétisé devienne une protéine biologiquement
fonctionnelle capable de catalyser une réaction métabolique, de
promouvoir le mouvement cellulaire ou de former des structures
macromoléculaires en forme de tiges ou de fibres qui donnent
leur forme finale aux cheveux, aux os, aux tendons et aux dents,
il doit se replier selon un arrangement tridimensionnel spécifique,
appelé conformation. De plus, au cours de sa maturation, des
modifications post-traductionnelles peuvent ajouter de nouveaux groupements chimiques ou éliminer des segments peptidiques dont la nécessité était transitoire. Les défauts génétiques
ou nutritionnels qui gênent la maturation des protéines sont préjudiciables à la santé. Parmi les premiers, on peut citer : la maladie
de Creutzfeldt-Jakob, la tremblante, la maladie d’Alzheimer et
l’encéphalopathie spongiforme bovine (« maladie de la vache
folle »). Le scorbut correspond à une carence nutritionnelle qui
gêne la maturation de protéines.
CONFORMATION ET CONFIGURATION
Les termes configuration et conformation sont souvent confondus.
La configuration se rapporte aux relations géométriques établies
entre un ensemble donné d’atomes, par exemple ceux qui font la
distinction entre un acide aminé de série l ou d. L’ interconversion
entre des formes de configuration différente nécessite la rupture
(et la reformation) de liaisons covalentes. Le terme de conformation se réfère aux relations spatiales entre tous les atomes constitutifs d’une molécule. L’ interconversion de conformères s’effectue
sans rupture de liaisons covalentes ni changement de configuration, en général par rotation autour de l’axe de liaisons simples.
LA CLASSIFICATION INITIALE
DES PROTÉINES REPOSAIT SUR LEURS
CARACTÉRISTIQUES GROSSIÈRES
Les scientifiques ont au départ envisagé les relations structurefonction des protéines en les séparant en classes selon leurs propriétés de solubilité, de forme, ou la présence de groupements non
protéiques. Par exemple, les protéines solubles sont celles que l’on
peut extraire des cellules avec des solutions aqueuses de pH et de
force ionique physiologiques. L’ extraction de protéines membranaires intrinsèques nécessite de dissoudre la membrane avec des
détergents. Les protéines globulaires sont des molécules compactes, grossièrement sphériques ayant des rapports axiaux, rapport entre la dimension la plus petite et la plus grande, ne
dépassant pas la valeur 3. La plupart des enzymes sont des protéines globulaires. Au contraire, beaucoup de protéines de structure adoptent des conformations très allongées. Ces protéines
fibreuses ont des rapports axiaux d’une valeur égale ou supérieure
à 10.
Les lipoprotéines et les glycoprotéines contiennent respectivement des lipides et des glucides liés à elles de façon covalente.
La myoglobine, l’hémoglobine, les cytochromes et bien d’autres
métalloprotéines contiennent des ions métalliques auxquels elles
CHAPITRE 5 Les protéines : structures d’ordre supérieur
37
sont fortement liées. Des systèmes de classification plus précis
basés sur les similarités, ou homologies, de séquence d’acides
aminés et de structure tridimensionnelle ont vu le jour. Pourtant,
de nombreux termes de classification primitive sont restés en
usage.
LES PROTÉINES SONT CONSTRUITES
SELON DES PRINCIPES MODULAIRES
Les protéines effectuent des fonctions physiques et catalytiques
complexes en positionnant des groupements chimiques parti­
culiers selon un agencement tridimensionnel précis. L’ échafaudage
polypeptidique qui contient ces groupements doit adopter une
conformation à la fois efficace du point de vue fonctionnel et
solide du point de vue physique. À première vue, la biosynthèse
des polypeptides mettant en jeu des dizaines de milliers d’atomes
apparaît comme un énorme défi. Si l’on considère qu’un polypeptide peut en moyenne adopter plus de 1050 conformations différentes, son repliement selon la conformation correcte par rapport à sa
fonction biologique semble encore plus problématique. Comme
cela a été décrit dans les Chapitres 3 et 4, la synthèse du squelette
polypeptidique des protéines n’utilise qu’un petit nombre de briques ou modules communs, les acides aminés, tous reliés par une
même liaison, la liaison peptidique. Un assemblage modulaire
par étapes simplifie le repliement et la maturation des polypeptides nouvellement synthétisés en protéines matures.
LES QUATRE NIVEAUX
DE LA STRUCTURE DES PROTÉINES
La nature modulaire de la synthèse et du repliement des protéines
est implicite dans le concept des différents niveaux de leur structure. La structure primaire est la séquence des acides aminés dans
une chaîne polypeptidique. La structure secondaire est le repliement de petits segments contigus de 3 à 30 résidus du polypeptide
en unités géométriquement ordonnées. La structure tertiaire est
l’assemblage des unités de structure secondaire en unités fonctionnelles de plus grande taille telles qu’un polypeptide mature
avec ses domaines constitutifs. La structure quaternaire fait référence au nombre et aux types d’unités polypeptidiques des protéines oligomériques, ainsi qu’à leur agencement spatial.
LA STRUCTURE SECONDAIRE
Les liaisons peptidiques limitent le nombre
de conformations secondaires possibles
La libre rotation n’est possible qu’autour de deux des trois liaisons
covalentes du squelette des polypeptides ; celle qui relie le carbone
α (Cα) à l’atome de carbone carbonylique (Co) et celle entre le
carbone Cα et l’azote α (Figure 3-4). Le caractère partiellement
double de la liaison peptidique reliant le carbone carbonylique
Co à l’atome d’azote α impose que le carbone carbonylique et
l’oxygène du groupement carbonyle ainsi que l’azote α restent
dans un même plan, il ne peut donc pas y avoir de rotation. L’ angle
de rotation autour de la liaison Cα—N est appelé angle phi (F),
celui autour de la liaison Co—Cα, angle psi (y). Pour les acides
aminés autres que la glycine, la plupart des combinaisons d’angles
38
PARTIE I Structures et fonctions des protéines et des enzymes
phi et psi sont interdites par encombrement stérique (Figure 5-1).
Les possibilités de conformation de la proline sont encore plus
réduites à cause de l’absence de libre rotation autour de la liaison
N—Cα.
Les régions de structure secondaire ordonnée s’observent
lorsqu’une série de résidus d’acides aminés adopte des valeurs
d’angles phi et psi similaires. Dans les segments dépliés des polypeptides (par exemple les boucles), on peut observer des valeurs
variables pour ces deux angles. Les angles qui définissent les deux
types les plus répandus de structure secondaire, l’hélice α et le
feuillet β, se situent respectivement dans le quart inférieur gauche et dans le quart supérieur gauche du diagramme de Ramachandran (Figure 5-1).
90
ψ
0
– 90
L’ hélice α
La torsion du squelette du polypeptide d’une hélice α est la même
autour de chaque carbone α avec un angle phi d’environ – 57 degrés
et un angle psi d’environ – 47 degrés. Un tour complet d’hélice
contient en moyenne 3,6 résidus aminoacyles et le pas de l’hélice,
son élévation par tour (« pitch » en anglais), est de 0,54 nm
(Figure 5-2). Les groupes R de chaque résidu aminoacyle d’une
hélice α sont dirigés vers l’extérieur (Figure 5-3). Les protéines ne
contiennent que des acides aminés de série l, pour lesquels une
hélice α dextrogyre (droite, de pas à droite) est de loin la plus
stable, on ne trouve d’ailleurs que celles-ci dans les protéines. Dans
les représentations schématiques des protéines, les hélices α figurent sous la forme de spirales ou de cylindres.
La stabilité d’une hélice α est principalement due aux liaisons
hydrogène entre les atomes d’oxygène du carbonyle d’une liaison
peptidique et l’atome d’hydrogène de l’azote de la liaison peptidique du résidu situé en quatrième position plus loin dans la chaîne
peptidique (Figure 5-4). La faculté de former un maximum de
liaisons hydrogène et l’addition des interactions de van der Waals
au cœur de cette structure compacte, sont le moteur thermodynamique pour former une hélice α. Dans le cas de la proline, l’atome
d’azote engagé dans la liaison peptidique ne possède pas d’atome
d’hydrogène permettant d’établir une liaison hydrogène, la proline ne peut donc être présente de façon stable que dans le premier tour d’une hélice α. Quand elle se trouve ailleurs, la proline
interrompt la conformation de l’hélice en produisant un coude.
Du fait de sa petite taille, la glycine induit également souvent des
coudes dans les hélices α.
Dans beaucoup d’hélices α les groupes R hydrophobes prédominent d’un côté de l’axe de l’hélice et les groupes hydrophiles de
l’autre coté. Ces hélices amphipathiques ou amphiphiles sont
bien adaptées à la formation d’interfaces entre des régions polaires et non polaires comme le centre hydrophobe d’une protéine et
son environnement aqueux. Des groupes d’hélices amphiphiles
peuvent créer un canal ou pore, permettant à des molécules
polaires spécifiques de passer à travers les membranes cellulaires
hydrophobes.
– 90
0
FIGURE 5-1 Représentation, selon Ramachandran, des angles
phi (Φ) et psi (ψ) de la chaîne principale pour environ 1000 résidus
autres que la glycine dans huit protéines dont la structure a pu
être déterminée avec une haute résolution. Les points représentent
les combinaisons possibles et on voit les zones des combinaisons
impossibles des valeurs d’angles phi et psi. (D’après Richardson JS : The
anatomy and taxonomy of protein structures. Adv Protein Chem 1981 ;
34 : 167. Copyright © 1981. Reproduit avec l’autorisation d’Elsevier).
N
C
C
N
C
C
N
C
C
N
C
C
N
N
C
C
C
C
C
C
Pas de l’hélice
(3,6 résidus) = 0,54 nm
Le feuillet β
La seconde (d’où son nom « beta ») structure secondaire régulière
reconnaissable dans les protéines est le feuillet β. Les résidus
d’acides aminés d’un feuillet β, quand on le regarde par la tranche,
forment un zigzag ou un motif plissé dans lequel les groupes R des
résidus contigus pointent dans des directions opposées. Con­
trairement au squelette compact de l’hélice α, le squelette peptidi-
90
φ
C
N
N
N
N
C
C
C
C
C
N
C
0,15 nm
FIGURE 5-2 Orientation des atomes de la chaîne principale
d’un peptide autour de l’axe d’une hélice α.
CHAPITRE 5 Les protéines : structures d’ordre supérieur
R
R
R
R
R
R
R
R
R
FIGURE 5-3 Vue axiale plongeante d’une hélice α. Les chaînes
latérales (R) sont à l’extérieur de l’hélice. Les rayons de van der Waals
des atomes sont plus grands que ce qui est figuré ici ; de ce fait il n’y a
pratiquement pas d’espace libre à l’intérieur de l’hélice. (Légèrement
modifié et reproduit avec autorisation d’après Stryer L : Biochemistry,
3rd ed. Freeman, 1988. Copyright © 1988, W.H. Freeman and Company).
39
mes d’hydrogène des fonctions amides des liaisons peptidiques.
Pourtant, contrairement à l’hélice α, ces liaisons se font entre des
segments contigus du feuillet β (Figure 5-5).
Les interactions dans les feuillets β peuvent former un feuil­
let β parallèle, dans lequel les segments côte à côte de la chaîne
polypeptidique ont la même polarité du point de vue des liaisons
amino-carboxyle, ou former un feuillet β antiparallèle lorsque
les polarités sont inverses (Figure 5-5). Ces configurations permettent toutes deux un nombre maximum de liaisons hydrogène
entre les segments ou brins du feuillet. La plupart des feuillets β
ne sont pas parfaitement plats mais ont tendance à s’enrouler sur
la droite. Des groupes de brins courbés de feuillets β forment le
cœur de nombreuses protéines globulaires (Figure 5-6). Les représentations schématiques figurent les feuillets β comme des flèches
pointant dans l’orientation amino vers carboxy-terminale.
Les boucles et les coudes
En gros, la moitié des résidus d’une protéine globulaire « typique »
se trouvent sous forme d’hélices α et de feuillets β, l’autre moitié
adoptant des conformations en boucles, tours, coudes et d’autres
que du feuillet β est très déplié. Mais, comme pour l’hélice α, la
stabilité des feuillets β vient pour l’essentiel des liaisons hydrogène
entre les atomes d’oxygène des groupements carbonyles et les ato-
N
C
C
R
N
C
N
R
R
C
C
C
N
C
N
C
R
C
N
R
C
R
R
N
C
N O
C
C
C
C
N
C
C
N
R
R
C
C
R
N
C R
C
C
FIGURE 5-4 Liaisons hydrogène (lignes en pointillés) formées
entre les atomes H et O qui stabilisent un polypeptide dans sa
conformation en hélice α. (D’après Haggis G.H. et al. (1964),
« Introduction to Molecular Biology ». Science 146 ; 1455-1456. Reproduit
avec l’autorisation de AAAS).
FIGURE 5-5 Espacements et angles de liaison des liaisons
hydrogène de feuillets β plissés antiparallèles et parallèles. Les
flèches indiquent l’orientation de chaque brin. Les liaisons hydrogène
sont indiquées en lignes pointillées. Les atomes d’azote α (donneurs
d’hydrogène) et les atomes d’oxygène (accepteurs d’hydrogène) sont
indiqués en bleu et en rouge respectivement. Les atomes de carbone
du squelette figurent en noir. Pour la clarté de la représentation, les
groupes R et les atomes d’hydrogène ont été omis. En haut : feuillet β
antiparallèle. Il y a une alternance de liaisons hydrogène proches ou
nettement séparées, elles sont orientées approximativement
perpendiculairement au squelette polypeptidique. En bas : feuillet β
parallèle. Les liaisons hydrogène ont un espacement régulier mais
pointent dans des directions alternées.
Index
Note : Les numéros de page suivis d’un f se rapportent à une figure, ceux suivis d’un t, à un tableau.
A
A, substance de groupe sanguin, 696
A1, peptide, de l’entérotoxine de V. cholerae, 763
AAH. Voir Aromatiques, hydroxylases des hydrocarbures,
AAV. Voir Adénovirus, virus associé à l’, virus
ABC-1. Voir ATP, transporteur-1 à cassette de liaison
à l’
Abêtalipoprotéinémie, 247, 269t
ABO, groupes sanguins, sucres aminés des, 239
ABO, système
importance en transfusion sanguine, 696
substances ABO et, 696
Absorption par pinocytose, 489
Absorption, 534
Absorption, spectres d’, des porphyrines, 322, 322f
ACAT (acyl-CoA :cholestérol acyltransférase), 265
Accélératrice (Ac-), globuline (facteur V), 678t
Accepteur (A/aminoacyl, site, liaison des aminoacylARNt dans la synthèse protéique, 404, 405f
Accepteur, bras, de l’ARNt, 361, 361f, 410, 410f
ACE. Voir Angiotensine, inhibiteurs de l’enzyme de
conversion de l’
Acellulaires, systèmes, étude de vésicules dans des,
581
Acéruloplasminémie, 666
Acétaldéhyde déshydrogénase, 771
Acétaldéhyde, 771, 772f
Acétique, acide, 148t
valeur de pK/pKa, 14t
Acétoacétate, 219, 220f
dans le catabolisme de la tyrosine, 299f
Acétoacétyl-CoA synthétase, dans la synthèse du
mévalonate, 261, 261f
Acétone, 222
Acétyl (acyl)-malonyl, enzyme, 226f, 226
Acétyl transacylase, 227f, 228f
Acétyl-CoA carboxylase, 222
dans la régulation de la lipogenèse, 227f, 229-230,
230f
Acétyl-CoA, 159, 159f, 164
catabolisme, 171f, 172f. Voir aussi Citrique, cycle
de l’acide
dans la synthèse du facteur d’activation plaquettaire, 241f
et régulation de la lipogenèse, 229-230
lipogenèse et, 227-228, 227f, 229f
comme précurseur des acides gras, 228
métabolisme des glucides, 158, 158f
oxydation des acides gras en, 158, 159f, 218f
oxydation du pyruvate en, 174, 175f, 181-182, 175f,
183f, 184t
r égulation de la pyruvate déshydrogénase, 182,
183f, 231
synthèse du cholestérol et, 261-263, 261f, 263f
2-Acétylaminofluorène, structure, 727f
Acétylation, 707
comme modification covalente, 31t
des histones, 737
Acétylcholine, inhibition de la libération d’, 584
N-Acétylgalactosamine, liaison à la sérine, 594f
N-Acétylglutamate et biosynthèse de l’urée, 287f
N-Acétyllactosamine, unités de, 595
N-Acétylneuraminique, acide, 213f, 145f, 145t
dans les gangliosides, 243, 243f
dans les glycoprotéines, 211, 213f, 590t
dans les mucines, 525, 526f
Acholurique, jaunisse, 329
Achondroplasie, 491t, 628f
Acide conjugué, 13
Acide gras, système de l’élongase des, 229, 232f
dans la synthèse des acides gras polyinsaturés, 232,
232f
Acide rétinoïque tout trans, 743t
Acidémie isovalérique, 294t, 306
Acides
conjugués, 12
polyfonctionnels, ex des nucléotides, 336
comme donneurs de protons, 11
forts, 11
faibles, 14. Voir aussi Acides faibles
structure moléculaire modifiant leur force, 14, 14t
Acides alpha aminés. Voir aussi Acides aminés
dans les protéines, 17, 19t
spécification par le code génétique, 18, 18t-19t
l, acides aminés de série, dans les protéines, 18
Acides aminés libres, absorption des, 537
Acides aminés, 3, 19-24, 19t-20t. Voir aussi Peptides
à chaîne ramifiée, catabolisme, 302-303, 304f
maladies du, 303
absorption, 535-536
analyse/identification, 23
besoins, 540
biosynthèse, 277
carences, 275, 540
cétogéniques, 164
charge nette, 20-21, 20f
conservation lors de la catalyse, 64, 64t
dans la néoglucogenèse, 173, 174f
dans le cycle de l’acide citrique, 164
dans les peptides, 17, 22, 22f
dans les protéines, 18, 19
dégradation protéique et, 282, 282f
désamination. Voir Désamination
échange entre organes et maintien du taux circulant, 282-283
élimination d’ammoniaque à partir des, 284f, 285
enchaînement dans la structure primaire, 22
essentiels du point de vue nutritionnel, 159, 276
excitateurs. Voir Aspartate ; Glutamate
glucogéniques, 164
glycémie et, 200
hydrolyse des liaisons peptidiques, 712-713
interconversion, 158
intermédiaires cataboliques pour la biosynthèse de
glucides et de lipides, 292
métabolisme, 158f, 159, 160f. Voir aussi Acides
aminés, squelettes carbonés des ; Acides aminés,
azote des,
phosphate de pyridoxal dans le, 553
non essentiels du point de vue nutritionnel, 159,
276,
synthèse, 277-280
produits dérivés, 307-315. Voir aussi les produits
spécifiques
propriétés, 18-21
réactions chimiques, dictées par les groupements
fonctionnels, 22-23
remplacement par des acides cétoniques dans l’alimentation, 279
solubilité, 21
substitutions, dues à des mutations faux sens, 310,
411f
synthèse, 276-280
dans le métabolisme des glucides, 158
et cycle de l’acide citrique, 173, 174f
systèmes de transport, effet des hormones, 483
transamination. Voir Transamination
valeurs de pK/pKa, 18t-19t, 20, 20f
effet de l’environnement, 21
Acides aminés, azote des
catabolisme de l’, 281-289
dans le catabolisme du squelette carboné des acides
aminés, 292-293, 292f, 293f, 295f
dans le métabolisme de l’azote, 284-286, 284f
produits terminaux, 283
dont l’urée, 286-288, 287f
rôle de la L-aminoacide oxydase, 121
rôle de la L-glutamate déshydrogénase, 284-286,
285f
transamination, 284, 284f
Acides aminés, catabolisme du squelette carboné des,
292
à chaîne ramifiée, 302-303, 304f
maladies, 211
formation d’acétyl-CoA et, 298f, 299f, 304f, 305f
formation du pyruvate et, 293f, 295, 297f
transamination et amorçage, 292-293, 292f
Acides aminés, maladies du métabolisme des, 294t
810
Index
Acides aminés, séquençage. Voir aussi Protéines,
séquen­çage des
détermination de la structure primaire, 22
Acides aminés, squelette carboné des, 280, 283, 288
devenir, 292t
Acides faibles, 14
comportement décrit par l’équation de HendersonHasselbach, 13
constantes de dissociation, 12-13
importance physiologique, 12-13
pouvoir tampon, 13-14
valeurs de pK/pKa, 14
Acides forts, 12
Acides gras, 3, 143
activation, 217, 218f
dans les membranes, 475
effet sur l’absorption du calcium, 537
essentiels, 225, 231, 231f, 232
déficit en, 232
métabolisme anormal des, 235
production de prostaglandine, 233
insaturés. Voir Insaturés, acides gras
interconversion, 143
la carnitine dans le transport des, 217, 218f
libres. Voir Acides gras libres,
métabolisme, 158, 159f
nomenclature, 147, 147f
non-estérifiés (libres). Voir acides gras libres
oxydation, 217-219. Voir aussi Cétogenèse
aspects cliniques de l’, 223-224
dysfonctionnements causes d’hypoglycémie,
223
libération de l’acétyl-CoA et, 158, 159f, 217-219,
218f
propriétés physiques/physiologiques, 149
saturés, 147, 148t, 149
source d’écosanoïdes, 233, 234f
synthèse, 225-228, 226f, 227f. Voir aussi Lipogenèse
cycle de l’acide citrique et, 168-175, 175f
dans les mitochondries, 217, 218f
extramitochondriale, 228
métabolisme des glucides et, 158
trans, 149, 232-233
triacylglycérols (triglycérides) comme forme de
stockage, 150, 150f
Acides gras libres, 147, 217, 248, 248t
dans la cirrhose, 253
effet de l’insuline, 256
effet du métabolisme du glucose, 256
effet sur la lipogenèse, 229, 230f
métabolisme, 248-249
jeûne et, 166f, 166t, 167
régulation de la cétogenèse et, 221-222, 222f
Acides gras, complexe de la synthase des, 226-228,
227f, 228f, 231
Acides gras, élongation de la chaîne des, 229, 232f
Acides gras, glucides et synthèse des, 162
Acides gras, oxydase des, 218
Acides gras, protéine de liaison aux, 217, 248
Acides gras, protéine membranaire de transport des,
248
Acides gras, synthase des, 79 226-228
Acido-basique, équilibre, 286
Acidose
lactique. Voir Lactique, acidose
métabolique et ammoniaque, 286
Acidurie
dicarboxylique, 224
méthylmalonique, 197
orotique, 350
urocanique, 293
Aconitase (hydratase de l’aconitate), 172
ACP. Voir Acyles, protéines transporteuses d’,
Acrosomique, réaction, 603
ACTH. Voir Adrénocorticotrope, hormone,
Actine F, 632-633
Actine-G, 632
Actine, 631, 694t, 695
actine F, 632, 634
actine G, 632
contrôle du muscle strié et, 636
dans la contraction musculaire, 632, 634-637, 637
décoration de l’, 634, 634f
structure, 632
Actine, filaments (fins) d’, 584, 631, 633f
Actine, filaments d’, 695
Activateur tissulaire du plasminogène, (alteplase/t-PA),
67, 681, 682f
Activateurs
et régulation de l’expression génique, 423-444, 424.
Voir aussi Amplificateurs, Enhancers/Éléments
enhancers
Activation, énergie d’, 73, 74
Activation, enzyme d’, dans l’ubiquitinylation, 579
Activation, enzymes modifiant la barrière d’énergie d’,
75
Actomyosine, 631
Acyl-CoA déshydrogénase des acides gras à chaîne
moyenne, déficit en, 218
Acyl-CoA déshydrogénase, 122, 218, 218f
dans l’activation des acides gras, 218f, 219
dans la synthèse de triacylglycérol, 239, 255, 255f
des chaînes-moyennes, déficit en, 224
Acyl-CoA :cholestérol acyltransférase (ACAT), 265
Acylcarnitine 217, 217f
Acyles, protéine de transport des, (ACP), 226, 227f
synthèse à partir de l’acide pantothénique, 226,
557
Acylglycérol, 239
aspects cliniques, 243-244
catabolisme, 238-239
métabolisme, 238-242
synthèse, 239-242, 239f
dans le réticulum endoplasmique, 162, 162f
ADA bovine conjuguée au polyéthylène glycol, 759
ADA. Voir Adénosine désaminase
Adduits, 716
Adénine, 335t, 338t
Adénomateux, polypes, 765
Adénosine, 335t
appariement de bases dans l’ADN, 354, 355f
conformères syn et anti, 335f
dans la formation de l’acide urique, 348, 349f
Adénosine 3’-phosphate-5’-phosphosulfate, 337f, 337
Adénosine désaminase
déficit en, (ADA) 349
étude de cas, 758-759
Adénosine monophosphate. Voir AMP
Adénosine triphosphate. Voir ATP
Adénovirus, virus associé à l’, 451
Adénylate cyclase, 517, 517t, 518, 763
dans la lipolyse, 256, 257f
production d’AMPc, 189
Adénylate kinase (myokinase), 118
comme source d’ATP dans le muscle, 645
dans la régulation de la néoglucogenèse, 199
Adényliques, transporteur de nucléotides, 134f, 134
Adhérence cellulaire
molécules, 739, 739t
rôle des glycosphingolipides, 243
Adipeux, tissu, 147, 158, 255-256, 255f
brun, 257-258, 258f
capture de l’énergie libre catabolique, 114, 132
capture du glucose, 164
énergie lbre d’hydrolyse, 115
lors du jeûne, 166, 167
métabolisme, 165f, 167t, 255-256, 255f
Adipocytes, 257
renouvellement, 713t
ADN, 354, 365-387, 381f
à bouts francs, 449, 450
ADP-ribosylation et réparation, 552
altérations, 383f, 384, 384t
réparation des, 383-384, 384t
appariement des bases, 9, 353-355, 355f
complémentarité pour la renaturation, 355-356
technique de l’ADN recombinant et, 447-455
chromosomique, 366f, 369t, 370f
complémentarité, 356, 357f, 452
contrôle de l’intégrité, 384-385
dans la chromatine, 366f, 367-368, 367t, 368f
dans la synthèse de l’ARN, 377-381
dans les nucléosomes, 365, 365f, 366, 367, 368f
dépurination, réparation par excision de base et,
383
double-brin, 354-355, 356, 356f, 357
forme relaché, 356
information génétique, 353-356
mitochondrial, 372, 372f, 372t
mutations, 364, 372-375. Voir aussi Mutations
réarrangements permettant la diversité des anticorps, 374
recombinant. Voir Recombinant ADN/technologie
de l’ ADN recombinant
régions codantes, 370, 370f
relation avec l’ARNm, 370f
renaturation, appariement des bases et, 355-356
réparation des lésions double brins, 383-384, 384t,
385f
réparation des mésappariements, 383, 383f, 383t,
384t
réparation par excision de bases, 383, 383f, 384t
réparation par excision de nucléotides, 383, 383f,
384t
réparation, 383-384, 384t, 579
réplication/synthèse, 356, 357f, 375-385, 375t, 376f,
382t
amorce de l’ADN, 376f
bulle de réplication, formation, 379-380, 380f,
381f
dans la phase S du cycle cellulaire, 380-383,
382f
fourche de réplication, formation, 376, 376f
initiation (amorçage), 378f
origine, 375
reconstitution de la structure de la chromatine
et, 380
réduction des ribonucléosides diphosphates,
346
réparation au cours de la, 383-384, 384t
rôle du complexe de l’ADN polymérase, 377t
semi-conservative, 357, 357f
semi-discontinue, 376f, 378f, 379
séquençage, 441f
séquences répétitives, 371
séquences uniques (non répétitives), 371
sillons, 355f, 356
stabilisation, 9
structure, 343-346, 344f, 345f
dénaturation pour l’analyser, 355
en double-hélice, 9, 354-355, 355f
surenroulé (superenroulé), 356, 380, 382f
transcription, 356-357
transposition, 373-374
ADN hélicase, 376f
ADN ligase et technologie de l’ADN recombinant,
449, 450t, 451f
ADN méthylase à spécificité de site, 448
ADN polymérases, 375, 376f, 377, 456f
en génie génétique, 449t
ADN primase, 376f
ADN sauteur, 374
ADN topoisomérases, 356, 381, 377f, 377t
ADN-PK. Voir ADN, protéine kinase dépendant de l’
ADN-protéine, interactions, modèle du bactériophage
lambda, 428-430, 428f
ADN, combinaisons d’éléments d’, 438f
ADN, altération
par des agents environnementaux, 726
par des rayons, 726
ADN, amplification de séquences et séquençage des
protéines, 31
ADN, ARN polymérases dépendantes de l’, 389
ADN, élément de l’, modifiant l’expression génique,
424
ADN, éléments régulateurs, 436f
ADN, fingerprinting, (empreinte), 465
ADN, footprinting (empreinte à la DNase), 465
ADN, lésions, 718
ADN, motifs de liaison à l’, et facteurs de transcription, 439t
ADN, protéine kinase dépendante de l’, 384
ADN, sondes, pour diagnostiquer une porphyrie, 323
ADN, transfection d’, endocytose lors de la, 488
ADN, virus à, 728
ADNc, banque d’, 452
séquençage d’, pour l’analyse des glycoprotéines, 522t
ADNc, de l’érythropoïétine humaine, 689
ADNdb. Voir ADN double brin
ADP-chaperon, complexe, 578. Voir aussi Chaperons
ADP-ribose, NAD comme source d’, 553
ADP-ribosylation, 553, 763, 763f, 764f
ADP, 335f
dans le contrôle respiratoire, 153
myosine, contraction musculaire et, 568, 568f
ADPase, 684, 684t
Adrénaline, 496. Voir aussi Catécholamines
biosynthèse, 504, 504f
dans la régulation de la lipogenèse, 230
dans la régulation de la néoglucogenèse, 198
effet sur la glycémie, 202
synthèse, 311, 314f
Adrénergiques, récepteurs, dans la glycogénolyse,
192
Adrénocorticotrope, hormone (ACTH) 755
et hypercortisolisme, 754, 754t
Adrénoleucodystrophie néonatale, 573, 574t
Aérobie, glycolyse, 697
comme source d’ATP musculaire, 646-647
taux dans les cellules cancéreuses, 740
Aérobie, métabolisme, 780
Aérobie, respiration, cycle de l’acide citrique et, 172
Aérobies, conditions, 184
et formation d’ATP musculaire, 645-646
AFP. Voir Alpha-fœtoprotéine,
Agammaglobulinémie, 672
AGE. Voir Glycation, produits avancés de
Agrécane, 625
Agrégation, prévention de l’, 579
Agrégats, formation, 45
Agrégées, protéines, effets toxiques, 718
AHG. Voir Antihémophilique Facteur A/globuline
Aiguë, protéines de la phase, 540, 656, 657t
la vitamine A comme régulateur négatif, 542, 545
AINS. Voir Non stéroïdiens, médicaments antiinflammatoires
Ajustement induit, modèle de l’, 62, 62f
Index
ALA synthase érythrocytaire (ALAS2), 321
dans la porphyrie, 323t
ALA synthase hépatique, (ALAS1), 321
dans la porphyrie, 323t, 324
ALA synthase, 320
ALA. Voir Aminolévulinate
Alanine, 19t, 283, 308
α-Alanine, 295
β-Alanine, 312-313
dans la formation du pyruvate, 295
pI, 20-21
synthèse, 277, 277f
Alanine aminotransférase, 67
dans la synthèse de l’urée, 284, 284f
et jaunisse, 751
valeur diagnostique, 66t
valeurs de référence, 756t
Alanine transaminase. Voir Alanine aminotransférase
ALAS1 (ALA synthase hépatique), 321
et porphyrie, 323t, 324
Albumine, 584, 617, 654, 655 656
combinaison avec les acides gras libres, 216, 247t,
248-249, 656
liaison de la bilirubine conjuguée, 329
liaison du cuivre, 664
valeurs de référence, 756t
Albumine/globuline, rapport (rapport A/G), 753
Albuminurie, 617
Alcalose métabolique, ammoniac dans l’, 286
Alcalose, rôle de l’ammoniaque, 286
Alcaptonurie, 300
Alcool déshydrogénase, 771, 772f
dans la stéatose hépatique, 254
Alcool éthylique. Voir Éthanol
Alcoolisme
et cirrhose, 253
et glycosylation de la transferrine, 659
et stéatose hépatique, 254
Aldéhyde déshydrogénase, 122
dans la stéatose hépatique, 255
Aldolases
aldolase B, 209, 211f
déficit, 213
dans la glycolyse, 178, 179f
déficit en aldolase A, 183
Aldose réductase, 211, 211f, 214
Aldoses, 138, 138t, 140f
structure cyclique, 138f
Alignement de séquences multiple, 102
Alimentation normale, état d’, et carburants alimentaires, 158, 164-167, 166t
Alimentation, thermogenèse induite par l’, 257
Alimentation. Voir aussi Nutrition
effet sur le taux de cholestérol, 268, 269
régulation de la glycémie et, 200
riche en graisse et stéatose hépatique, 253
sécrétion des VLDL hépatiques et, 253, 254f
très pauvre en glucides entrainant l’amaigrissement, 203
Aliments solides, 763
Allergiques, réactions, dues à l’absorption de peptides,
534
Allopurinol, 340, 338f, 348, 351, 772
Allostérique, régulation, de la catalyse enzymatique,
89-90, 90f, 164f
régulation de la néoglucogenèse et, 198-199
Allostérique, site, 90
Allostériques, activateurs, 198
Allostériques, effecteurs/modificateurs, 43f, 164
et régulation de la néoglucogenèse, 198-199
négatifs, 89. Voir aussi Rétroinhibition
seconds messagers en tant qu’, 90-91
811
Allostériques, enzymes, 90-91, 164
aspartate transcarbamylase un modèle d’, 90
Allostériques, propriétés, de l’hémoglobine, 52
ALP. Voir, Phosphatase alcaline
Alpha thalassémies, 57, 687t
Alpha-adrénergique, récepteurs, dans la glycogénolyse, 192
Alpha-aminé, azote.Voir Acides Aminés, azote des,
Alpha-cétoglutarate, 295
dans le catabolisme du squelette carboné des acides
aminés, 292f
Alpha-fœtoprotéine,
comme biomarqueur tumoral, 741, 741t
alpha-Linolénique, acide, contre la carence en acides
gras essentiels, 232
Alpha-lipoprotéines. Voir aussi Lipoprotéines de
haute densité,
déficit héréditaire en, 269t
Alpha-R, groupement, propriétés des acides aminés
modifiées par leur, 21-22
alpha-SNAP, 582
alpha-Thalassémies, 687t
Alpha-tocophérol. Voir Tocophérol
alpha-Tubuline, 649
Alpha, anomères, 139
Alpha, hélice, 38-39
alpha2-Macroglobuline, 656
Alport, syndrome d’, 614
ALT. Voir Alanine aminotransférase
Altéplase (activateur tissulaire du plasminogène/t-PA),
681, 677f
Altitude, adaptation à la haute, 55
Alu, famille, 371, 374
Alzheimer, base génétique sporadique de la maladie
d’, 762
Alzheimer, maladie d’, perturbations affectives et
comportementales, 762
Alzheimer, plaques amyloïdes et maladie d’, 668t, 760,
761f
anamnèse et examen clinique, 760
causes, 759-760
étude de cas, 759-762, 761f
traitement, 760
Amadori, produits d’, 718
Amadori, réarrangement d’, 602
Amaigrissement, 158
Ames, test d’, 728f
Amidon, 142, 141f
hydrolyse, 534
indice glycémique, 534
Aminoacyl-ARNt synthétases, 409, 410f
Aminoacyl-ARNt, dans la synthèse protéique, 410
Aminoacyle (A/accepteur), site, liaison de l’aminoacyl-ARNt, 418, 419f
Aminoacyles, résidus, 18, 22
et sructure peptidique, 22
l-α-Aminoadipate, 300f
l-α-Aminoadipate-δ-semialdéhyde, 300f
Aminolévulinate déshydratase, 320, 319f
dans la porphyrie, 323, 323t
Aminolévulinate synthase, 320, 321, 319f
dans la porphyrie, 322f, 323, 323t
Aminolévulinate, 320, 319f
dans la porphyrie, 333
Aminopeptidases, 537
Aminophospholipides et asymétrie membranaire,
478
Aminotransférases (transaminases), 175, 174 f
dans la biosynthèse de l’urée, 284, 284f
signification diagnostique, 66t
Aminotransférases érythrocytaires, (transaminases),
pour déterminer le statut en vitamine B6, 551
812
Index
Ammoniaque
dans l’équilibre acido-basique, 286
détoxification, 285
élimination de l’azote sous forme d’, 284f, 285
excès, 283
fixation par la glutamine synthase, 285, 285f
intoxication par l’, 285
Ammoniaque, taux sanguin et défaillance hépatique,
752
Ammonium, ion, valeurs de valeurs de pK/pKa, 15t
Amobarbital, effet sur la phosphorylation oxydative,
127
AMP cyclique, 190, 191f, 337, 337f, 338t
comme second messager, 189
dans la néoglucogenèse, 198, 199, 199f, 202
dans la régulation du métabolisme du glycogène,
190-192, 191f, 192f
effet sur la contraction du muscle lisse, 643-644
phosphoprotéines phosphatases et, 519
protéines kinases et, 518, 519
rôle de l’adénylate cyclase, 189, 517, 517t, 518
AMP cyclique, protéine de liaison à l’élément de
réponse à l’, (CREB), 518
AMP cyclique, protéine kinase dépendante de l’, 42f.
Voir aussi Protéine kinases
AMP cyclique, protéine régulatrice dépendante de l’,
(protéine activatrice de gène régulée par les catabolites), 426
AMP, 335f, 335t, 336f 343f
coenzymes dérivés, 338t
comme régulateur de la PRPP glutamyl amidotransférase, 344, 345
conversion de l’IMP en, 342, 344f
cyclique. Voir AMP cyclique
énergie libre d’hydrolyse, 116
rétrorégulation, 344-346, 345f
structure, 336f
AMPc, 763, 763f, 764f. Voir aussi AMP cyclique
Amphiboliques, voies/processus, 158
et cycle de l’acide citrique, 173
Amphiphiles, hélices, 38
Amphiphiles, lipides, 155, 155f
dans les lipoprotéines, 248, 248f
dans les membranes, 154, 155f, 475-476, 475f
Amphiphiles, repliement et molécules, 9
Ampicilline (Amp), gènes de résistance à l’, 451
Ampicilline, 451
Amplificateur, (enhancer)
éléments de répone, 436f
enhancer/élément enhancer, 434
insertion, 728, 728t
propriétés, 436f
protéines de liaison, 436
Amylases, 59
dans l’hydrolyse de l’amidon, 534
Amyloïde A sérique (SAA), 667
Amyloïde, hypothèse de la cascade, 761
Amyloïde, peptide β (Aβ42), 760-761, 7611f
agrégation, 761
Amyloïde, protéines précurseurs, 46, 760, 761f
dans la maladie d’Alzheimer, 46
Amyloïdose familiale, 667
Amyloïdose primaire, 667
Amyloïdose secondaire, 667
Amyloïdose, 653
Amylopectine, 142, 143f, 534
Amylopectinose, 190t
Amylose, 142, 143f
Anaboliques, voies/anabolisme, 114, 158. Voir aussi
Endergonique, réaction ; Métabolisme
Anaérobies, conditions, 648
Analbuminémie, 657
Analogues de substrat dans l’inhibition compétitive,
80
Anaphylaxie et substance à réaction lente, Voir
SRS-A
Anaphylaxie, substance à réaction lente de l’, 237
Anaplérotiques, réactions, dans le cycle de l’acide
citrique, 174
Ancrage moléculaire, (docking), programme de, 44,
103
Ancre, 578
Andersen, maladie d’, 190t
Androgènes
aromatisation périphérique, 500
synthèse, 499-500, 499f
Anémies, 56
carence en fer, 537, 556, 662
causes, 686, 687t
définition, 686
de Fanconi, 343
falciforme. Voir Anémie falciforme
hémolytique, 177, 183
due à des carences, 205, 211-212
et hyperbilirubinémie/jaunisse, 328, 329t
et peroxydase, 209, 209f
niveaux d’haptoglobine associés, 657
mégaloblastique
par carence en folate, 556
par carence en vitamine B12, 556
pernicieuse, 547t
prévalence, 686
Anémie falciforme, 687t
analyse de familles, 458f
Anémie pernicieuse, 543
Anémies hémolytiques, 178, 184, 212
analyses de laboratoire, 692t
causes, 692f
dues à un déficit en glucose-6-phosphate déshydrogénase, 205, 211-212, 691
évènement en chaîne possible, 691f
et peroxydase, 209, 209f, 211
hyperbilirunémie/jaunisse dans les, 328, 329t
niveaux d’haptoglobulines dans les, 657
Aneuploïdie, 726, 726f
Angelman, syndrome d’, 283
Angiogenèse, stimulation par les cellules cancéreuses,
738
Angiotensine
enzyme de conversion, 507
inhibiteurs de l’enzyme de conversion, 509
Angiotensine II
biosynthèse, 507
formation et métabolisme, 508f
Angiotensinogène, 508
Anhydride d’acides, liaisons, 337
Anhydrides d’acides, potentiel de transfert de groupe
des, 337
Anionique, trou, 756
valeurs de référence, 755t
Anions, protéine échangeuse d’, (bande 3), 689
Ankyrine, 694t, 695
Anomérique, atome de carbone, 134-135
Ansérine, 309, 310f, 312
Antérograde, transport, (COPII), 581, 583f
Anthracycline iodée, 668
Anti-angiogéniques, agents, 743t
Anti-apoptotiques, gènes, surexpression, 737
Anti-peroxydase thyroïdienne (antimicrosomiques),
anticorps, 776
Anti-thyroïdiens, autoanticorps, 755
Anti-thyroperoxydase, anticorps, 776
Anti-TPO, anticorps. Voir Anti-thyroperoxydase,
anticorps
Anti-TSH récepteur, anticorps, 755
Antiamariles, médicaments, inhibiteurs du folate,
556
Antibiotiques
de type inhibiteurs de folate, 555
effets sur la synthèse protéique bactérienne, 421
sucres aminés dans les, 141
traitement par, 759, 765, 777
Anticancéreux, agents, 743, 743t
cibles, 742f
effets secondaires, 742
Anticancéreux, médicaments, effet sur la différenciation, 743t
Anticancéreux, médicaments, effet sur les modifications épigénétiques, 743t
Antichymotrypsine, 652t
Anticoagulants (coumarine), 680
Anticodon, région, de l’ARNt, 408, 410f
Anticonformères, 336, 335f
Anticorps, 651, 654. Voir aussi Immunoglobulines
diversité, 670-671
monoclonaux, production par hybridomes, 672
Antifolate, médicaments, affectant la synthèse des
nucléotides puriques, 344, 351
Antigènes, 594
Antigénicité, altération par les xénobiotiques et lésion
cellulaire, 768, 709f
Antigénique, déterminant, (épitope), 41
Antihémophilique, facteur A/globuline, 678t
déficit, 680
Antihémophilique, facteur B (facteur IX), 678t
déficit, 680
effet des médicaments coumariniques, 680
Antihormonaux, agents, effet, 743t
Antimicrosomiques, anticorps, (anti peroxydase thyroïdienne), 754
Antimycine A, effets sur la chaîne respiratoire, 132
Antioxydantes, propriétés, de l’acide urique, 772
Antioxydants, 125, 154
aliments, 561-564
rétinoïdes et caroténoïdes, 153, 543, 549
vitamine C, 154
vitamine E, 125, 154, 545,
Antiparallèles, boucles, des ARNm et ARNt, 410
Antiparallèles, brins, de l’ADN, 355, 355f
Antiparallèles, feuillets β-plissés, 39, 39f
Antiport, systèmes, 483, 483f, 591
α1-Antiprotéase, dans l’emphysème et l’hépatite, 701
Antiprotéase, inhibiteur, 701
Antiprotéases, 701, 702
Antithrombine/antithrombine III, 657t, 680
liaison de l’héparine, 680
α1-Antitrypsine dans l’emphysème, 666
α1-Antitrypsine dans l’hépatite, 666
α1-Antitrypsine, dans l’emphysème et maladie hépatique, 666-667
Aorte, 615
APC. Voir C, Protéine, activée
Apicales, protéines, 584
Apo A-I, 248t, 248
déficits en, 269t
Apo A-II, 247, 248t
action sur la lipoprotéine lipase, 251
Apo A-IV, 248t, 248
Apo B-100, 248t, 247
dans le métabolisme des LDL, 250f, 251
régulation, 265
Apo B-100, récepteurs de, dans le métabolisme des
LDL, 251
Apo B-48, 248t, 247
Apo C-I, 248t, 247
Apo C-II, 248t, 247
dans l’activité de la lipoprotéine lipase, 251
Apo C-III, 248t, 247
action sur la lipoprotéine lipase, 251
Apo D, 248t, 248
Apo E, 248t, 247, 251
Apo E, récepteurs d’,
dans la capture des résidus de chylomicrons, 250f,
251
dans le métabolisme des LDL, 251, 253, 254f
Apo-transcétolase, activation de l’, pour mesurer le
statut nutritionnel en thiamine, 552
Apolipoprotéines/apoprotéines, 247
distribution, 247t, 248
oxygénation de l’hémoglobine et, 51
Apomyoglobine, et encombrement stérique pour le
fer héminique, 51
Apoprotéines. Voir Apolipoprotéines/apoprotéines
Apoptose, 242, 243, 716, 761
aspects microscopiques, 735
définition, 735
et p54, 384
modes d’évasion des cellules cancéreiuses, 71, 735
principales caractéristiques, 737t
schématisation, 736f
versus nécrose, 735
Apoptotiques, programme de mort des cellules, 717
APP. Voir Amyloïde, protéines précurseurs de l’,
Appariement flottant (Wobble), 410
Aquaporines, 480
Arabinosyl cytosine (cytarabine), 338, 339f
Arachidonique, acide, arachidonate, 149, 149f, 232,
231f
formation des eicosanoïdes, 233, 233f, 234f, 235f
rôle dans la carence en acides gras essentiels, 232
Arachnodactylie rétractile congénitale, 615
Argentaffinome (carcinoïdes), sérotonine et, 310
Arginase, 287t
dans la synthèse de l’urée, 295f
maladies la concernant, 289
Arginine, 20t, 308
catabolisme, 293, 295f
dans la synthèse de l’urée, 293
métabolisme, 308f
Argininosuccinicacidurie, 289
Arginosuccinate lyase
dans la synthèse de l’urée, 286, 287f
déficit, 289
Arginosuccinate synthase, 289
déficit, 289
Arginosuccinate, dans la synthèse de l’urée, 288-289,
287f
Armature, « scaffold », 613
ARN amorce dans la synthèse d’ADN, 378f
ARN nucléaire, maturation, 442
ARN polymérases, 433
dépendantes de l’ADN et synthèse d’ARN, 390
ARN-ARN hybrides, 362
ARN-ARN, duplex imparfaits, 362
ARN, 354 358-363, 389-390
dans la chromatine, 365
classes/types, 359-362, 388
complémentarité, 358, 358f, 360
hétérogène nucléaire (hnARN), 362
messager (ARNm), 359, 359f, 360f, 388, 389t, 407
épissage alternatif, 402
signification des codons, 408t, 409
séquence nucléotidique, 408
polycistronique, 425
micro (mi) et petit interférant (si), 362
Index
utations dues à son changement, 410f, 411-412,
m
412f, 425
et technologie de l’ADN recombinant, 456
maturations, 400
et synthèse protéique, 358-359, 359t
relation avec l’ADN chromosomique, 370f
ribosomique (ARNr), 360-361, 887, 389t
activité peptidyltransférase, 417, 417t
extinction, 463
petits, 361-362
petit, nucléaire (snARN), 359t, 361, 388, 389t, 465
épissage, 401-402
structure, 357-362, 358f, 360f, 361f
synthèse, 354, 388-389
initiation/élongation/terminaison, 389
de transfert (ARNt), 359-360, 361f, 388, 389t, 409410, 409f
aminoacyl, dans la synthèse protéique, 416
région anticodon, 408
maturation et modifications, 400
ARN, édition, 405
ARN, maturation alternative, 444-445
ARN, profilage des transcrits, et des protéines, 463
ARN, virus à, 728
ARNr. Voir Ribosomique, ARN
ARNt, bras supplémentaire, 361, 361f
ARNt, Voir Transfert, ARN de
Aromatiques, hydrocarbures, hydroxylases des, 706
Arrêt de transfert, signal d’, 577
Arrêt/ transfert, signal d’, 577
Arrimage (docking), dans l’importation nucléaire.
Voir Docking
Arrimage (docking), protéine de,. Voir Docking
Arrimage moléculaire (docking), programme de. Voir
Docking
ARS (séquences de réplication autonome), 376, 465
Arseniate, effet sur l’oxydation et la phosphorylation,
180
Arsénite, effet sur l’oxydation et la phosphorylation,
184
Artériel, analyse gazeuse du sang, valeurs de référence,
756t
Artérielle, paroi, 623
Arthrite goutteuse, 349
Arthrite rhumatoïde, 606, 609
Arthropathie de l’hémochromatose, 774
Ascorbate, 209, 210f, 558
Ascorbique, acide (vitamine C), 206, 548
carence, 557
effets sur le collagène, 48, 576
comme antioxydant, 160
dans la synthèse du collagène, 48, 576
Asialoglycoprotéines, récepteurs des, dans l’insertion
cotraductionnelle, 577f, 577
Asparaginase dans le catabolisme de l’azote des acides
aminés, 292-293, 293f
Asparagine synthétase, 277, 278f
Asparagine, 19t
dans le catabolisme de l’azote des acides aminés,
292, 293
synthèse, 277, 277f
Aspartate
catabolisme, 292, 292f, 293
dans la synthèse de l’urée, 286
synthèse, 277, 277f
Aspartate aminotransférase (AST/SGOT)
signification diagnostique, 66t, 67
valeurs de référence, 756t
Aspartate transaminase. Voir Aspartate aminotransférase
Aspartate transcarbamylase, 90
dans la synthèse des pyrimidines, 347f, 348
813
Aspartate19t, dans la catalyse covalente, 62
Aspartique, acide, 19t
pI, 20-21
Aspartique, famille des protéases à acide, dans la catalyse acido-basique, 62
Aspirine,
action sur la cyclooxygénase, 233
action sur la synthèse des prostaglandines, 225
actions antiplaquettaires, 682-684
AST. Voir Aspartate aminotransférase (transaminase)
Asthme, leucotriènes et, 149
Asymétrie
dans les membranes, 478
de la liaison de l’importine, 584
des lipides et des protéines dans l’assemblage de la
membrane, 584, 585f
intérieur-extérieur, 478
Asymétries régionales membranaires, 478
Asymétrique, substitution, dans les porphyrines, 318,
318f
Ataxie télangiectasique, 384
ATCase. Voir Aspartate transcarbamylase
Athérosclérose, 247, 684, 780
cholestérol et, 152, 260, 268
concentration plasmatique des LDL et, 252
facteurs de risque, 779
HDL et, 251
hyperhomocystéinémie et suppléments d’acide
folique pour sa prévention, 556
lysophosphatidylcholine et, 151
Atlas de séquences et de structures protéiques, 99
Atorvastatine, 269
ATP, 115-116, 335f, 337, 572, 573
à partir de l’énergie libre du catabolisme, 132
contrôle respiratoire et maintien de l’apport de,
175
dans la synthèse des purines, 342, 342f
dans la synthèse et l’importation des protéines
mitochondriales, 578
dans le couplage, 115
dans le cycle de l’acide citrique, 171f, 173, 183,
184t,
dans le transfert d’énergie libre de processus exergoniques à endergoniques, 115, 117f
dans le transport actif, 486-487, 487f
énergie libre de son hydrolyse, 115, 116
et contraction musculaire, 631-632, 634, 637
sources multiples, 646f
et dégradation des protéines, 282
hydrolyse
lors de la contraction musculaire, 634, 646
par NSF, 583
issu du contrôle respiratoire, 132t, 133
phosphorylation oxydative, 645
production de pyrophosphate inorganique, 117
production par l’oxydation des acides gras, 217,
218, 219
ATP synthase, 127, 127f, 128f
ATP-citrate lyase, 175, 175f
et acétyl-CoA pour la lipogenèse, 228
ATP, transporteur-1 à cassette de liaison à l’, 252, 252f
ATPase, 487, 487f
dans le transport actif, 502, 502f
mutations dans le gène de celle de type P fixant le
cuivre
responsable de la maladie de Menkes, 665
responsable de la maladie deWilson, 665
protéines chaperons à activité ATPase, 598
Atractyloside, effet sur la chaîne respiratoire, 132,
133f
Auto association par interactions hydrophobes, 9
814
Index
Auto-assemblage dans la synthèse des bicouches lipidiques, 477
Auto-oxydation. Voir Peroxydation
Autoanticorps, dans la myasthénie, 776
Autoimmune, maladies, 555
Autoradiographie, définition de l’, 465
Autosomique récessive, maladie, 759, 766, 774, 786
Autotrophes, organismes, 115
Avidine, cause de déficit en biotine, 557
Axiaux, rapports, 37
Axonémale, dynéines, 650
5- ou 6-Aza-uridine, 338
5- ou 6-Azacytidine, 338
5’-Azadésoxycytidine, 738, 743t
8-Azaguanine, 338, 338f
Azathioprine, 339, 339f
Azote uréique, taux sanguin, valeurs de référence,
753t
Azoté, équilibre, 540
Aβ42. Voir Amyloïde β, peptide
B
B, gène, codant la Gal transférase, 697
b, sous-unité de la SRP-R, 575
B, sous-unité de SRP-R, 575
B, substance, groupe sanguin, 696, 697f, 697
B, vitamines. Voir Vitamines B, complexe
B, vitamines. Voir Vitaminique, complexe, B
BAC, vecteurs. Voir Bactérien, chromosome artificiel,
(vecteur BAC)
Bactérien, chromosome artificiel, (vecteur BAC), 450
Bactérienne, ARN-polymérase, ADN-dépendante, 393
Bactériens, plasmides, 450
Bactériens, promoteurs, dans la transcription, 392f
Bactéries
cycle de transcription des, 390
intestinales et déconjugaison de la bilirubine, 326327
Bactériophage, définition, 465
BAL. Voir Dimercaprol
BAL31, nucléase, et génie génétique, 450t
Balance azotée négative, 540
Balance azotée positive, 540
BamH1, 448, 449
Bandelettes tests jetables, 753
Bandes A, 631
Banque, 465
Barbiturates, effets sur la chaîne respiratoire, 132,
133f
Basal, taux métabolique, 538
Basales, lames, 612
Bascule (flip-flop), des phospholipides, asymétrie des
membranes et, 464
Bases
comme accepteurs de protons, 11
conjuguées, 12
faibles, 12
fortes, 12
Base conjuguée, 13
Bases de données, 98
Bases faibles, 12
Bases fortes, 12
Bases, appariement des, de l’ADN, 10, 355-356, 355f
conforme pour la renaturation, 355-356
Bases, réparation de l’ADN par excision de, 383f, 384t,
384
Basic Local Alignment Search Tool (BLAST), 102
Basolatérales, protéines, 584
Becker, myopathie de, 639 770
Bence Jones, protéine de, 672
Bénigne, tumeur, 765
Benzo(a)pyrène, structure, 727f
Bériberi, 543
Béribéri, de Soshin, 552
bêta Thalassémies, 57, 687t
beta-Alanyl dipeptides, 312
beta-Alanyl imidazole, 313
beta-Aminoisobutyrate, 312
bêta-Globine, groupe des gènes de, représentation
schématique, 457f
béta-Hydroxybutyrique, acide, 342, 351f
bêta-Lipoprotéines, 247. Voir aussi Lipoprotéines de
faible densité
bêta-Oxydation, des acides gras, 217-219, 218f
et régulation de la cétogenèse, 221-222, 222f
modifiée, 218f, 219
bêta-Thalassémie, 458, 687t
altérations structurales, 457t
bêta-Tubuline, 649
bêta, Anomères, 139
bêta, Feuillets, 39
de Aβ42, 761
bêta, Sous-unités, de l’hémoglobine et myoglobine, 57
bêta2-Microglobuline, 662
Bevacizumab, 743t
BglII, 449t
BHA. Voir Hydroxyanisole butylée
BHT. Voir Hydroxytoluène butylé
Bi Bi, réactions, 82
et cinétique de Michaelis-Menten, 82
Bicarbonate, 768
dans le liquide extra- et intra-cellulaire, 474t
Bicouches, épaisseur des, 586
Bicouches, lipidiques, 475-476, 476f
et protéines membranaires, 477-478
Bile, sécrétion de bilirubine dans la, 325, 325f
Biliaire, hyperbilirubinémie/jaunisse par obstruction
de l’arbre, 327, 327t
Biliaires acides (sels), 267-268
dans la digestion et l’absorption des lipides, 535
recirculation entérohépatique, 268
secondaires, 267, 267f
synthèse, 266-268, 267f
régulation, 267f, 268
Biliaires, pigments, 327. Voir aussi Bilirubine
Bilirubine
accumulation (hyperbilirubinémie), 327-330, 327t
capture par le foie, 325-327, 326f
conjugaison, 326, 326f
conjuguée
liaison à l’albumine et, 329
réduction en urobilinogène, 326-327
fécale, dans la jaunisse, 329t
glucuronidation, 706
maladie de la forme non conjuguée, 328
production par catabolisme de l’hème, 324-325,
325f
sécrétion dans la bile, 326, 326f
urinaire, dans la jaunisse, 329, 329t
valeurs normales, 329t
Bilirubine non conjuguée, cause de maladies, 328
Biliverdine réductase, 325
Biliverdine, 325, 325f
Bimoléculaire, couche membranaire, 476. Voir aussi
Bicouche lipidique
Biochimie, 2-6
approches expérimentales et méthodes, 2t
base de la physio-pathologie, 2-5
définition, 1
et projet Génome Humain, 4-5, 4f
relations avec la médecine, 1-2, 2, 3
Biochimiques, analyses médicales. Voir aussi Laboratoires, analyses de
utilité, 749
valeurs de références, 755-756t
Biocytine, 557
Bioénergétique, 114. Voir aussi ATP
Bioéthique, 5
Bioinformatique, 5, 97-98, 464
biologie assistée par ordinateur, 101
cellules virtuelles, 104-105
conception de médicaments assistée par ordinateur, 103-104
définition, 5, 97-98
fonction protéique et, 33-34
génomes et médecine, 97
identification de « protéines inconnues », 102
identification de protéines, 101
Projet Génome Humain, 97
ressource génomique en, 99
Bioingénierie, 5
Biologie assistée par ordinateur, 101-104
définition, 101
génomes et médecine, 97
Projet Génome Humain, 97
ressources génomiques, 101
Biologie moléculaire, 30. Voir aussi recombinant,
ADN ; Technologie de l’ADN recombinant
Biologie, 4
Biomarqueurs, 656
Biomolécules. Voir aussi rubriques spécifiques
modification structurale par l’eau, 7-8, 8-9
réaction avec les espèces réactives de l’oxygène, 715f
stabilisation, 9
Biophysique, 5
Biotechnologie, 5
Biotine, 557
carence, 556-557
comme groupement prosthétique, 59
dans la synthèse du malonyl-CoA, 226, 226f
BiP. Voir Immunoglobulines, protéine de liaison de la
chaîne lourde des
2,3-Bisphosphoglycérate (BPG) stabilisation de la
structure T de l’hémoglobine par, 55
Bisphosphoglycérate mutase, dans la glycolyse
érythrocytaire, 180, 180f
2,3-Bisphosphoglycérate phosphatase érythrocytaire,
180, 181f
Blanc d’œuf cru, carence en biotine due au, 557
BLAST, 102
blastn, 101
bastp, 101
blastx, 102
BMI. Voir IMC
BMR. Voir Basal, taux métabolique
Bohr, effet, 54
dans la méthémoglobine, 55
Bordure en brosse, enzymes de la, 534
Botanique, 1
Botulinique, toxine B, 584
Boucles, (conformation des protéines), 38-39
Boucles, domaines en, de la chromatine, 367f, 369
Bourgeonnement des vésicules, 581, 586
BPG. Voir 2,3-Bisphospho-glycérate
Branchement, point de, 187
Bréfeldine A, 584
Brin direct/précoce, dans la réplication de l’ADN,
376f, 377
Brin retardé (rétrograde), dans la réplication de
l’ADN, 376f, 377
Burkitt, lymphome de, translocation réciproque impli­
quée, 730f
Butyrique, acide, 148t
Index
C
C-réactive, protéine, 656, 657t, 750, 780
C-terminal, domaine de liaison, 39
C20, acides polyinsaturés à l’origine des eicosanoïdes,
233, 234f, 237
Ca2+-Na+ échangeur, 640
CADD. Voir Médicaments, conception assistée par
ordinateur
Caféine, 336, 337f
et régulation hormonale de la lipolyse, 256
Cage, substrat en cage, 44
Calbindine, 537
Calcidiol (25-hydroxycholecalciférol), dans le métabolisme de la vitamine D, 550f
Calciférol. Voir Vitamine D
Calcineurine, 639
Calcinose, 549
Calciques, canaux, dans le muscle cardiaque, 640
Calcitonine, comme biomarqueur tumoral, 742, 742t
Calcitriol-(l,25(OH)2-D3), 546, 547
biosynthèse
cutanée, 502, 503
hépatique, 503
rénale, 503
comme biomarqueur tumoral, 741, 741t
et régulation de la concentration du calcium, 548
Calcium, 549, 765
absorption, 537
et métabolisme de la vitamine D, 537, 551
dans l’activation plaquettaire, 682, 683f
dans l’hyperthermie maligne, 637
dans l’os, 556
dans la coagulation sanguine, 676, 676f, 678t
dans le liquide extracellulaire, 474, 474t
dans le liquide intracellulaire, 474, 474t
effet sur l’absorption du fer, 538
et contraction musculaire, 638
activation de la phosphorylase, 190
et réticulum sarcoplasmique, 640
dans le muscle lisse, 63
et métabolisme de la vitamine D, 547
médiateur d’actions hormonales, 520, 521
métabolisme, 520
Calcium-dépendante, action hormonale, et métabolisme des phosphoinositides, 520
Calcium-sodium, échangeur, 641
Calcium, ATPase dépendante du, 637
Calcium, protéines de liaison au, vitamine K, carboxylation du glutamate et modification postsynthétique,
550-551
synthèse, 551f
Calcium/calmoduline, phosphorylase kinase sensible
au, dans la glycogénolyse, 192
Calculs biliaires, 534
de cholestérol, 267
Calculs rénaux (calculs d’urate), 773
Calculs, 773
Caldesmone, 644
Calmoduline, 519, 643
phosphorylase musculaire et, 190, 191f
Calmoduline-4Ca2+, dans la contraction du muscle
lisse, 643-644
Calnéxine, 579, 599
Calnéxine, modèle du cycle de la, 599
Calories, contrôle des, 765-766, 781-782
Calréticuline, 597
protéine du RE, 600
Calséquestrine, 637, 638
CAM (molécules d’adhérence cellulaire), 739, 740t
CAM. Voir, Adhérence cellulaire, molécules d’
Canalisation, dans le cycle de l’acide citrique, 164
Canalopathies, 641
Canaux aqueux, 486
Canaux ioniques contrôlés mécaniquement, 642t
Canaux ioniques dépendant d’un facteur, 479
Cancer, 557
agents anticancéreux, 741-742, 741t
aspects immunologiques, 743
causes, 726
et métastases, 738-740
gènes oncogènes et suppresseurs de tumeur, 728731
implication des mitochondries, 740-741, 741f
invasion, 738
mécanismes épigénétiques, 737
origine clonale, 725
prédisposition héréditaire, 734
prévalence, 724
prévention par les facteurs de risques modifiables,
732, 732t
relation avec les facteurs de croissance polypeptidiques, 732
rôle des cellules souches, 737
types, 724
Cancer colorectal héréditaire non polyposique
(NPCC), 765
gènes de réparation des mésappariement et, 384t
Cancer Genome Atlas, 101
Cancer hormonodépendant et carence en vitamine
B6, 554
Cancer, cachexie du, 165, 181, 539
Cancer, chimiothérapie du
analogues synthétiques de nucléotides utilisés, 32è338, 338f, 339f
inhibiteurs du folate, 555
neutropénie provoquée par la, 616
Cancer, porphyrines dans la photothérapie du, 322
Cancer/cellules cancéreuses, 601, 605
analyses par puces à ADN, 741
aneuploïdie, 733
anomalies de l’apoptose
anomalies du cycle cellulaire, 733-734
anomalies membranaires et, 491t
biochimie, 740
colorectal, 763-765
cyclines et, 381
effet Warburg, 740
élévation de l’activité télomérase, 733
hormono dépendant et déficit en vitamine B6, 553
instabilité génomique, 733
intérêt du séquençage pangénomique, 734-735
isozymes de la pyruvate kinase et glycolyse, 740f
mécanisme d’échappement à l’apoptose, 736-737
modifications biochimiques et génétiques, 725f
propriétés métastatiques, 600
propriétés, 724, 725f
stimulation de l’angiogenèse, 738
taux de glycolyse aérobie, 740
Cancérigènes chimiques
directs et indirects, 727f
et cancers, 726-727
interaction avec l’ADN, 726
sortes, 726t
structures, 727f
Cancérigènes directs, 727f
Cancérogenèse par agents chimiques 727
étapes, 727
Cancérogenèse, 725
Cancers héréditaires, 735t
CAP. Voir Catabolites, protéine de régulation génique
par les
Caproïque, acide, 148t
815
Carbamates de l’hémoglobine, 54
Carbamyl phosphate
dans la synthèse de l’urée, 286, 287f
énergie libre d’hydrolyse, 116t
excès de, 350
Carbamyl phosphate synthétase
carbamyl phosphate synthétase I, 286
carbamyl phosphate synthétase II, dans la synthèse
des pyrimidines, 346, 347f
dans la synthèse de l’urée, 286, 287f
déficit, 288
Carbone, dioxyde de,
production par le cycle de l’acide citrique, 170-171,
172f
transport par l’hémoglobine, 53
Carbone, monoxyde de
effet sur la chaîne respiratoire, 132, 133f
effet sur la phosphorylation oxydative, 127
production par catabolisme de l’hème, 324
Carbonique, acide, valeurs de pK/pKa, 13
Carbonique, anhydrase, II (CAII), 624
Carboxybiotine, 557
Carboxylases, la biotine comme coenzyme des, 557
Carboxypeptidases, 537
Carcinoembryonnaire, antigène, 742, 742t, 750, 764
Carcinoïde (argentaffinome), effet de la sérotonine,
310
Carcinoïde, syndrome, 553
Carcinome épidermoïde, 785
Cardiaque, insuffisance, 151, 631
en cas de manque de thiamine, 551
Cardiaque, muscle, 631
Cardiaques, défauts de développement, 643
Cardiaques, glycosides, 140
Cardiaques, hypothèse du nombre de battements,
720
Cardiaques, troponines, 67
Cardiolipine, 151f, 151
synthèse, 239, 239f, 241f
Cardiomyocytes, vitesse de renouvellement, 713t
Cardiomyopathie dilatée, 639
Cardiomyopathie hypertrophique familiale, 642-643
Cardiomyopathies, 631, 641, 770
Cardiovasculaire, système, 714
Carence, maladie de. Voir aussi les différentes maladies
vitaminique, 542
Carences vitaminiques multiples, 543
Cargo, protéines/molécules, 572
dans l’exportation, 572
dans l’importation, 571, 572f
Carnitine
dans le transport des acides gras, 216, 218f
déficit, 216, 223
Carnitine palmityltransférase-I, 217, 217f
dans la régulation de la cétogenèse, 222, 222f
déficit, 223
Carnitine palmityltransférase-II, 217, 217f
déficit, 223
Carnitine palmityltransférase, 217
Carnitine-acylcarnitine translocase, 217, 217f
Carnitine, système de la, 134
Carnosinase, déficit en, 313
Carnosine, 312
Carnosinurie, 313
Carotène dioxygénase, 543
Carotène, 559
Caroténoïdes, 543. Voir aussi Vitamine A
Cartilage, 611, 613, 613f, 612t, 617f
composants, 625-627
maladies métaboliques et génétiques, 625t
représentation schématique, 626f
816
Index
Cartilage hyalin, principales protéines, 625
Cartilage nasal bovin, schéma, 627f
Caryophérine, 572
Caryotype, 370f
Caspase, DNase activée par les, 736
Caspases, 736
Cataboliques, voies/catabolisme, 114, 158. Voir aussi
Exergonique, réaction ; Métabolisme ; substances spécifiques
énergie capturée à partir de la chaîne respiratoire, 131f, 132
Catabolites, protéine activatrice du gène par les, 426
Catabolites, protéine régulatrice par les, 517
Catalases, 123, 691, 691t
comme antioxydant, 154
dans le métabolisme de l’azote, 285, 285f
Catalyse acido-basique, 70
Catalyse acido/basique générale, 61
Catalyse acido/basique spécifique, 61
Catalyse covalente, 60, 75
cas de la chymotrypsine, 63, 75
cas de la fructose-2,6-bisphosphatase, 64
Catalyse par effet de contrainte, 61
Catalyse par effet de proximité, 61
Catalyse/réactions catalytiques (enzymatiques). Voir
aussi Métabolisme
acido-basique, 61
par la protéase du VIH, 62
au site actif, 62-63
Bi-Bi, 82-83
et cinétique de Michaelis-Menten, 82
cinétique, 74-75
changements d’énergie libre et, 73
concentration du substrat et, 76
énergie d’activation, 72-73
équilibre des équations, 71
et développement de médicaments, 83
états de transition et, 79
facteurs affectant la vitesse, 73
inhibition compétitive vs. non compétitive, 79
modèles, 77
vitesse initiale, 76
coenzymes/cofacteurs, 59
conservation des résidus, 64
constante d’équilibre et, 74
covalente, 61, 75
par la chymotrypsine, 63, 75
par la fructose-2,6-bisphosphatase, 63f
de double transfert, 82
déplacement séquentiel, 82
effet de la concentration en substrat sur la vitesse,
76
modèle de Hill, 77
modèle de Michaelis-Menten, 77
groupements prosthétiques et, 59
isozymes, 64
mécanismes, 61-62
étude par mutagenèse dirigée, 69
groupements prosthétiques/cofacteurs/coenzymes impliqués, 59-60
oxaloacétate et, 170
par contrainte, 61
par proximité, 61
ping-pong, 82
pour la détection des enzymes, 64-66
régulation, 88-94, 163, 163f
allostérique, 89-90, 90f, 163f, 164
compartimentation, 87-88
constante de Michaelis (Km), et, 87, 87f
covalente, 89, 91, 92f
effet de la phosphorylation-déphosphorylation,
92f, 93t
effet de la quantité d’enzyme, 88-89
flux métabolique et, 87, 87f
processus actifs et passifs impliquées, 87, 87f
protéolyse dans la 89, 90f
rétro-inhibition (feedback), 89-90, 90f, 164
rétro-régulation, 90, 164
spécificité, 59
Catalytique, constante (kcat), 78
Catalytique, efficacité, (kca/Km), 78
Catalytique, site, 90. Voir aussi Actif, site
Catalytiques, conservation des résidus, 62f, 62, 64
Cataracte diabétique du cristallin, fructose et sorbitol
dans la, 214
Cataractes, diabétiques, 214
Catécholamines, biosynthèse, 504f
dopa décarboxylase, 504
dopamine β hydroxylase, 504
PNMT, 504
Catécholamines. Voir aussi rubriques spécifiques
stockage/sécrétion, 510t
Cathepsines, dans la catalyse acido-basique, 62
Cation. Voir aussi les différents cations
passage des membranes, 134
Cavéoles, 480
Cavéoline-1, 480
CBG. Voir Corticostéroïdes, protéine de liaison des,
CBP, CBP/p300. Voir CREB, protéine de liaison à,
CBP/p300 et voies de transduction de signaux, 527f
CDK. Voir Cyclines, kinases dépendantes des,
CDKI/ inhibiteur des CDK-cyclines, intégrité de
l’ADN/chromosome et, 383
CDR Voir Complémentarité, régions déterminant la
CEA. Voir, Carcinoembryonnaire, antigène
Cécité nocturne, provoquée par une carence en vitamine A, 543, 548t
Cécité, par carence en vitamine A, 545
Cellulaire, altération, rôle des EROS, 691
par des xénobiotiques, 635, 636f
Cellulaire, biologie, 2
Cellulaire, glucides et glycolipides de la surface, 152
Cellulaire, immunité à médiation, 654
Cellulaire, lyse, rôle du complément dans, 673
Cellulaire, membrane. Voir Plasmique, membrane
Cellulaire, reconnaissance, rôle des sphingolipides,
243
Cellulaires, protéines des membranes, 589
Cellule, 2
transport des macromolécules, 488-489, 488f, 490f
Cellule-cellule, communication, via les junctions
communicantes, 490f
Cellule-cellule, interactions, 474
Cellule, migration, 616
Cellule, mort, 242, 243
Cellules souches
définition, 686
potence, 686, 687
Cellules souches, 738
Rôle dans le cancer, 737
Cellules souches, biologie, 5
Cellules souches, facteur des, 689
Cellules, fusion, 672, 786
Cellulose, 142
Cellulose, acétate de, électrophorèse de zone sur, 654,
655f
Centromère, 368, 369f
Céphaline (phosphatidyléthanolamine), 150f, 150
asymétrie de la membrane et, 478
synthèse, 239, 239f
Céphalorachidien, liquide, (LCR), valeurs de référence, 757t
Céramide, 152, 152f, 243-245, 243f
synthèse, 242-243, 243f
Cérébrohépatorénal, syndrome de Zellweger, 224,
573, 575t
Cérébrosides, 243
Céruloplasmine, 656, 661
déficit, 659
signification diagnostique, 66t, 665
Cerveau, métabolisme du, 168t
nécessité du glucose, 164
Cervonique, acide, 148t
Cétoacidose, 217
dans le diabète sucré, 167
3-Cétoacyl-CoA synthase, 226, 227f
3-Cétoacyl-CoA thiolase, déficit en, 224
Cétoamines, 602
Cétogenèse, 160f, 162, 220-224. Voir aussi Acides gras,
oxydation des
et HMG-CoA, 220, 221f
hauts niveaux d’oxydation des acides gras et, 219221, 220f, 221f
régulation, 221-223, 222f
Cétogéniques, acides aminés, 165
Cétoglutarate, transporteur de, 134, 133f
Cétonémie, 222, 768
Cétonique, corps, 159, 160f, 161, 217, 220f
acides gras libres comme précurseurs, 221
en cas de famine, 166f, 166t, 167
lors du jeûne, 167
un carburant des tissus extrahépatiques, 220-221,
222f
Cétonurie intermittente à chaînes ramifiées, 303
Cétonurie, 224, 768
des acides aminés à chaîne ramifiée (maladie des
urines à odeur de sirop d’érable), 303
Cétose 217, 222, 224
cause de cétoacidose, 224
dans le diabète sucré, 168, 224
du bétail
lactation et, 224
stéatose hépatique et, 253
durant le jeûne, 224
lors de la lactation, 167
non pathologique, 224
Cétoses (sucres), 138, 138t
CFTR, régulateur transmembranaire de la mucoviscidose, 491, 765, 766, 767t
dégradation, 579
CFTR. Voir Mucoviscidose, régulation du canal transmembranaire de la,
Chaîne Ramifée, cétonurie à, (maladie des urines à
odeur de sirop d’érable), 303
fonction altérée du complexe de la décarboxylase
des α-cétoacides, 305t
Chaîne ramifiée, catabolisme des acides aminés à,
284, 303, 304f
maladies, 303
Chaîne ramifiée, complexe de la décarboxylase des
α-cétoacides à, 294t
Chaîne, élongation de la,. Voir Élongation
Chaîne, initiation de la,. Voir aussi Initiation
dans le cycle de la transcription, 390f
Chaîne, terminaison de la,. Voir aussi Terminaison
dans le cycle de la transcription, 401f
Chaînes latérales des porphyrines, 318, 325f
Chaînes légères
gènes de celles des immunoglobulines, 670
réarrangement de l’ADN et, 374-375
Chaînes lourdes de myosine, 643f
Chaînes Moyennes, déficit en acyl-CoA déshydrogénase des, 224
Chaleur, de la chaîne respiratoire, 132
Chaperonines, 45, 579
Chaperons moléculaires. Voir Chaperons
Chaperons, 45, 570-571, 571t
activité ATPasique, 578
dans le tri des protéines, 568, 585t
des histones, 367, 380
liaison des protéines dépendantes de l’ATP, 570,
579
Charge nette des acides aminés, 20-21, 21f
Charge, (attachement) dans la synthèse protéique,
409, 410f
Chediak-Higashi, maladie de, 580t
Chélation, thérapie de, 774
Chénodésoxycholique, acide, 267, 267f, 268
Chénodésoxycholyl CoA, 267, 267f,
Cheveux crépus, maladie des (maladie de Menkes),
665
Chimérique, approche par gène, ou de fusion, 438
Chimériques, molécules, 448, 449
préparation utilisant des enzymes de restriction et
l’ADN ligase, 452
Chimiosmotique, théorie, 133
dans le contrôle de la respiration, 131f, 133
Chimiothérapie anticancéreuse
analogues synthétiques de nucléotides utilisés,
337-338, 338f, 339f
inhibiteurs du folate et, 555
Chimiothérapie, médicaments classiques, 742
Chitine, 143, 144f
Chloramines 701
Chlore/chlorure
coefficient de perméabilité, 477f
dans les fluides extra- et intra-cellulaires, 474, 474t
Chlorés, production d’oxydants, 701
Chlorophylle, 318
Choc thermique, protéine de, comme chaperons, 44,
570
Cholécalciférol (vitamine D3)
dans le métabolisme de la vitamine D, 546
synthèse cutanée, 546
Choléra
étude de cas, 656-657, 657f
toxine cholérique, 243
transport du glucose dans le traitement du, 487
Choléra, traitement intraveineux, 763
Cholestatique, jaunisse, 329
Cholestérol, 152, 153, 153f, 247, 535, 705
alimentaire, 266
dans la synthèse des acides biliaires, 266-268, 267f
dans la synthèse des hormones, 441-448, 441f,
442f
dans les lipoprotéines, 246, 248f
dans les membranes, 475
modèle de la mosaïque fluide et, 480
dans les tissus, 153, 153f
facteurs modifiant son équilibre, 264-265, 265f
excès de. Voir Hypercholestérolémie
excrétion du, 266-268, 267f
métabolisme, 159, 159f
aspects cliniques, 264-268, 269t
HDL dans le, 251-253, 252f
variations circadiennes, 264
niveaux plasmatiques
athérosclérose et coronaropathies et, 268
effets de changements alimentaires, 268
effets des changements de style de vie, 268
effets des traitements médicamenteux, 269
normaux, 269
synthèse, 261-264, 261f, 262f, 263f
métabolisme des glucides et, 158
régulation par la HMG-CoA réductase, 264,
264f
rôle de l’acétyl-CoA, 158, 159f, 261-263, 261f,
263f
Index
transport, 265-266, 266f
inverse, 252, 252f, 261, 265f, 268
Cholestérol HDL, valeurs de références, 756t
Cholestérol, clivage de la chaîne latérale et structures
de base des hormones stéroïdes, 498f
Cholestérol, dérivés du, 497f
Cholestéryl esters, 153, 243, 261
dans le cœur des lipoprotéines, 248, 248f
Cholestéryl ester hydrolase, 265
Cholestéryl ester, protéine de transfert des, 266, 266f,
269
Choline, 150, 151f
asymétrie membranaire et, 478
dans la synthèse de la glycine, 278, 278f
déficit associé à la cirrhose, 253
Cholinestérase, 760
Cholinestérase, inhibition de son activité, 760
Cholique, acide, 267
Cholurique, jaunisse, 327
Cholyl CoA, dans la synthèse des acides biliaires, 267,
267f
Chondrodysplasie, bases moléculaires, 628
Chondroïtine, sulfates de, 144f, 143, 618-619
Chondronectine, 626
Christmas, facteur de (facteur IX), 677, 678f, 580t,
679t
déficit en, 680
effet des médicaments coumariniques, 680
Chromatides
empaquetage des nucléoprotéines dans les, 368,
369t
sœurs, 368, 369f
échanges entre, 374, 374f
Chromatine, 365-367, 367f, 366t
complexes modificateurs, 435
inactive, 368
niveau supérieur d’organisation/compaction, 367,
368f
reconstitution lors de la réplication de l’ADN, 380
régions actives et inactives de la, 368, 368f
remodelage lors de l’expression génique, 432
remodelage, 737
Chromatides sœurs, 368, 369f
échange de, 374, 374f
Chromatine active, 368, 367f, 432
Chromatographie d’absorption pour purifier les protéines/peptides, 34
Chromatographie d’affinité
pour la purification des peptides/protéines, 28-29
pour la purification des protéines recombinantes
de fusion, 68
Chromatographie d’échange d’ions pour purifier les
protéines/peptides, 27
Chromatographie d’exclusion de taille pour purifier
les protéines/peptides, 26, 27, 28f
Chromatographie de partage pour purifier les protéines/peptides, 28
Chromatographie en phase inverse à haute pression
pour purifier les protéines/peptides, 30
Chromatographie liquide à haute performance
(HPLC)
à phase inverse, pour purifier les protéines/peptides, 26-27
Chromatographie liquide à haute pression, 27
Chromatographie sur colonne pour purifier les protéines/peptides, 27
Chromatographie. Voir aussi les différents types
d’affinité
pour purifier des protéines chimériques recombinantes, 68
pour purifier des protéines/peptides, 28
pour purifier des protéines/peptides, 26-29
817
Chrome, 559t
Chromosome, (walking), promenade sur, 460
Chromosomes, 368-370
interphase, fibres de chromatine durant l’, 367
métaphasiques, 368f, 369, 369t
polytènes, 368, 368f
vérification de leur intégrité, 384-385
Chromosomique, instabilité, 731, 731f
Chromosomique, intégration, 374, 374f
Chromosomique, recombinaison, 373-374, 373f, 374f
Chromosomique, translocation, 729, 730t
Chromosomique, transposition, 374-375
Chyle, 249
Chylomicrons, 161, 165, 247, 248t
apolipoprotéines des, 247t, 248
dans le transport des triacylglycérols, 249, 249f,
250f
métabolisme, 161, 165f, 249-251, 250f
Chylomicrons, résidus de, 248t, 247, 249f
capture par le foie, 251
Chymotrypsine, 537
dans la catalyse covalente, 61-62
dans la digestion, 535
résidus conservées et, 64t
Chymotrypsinogène, 537
cI, protéine répresseur/gène du répresseur cI, 425,
425f
Cibles, cellules
concept, 493-494
déterminants de la concentration des hormones à
leur niveau, 494t
Cinétique enzymatique, 72-84. Voir aussi Catalyse/
Catalytiques, réactions
concentration en substrat, 76-79
modèles de ses effets, 77-79
dans le développement de médicaments, 83
effet de l’énergie d’activation, 72-73
effet des variations d’énergie libre, 72
enzymes à substrats multiples et, 81
équations équilibrées et, 71-72
états de transition et, 72-73
facteurs affectant la vitesse de réaction et, 73-74
inhibition compétitive vs non compétitive et,
79-81
saturation, 78
sigmoïde (équation de Hill), 78
vitesse initiale et, 76
Cinétique, théorie de la collision, 74
Cinétiques sigmoïdes de saturation en substrat, évaluation par l’équation de Hill, 79
Circadien, rythme, de la synthèse du cholestérol, 309
Cires, 147
Cirrhose, 771
alcoolisme et, 254-255
de la grossesse, 199
déséquilibre du métabolisme des triacylglycérols
et, 253-254
non alcoolique, 2253
stéatose non alcoolique, 224
Cirrhose aiguë, de la grossesse, 224
Cirrhose du foie, 171, 253, 771, 774
Cisternale, maturation, 584
Cistron, 425
Citrate
dans la régulation de la lipogenèse, 229
dans le cycle de l’acide citrique, 170, 171f
Citrate synthase, 172, 173f
Citrique, acide, cycle de l’, 117, 127, 164, 171-172,
1714f, 173f
dans le métabolisme, 158, 158f, 159f, 161, 162 f,
170, 173-174, 174f
au niveau sub-cellulaire, 162, 162f
818
Index
des acides aminés, 158f, 160f
des glucides, 158, 158f, 173, 174f
des lipides/acides gras, 158, 160f, 174-175, 175f
dans les mitochondries, 161, 162, 162f
désamination et, 173-174
équivalents réducteurs libérés, 171-173, 172f
fourniture de substrats de la chaîne respiratoire par
le, 170, 171, 171f
génération d’ATP par le, 171f, 173, 183, 184t
libération de dioxyde de carbone par, 170-171,
172f
néoglucogenèse et, 173, 174f, 195-198, 196f
régulation, 175
rôle des vitamines, 173
transamination et, 174, 174f
Citrique, acide, valeur de pK/pKa, 15t
Citrulline, dans la synthèse de l’urée, 286
Citrullinémie, 289
CK. Voir Créatine kinase
Cl. Voir Chlore
Clairance des complexes antigène-anticorps, 673
Clairance, tests de, 754
Classe B, récepteur éboueur B1 de, 252, 252f
Classe, (isotype, commutation de), 672
Classique, voie, d’activation du complément, 656
Clathrine, 489f, 489
vésicules libres de (nues), 580
vésicules recouvertes de, 580, 583
Clathrine, vésicules non recouvertes de, 581
Clef et serrure, modèle, 61
Clinique, médecine. Voir aussi Laboratoire, analyses
de, importance en médecine clinique, 749
Cliniques, étude de cas, 759-789
cancer colorectal, 763-765
cétoacidose diabétique, 767-770
choléra, 762-763
déficit en adénosine désaminase, 758-759
goutte aiguë, 771-773
hémochromatose primaire, 773-775
hypothyroïdisme, 775-776
infarctus du myocarde, 778-779
intoxication éthylique aiguë, 770-771
kwashiorkor, malnutrition protéo-énergétique
(MPE), 776-778
maladie d’Alzheimer, 759-762
mucoviscidose, 765-767
myopathie de Duchenne, 769-770
obésité, 779-782
ostéoporose primaire (postménopausique), 782-784
xeroderma pigmentosum, 784-785
Clivage
de l’ubiquitine, 579
de la préproalbumine en proalbumine, 584f
pour séquencer les protéines, 30
Clivage, en vue du séquençage des protéines, 30
Clofibrate, 269
Clonage positionnel. Voir Liaison, analyse de
Clonage, 448-452
taille de l’insert d’ADN, 451t
Clonage, vecteurs de, 450-452, 451, 451t
Clones, dans la production d’anticorps monoclonaux,
672
CMP-NeuAc, 591
CMP. Voir, Cytidine, monophosphate
CO. Voir Carbone, monoxyde de,
CO2. Voir Carbone, dioxyde de,
CoA. Voir Coenzyme A
Coactivateurs de la transcription, 398, 401
Coagulation (du sang), 676
analyses de laboratoire pour son évaluation, 684
et vitamine K, 549
effets des anticoagulants coumariniques, 680
f ormation de fibrine dans la, 676, 676f, 678-679,
679f
produits des cellules endothéliales lors de la, 682,
684t
prostaglandines dans la, 225
protéines impliquées, 676f, 678t. Voir aussi Coagulation, facteurs de
voie extrinsèque, 676, 676f, 678t
voie intrinsèque, 676, 676f, 677, 678t
voies, 676f
Coagulation, facteurs de la, 676t. Voir aussi les différents membres à, Facteur
la vitamine K dans leur synthèse, 549-551
Coagulation, facteurs de, 678t, Voir aussi les différents
types à : Facteur
la vitamine K dans leur synthèse, 549
Cobalamine, 554
rôle du facteur intrinsèque dans son absorption,
537
dans l’acidurie méthylmalonique, 197
Cobalphiline, 555
Cobalt, 554
Cobamide, coenzymes dérivées, 60
Codant, brin, de l’ADN, 355 389f
dans la synthèse de l’ARN, 388
Codantes, régions, de l’ADN, 370
Code épigénétique,
effaceurs de, 433
lecteurs de, 433
Code génétique, ambiguités du, 408
Codons, 408, 409t
non-sens, 408
spécification de la séquence en acides aminés d’une
protéine, 409
tables de fréquence d’utilisation, 408
Cœliaque, maladie, 534
Coenzymes, 60
dans la catalyse, 60
dérivés de nucléotides, 337, 338t
synthèse du coenzyme A, 557
Cœur
effet d’une carence en thiamine, 542
métabolisme, 167t
Cofacteurs, 60
de la catalyse, 60-61
de la coagulation sanguine, 676, 678t, 680
de la régulation du cycle de l’acide citrique, 173
Cognitives, déclin des fonctions, 760
Colchicine, 760
Colipase, 535
Collagène(s), 46-47, 421, 593
chondrodysplasies, 613, 625, 627
classification, 611t
dans l’activation plaquettaire, 682, 683f
dans le cartilage, 625-627, 625t
dans le tissu osseux, 622-625
différenciation de l’élastine à partir de, 614t
formation de fibrilles, 610-611
gènes le codant, 610-611t
maladies causées par des mutations, 47, 613
glycation, 602
les différents types, 611t
maturation/synthèse du, 47
maladies de la, 47
rôle de l’acide ascorbique (vitamine C), 47, 557
modifications post-traductionnelles, 612-613
mutations, 613
ostéogenèse imparfaite, 624, 625t
protéine abondante du règne animal, 611-614
représentation schématique des interactions cellulaires, 616f
réticulation, 602, 783
structure en triple hélice, 46-47, 46f, 610-611
type I, 622
type IV, 612, 613
type IX, 613
type V, 601
Collisions, dissociation induite par, en spectrométrie
de masse, 33
Collisions, théorie cinétique des, 74
Colon, cancer du. Voir Colorectal, cancer
Colonie, facteur de stimulation de croisssance de, 455
Colorectal, cancer
développement, 765
changements génétiques associés, 731f
gènes associés, 731t
rôle des gènes de réparation des mésappariements, 383, 383f, 384t
rôle des gènes suppresseurs de tumeur et des
oncogènes, 730, 731, 731f
étude de cas, 763-765, 765f
Combinatoire, chimie, 65
Combinatoire, diversité, 669
Combustibles métaboliques. Voir Métaboliques, carburants
Communicantes, jonctions, 490, 490f
représentation schématique, 490f
Commutation de classe (isotype), 671
Compartimentation, 88
Compétitive, inhibition, et non compétitive, 80-81
Complément sérique, 486
Complément, 656
dans l’inflammation, 672
Complément, maladies de carence du, 673
Complémentaire, ADN (ADNc), banque d’ADNC,
453
Complémentarité
de l’ADN, 357f
de l’ARN, 360, 361f
Complémentarité, régions déterminant la, 673
ConA. Voir Concanavaline A
Concanavaline A, 145
Conformation. Voir aussi les différentes substances
native, 44
polypeptides/protéines, 26f
Conformationnelles, maladies, 767, 768
Conformationnels, troubles, 586
Congénital, syndrome du long QT, 491t
Congo, colorant rouge, 668
Conjugaison
avec le glutathion, 706-707
de la bilirubine, 326, 326f
Conjugaison, réactions de, et métabolisme des xénobiotiques, 704
acétylation, 707
avec le glutathion, 706-707
glucuronidation de la bilirubine, 706
méthylation, 707
sulfatation, 706
Conjugaison, enzyme de, 580
Conjuguée, bilirubine,. Voir Bilirubine
Connexine, 490, 490f
Consensus, séquences, 393, 402f
de Kozak, 415
Conservation de l’énergie, 125
Conservés, résidus, 64
Constant(e)s, régions/segments, 668
de la chaîne légère des immunoglobulines, 375
gènes codant les, 670
constituants anormaux, 753, 753t
Constitutive, expression génique, 428
Contact, sites de, 570
Contraction musculaire, modèle des filaments coulissants avec pontages, 632-633
Contraction/contractilité. Voir Musculaire, contraction,
Contrôle, point de, (checkpoint), 384
Conversion de précurseurs inactifs en produits actifs
par des protéases avec cascade d’amplification, 673
Coopérative, liaison
de l’hémoglobine, 52
effet Bohr et, 54
description par l’équation de Hill, 77
COPI, vésicules, 578, 581, 582t, 584
Copies, variation du nombre de, 457, 460, 734
COPII, vésicules, 578, 582, 582t, 584
Coplanaires, atomes, caractère partiel de liaison double et, 23
Coproporphyrines, 319f, 323
détection par spectrophotométrie, 321-322
Coproporphyrinogène I, 320, 320f, 321f
Coproporphyrinogène III, 320, 320f, 321f
Coproporphyrinogène oxydase, 320, 321f, 322f
dans les porphyries, 323t
Coprostanol, (coprostérol), 267
Cores centraux, myopathie à, 638
Cori, cycle de, 201, 201f
Cori, maladie de, 190t
Coronaire (ischémique), maladie cardiaque. Voir aussi
Athérosclérose
cholestérol et, 268
Coronaire, maladie. Voir aussi Athérosclérose
cholestérol et, 268
Coronaire, angioplastie, transluminale percutanée,
(ACTP), 780
Coronaires, maladie des artères, 562
Coronarienne, intervention, transcutanée, (ICT), 779
Coronarienne, thrombose, 780
Corrinoïdes, 554. Voir aussi Cobalamine
Corticostéroïdes, 784
Corticostéroïdes, globuline de liaison des, 511, 657t
Corticotropine. Voir Adrénocorticotrope hormone
Cortisol, synthèse, 500
Cos, sites, 450
Cosmides, 450
Cothromboplastine (facteur VII)
effet des médicaments coumariniques, 680
et amorçage de la coagulation sanguine, 676, 677t
Cotraductionnelle, glycosylation, 576
Cotraductionnelle, insertion, 576, 576f, 577
Cotransport, systèmes de, 483f
Coulomb, loi de, 8
Coumarine, 680
Couplage, 115, 115f
ATP dans le, 115
entre récepteur hormonal et effecteur, 438
Couple moteur, 634
Courbures dans la conformation des protéines, 39-40,
40f
Covalente, modification
dans la maturation des protéines, 46
dans la régulation de la catalyse enzymatique, 89,
91, 92f. Voir aussi Phosphorylation ; Protéolyse
flux métabolique et, 93
irréversible, 91, 92f
régulation de la néoglucogenèse et, 198
réversible, 91, 92f, 93t
détection par spectrométrie de masse, 31-33, 31t,
32f
Covalentes, liaisons,
interaction lipides-protéines membranaires et, 477
stabilisation des biomolécules par des, 8-9, 8t
Coxibs, 234
CPT-I. Voir Carnitine palmityltransférase-I
CRE. Voir AMP cyclique, élément de réponse à l’
Index
Créatine kinase, 647
signification diagnostique de la, 66, 769
Créatine phosphate, 308f, 312, 314f, 646
dans le muscle, 647t
énergie libre d’hydrolyse, 116t
Créatine phosphate, navette de la, 135, 135f
Créatine, 308, 308f
Créatinine, 312, 314f
clairance, 752, 753
marqueur de la fonction rénale, 752
valeurs de référence, 755t
CREB (protéine de liaison à l’élément de réponse à
l’AMPc), 518
CREB, protéine de liaison à, 524
Crétinisme, 776
Creutzfeldt-Jakob, maladie de, 46
Criblage, conditions de, pour les médicaments, dans
les études cinétiques d’enzymes, 84
Crigler-Najjar, maladie de,
type I (jaunisse congénitale non hémolytique), 328
type II, 328
Cristallographie par rayons X, démonstration de la
structure des protéines par, 48
Cro, protéine,
gène, 429, 429f, 430f
liaison à l’ADN, 431
structure 3D, 441f
Croisssance, facteurs d’inhibition, 730
Crossing over (enjambement) inégal, 373, 373f
Crossing-over (enjambements chromosomiques) et
recombinaison, 373, 373f
CRP. Voir c activée, protéine
Cryoprécipités, production par la technologie de
l’ADN recombinant, 681
Cryptoxanthine, 543
CSF. Voir Colonie, facteur de stimulation,
CT. Voir Calcitonine
CTP. Voir Cytidine triphosphate
Cuivre, 558
céruloplasmine dans la liaison du 659
comme cofacteur, 664
dans la maladie de Menkes, 664
dans la maladie de Wilson, 664
dans les oxydases, 121
enzymes en contenant, 664
excès, 664
Cuivre, mutations dans le gène codant l’ATPase de
type P se liant au,
rôle dans la maladie de Menkes, 665
rôle dans la maladie de Wilson, 665
Culture de cellules, 606
Cuprique, toxicose, 641. Voir aussi Wilson, maladie
de
Cyanure
effet sur la chaîne respiratoire, 132, 133f
effet sur la phosphorylation oxydative, 127
Cycle cellulaire
anomalies dans les cellules cancéreuses, 733-734
aspects de base, 732
phase S et synthèse de l’ADN, 380-383, 382f, 382t
régulation, 579
Cycle cellulaire eucaryote, flexibilité, 94, 94f
Cyclines A, 371, 382f, 382t
Cyclines B, 382f, 382t
Cyclines D, 382, 382f, 382t
et cancer, 381
Cyclines E, 382, 382f, 382t
Cyclines, 382-383, 382f, 382t
Cyclines, protéine kinases dépendantes des, 382, 382f,
382t
inhibition par les altérations de l’ADN/chromosomes, 384
819
Cyclo-oxygénase, voie de la, 233-235, 234f, 235f
Cycloheximide, 421
Cystathionnine-β-synthase, 294t
Cystéine, 19t, 306
besoins, 539
conversion en taurine, 309f
métabolisme, 295-296, 297f
anomalies, 295-296, 297f
source de pyruvate, 295, 297f
synthèse, 279, 279f
Cystine réductase, 296, 297f
Cystinose (maladie du stockage de la cystine), 297
Cystinurie (cystine-lysinurie), 296
Cytarabine (arabinosyl cytosine), 338, 339f
Cytidine monophosphate (CMP), 335t, 591
Cytidine monophosphate N-acétylneuraminique, acide
(CMP-NeuAc), 591, 591t
Cytidine triphosphate (CTP), 334
et phosphorylation, 117, 118
Cytidine, 335t
Cytochrome c oxydase, 127, 128f
Cytochrome oxydase, 121
Cytochrome P450, 504, 658
Cytochrome P450, enzyme de clivage de la chaîne
latérale du, (P450scc), 498
Cytochrome P450, système du, 121, 124, 125f, 577,
691
caractéres principaux, 705t
effets sur l’ALA synthase, 320, 324
formes polymorphes, 705
induction enzymatique et, 324
insertion membranaire, 576
interaction avec les médicaments, 705
isoformes, 704-705
dans le métabolisme des xénobiotiques, 705
dans le réticulum endoplasmique du foie
humain, 704-705
dans les tissus, 704
lipides présents, 705
nomenclature, 704
mitochondrial, 124
réactions catalysées, 704
superfamille des enzymes héminiques, 704-705
Cytochrome P450, système microsomal d’oxydation
de l’éthanol dépendant du, 255
Cytochromes
cytochrome a3, 121
cytochrome b5, 124, 577, 705
cytochrome b558, 699
comme déshydrogénases, 122
Cytokines, 784, 785f
dans la cachexie, 166
Cytosine, 335t
appariement dans l’ADN, 355, 355f
ses désoxyribonucléosides dans la synthèse des
pyrimidines, 347-348, 349f
Cytosol, 568
glycolyse dans le, 162, 162f, 177
lipogenèse dans le, 225-228, 229f, 230
réactions de la voie des pentoses phosphates dans
le, 205-208
synthèse de l’ALA dans le, 318, 320f
synthèse des pyrimidines dans le, 346
Cytosolique, branche, pour le tri des protéines, 570,
571f, 572
Cytosquelette
multiples fonctions cellulaires, 648-649
protéines, 630
Cytotoxicité (lésion cellulaire), 708, 709f
820
Index
D
d-, acides aminés, libres, 21
D, bras, de l’ARNt, 361, 410f, 410
DAF, Decay accelerating factor, régulateur du complément 605
dAMP, 336f
Dantrolène, contre l’hyperthermie maligne, 638
Database of Genotype and Phenotype (dbGAP), 101
dATP, 759
dbGAP. Voir Database of Genotype and Phenotype
Débranchement, enzymes de
absence, 189t
dans la glycogénolyse, 187f, 188
Débrisoquine, 706
Décalage du cadre de lecture, mutations de, 412-413
Décarboxylation de la S-adénosylméthionine, 310
Découplantes, protéines, 132
Découplants/protéines découplantes
de la chaîne respiratoire, 131f, 132-133
sous-alimentation et, 539
Défense de l’organisme contre les infections bactériennes, rôle des neutrophiles, 701
Défensines, 698t
Déficit multiple en sulfatases, 245
Dégénérescence du code génétique, 408
Dégradation des virus, 581
Démence, 761
Demi-vie
des enzymes, 282
des protéines, 282
plasmatiques, 656
Dénaturation,
analyse de la structure de l’ADN et, 355
repliement des protéines et, 44
température et, 75
Déphosphorylation. Voir aussi Phosphorylation des
protéines
comme modification covalente, 93, 93t
Déplacement/transfert, réaction de
double, 82
séquentiel (simple), 82
Dépolarisation, dans la transmission de l’influx nerveux, 487
Dépurination de l’ADN et réparation par excision de
base, 383
Dermatane, sulfates de, 619f, 620t, 618
fonctions, 556
Désamination oxydative, 284f
Désamination, 159, 160f
cycle de l’acide citrique et, 173
rôle du foie, 160
Déshydrocholestérol dans le métabolisme de la vitamine D, 543
Déshydroépiandrostérone (DHEA), synthèse de la,
500
Déshydrogénases, 121, 121-122, 123f
dans la chaîne respiratoire, 121-122
dépendant de la riboflavine, 122
dépendant du coenzyme nicotinamide, 122, 123f
et détection des enzymes, 66, 67
Desmine, 639
Desmostérol, dans la synthèse de cholestérol, 263,
263f
Désorption au laser assistée par la matrice. Voir
MALDI
Désoxy, sucres, 141, 141f
Désoxyadénylate, 354
Désoxycholique, acide, synthèse, 267
Désoxycytidine, méthylation des résidus, 432
Désoxycytidylate, 354
Désoxyguanylate, 354
Désoxyhémoglobine
fixation des protons, 54
forme S, « pièce adhésive » et récepteur, 56f
Désoxyhémoglobine A, « pièce adhésive » et récepteur,
56, 56f
Désoxynojirimycine, 601
Désoxynucléotides, 363
Désoxyribonucléases (DNase)/DNase I, 362
chromatine active et, 367
Désoxyribonucléoside diphosphates (dNDP), réduction des NDP en, 346, 346f
Désoxyribonucléosides, 334
dans la synthèse des pyrimidines, 347-348
Désoxyribose, 138 141 141f
3-Désoxyuridine, 338
Désoyribonucléique, acide. Voir ADN
Destruction ciblée/knockout de gène, 461
Détergents, 476, 478
Détoxification par le système des cytochromes 124,
125f
Développement, biologie du, modèles, 721
Dextrines, 138
Dextrinose limite, 190t
Dextrose, 139
DHA. Voir Docosahexaénoïque, acide
DHEA. Voir Déshydroépiandrostérone
DHPR. Voir Dihydropyridine, récepteur de
DHT. Voir Dihydrotestostérone
Diabète bronzé, 774
Diabète insipide néphrogène, 486
Diabète sucré, 136, 202, 247, 602, 780, 787t
cétose/cétoacidose dans le, 223, 224
cirrhose hépatique (stéatose) et, 253
comme maladie métabolique, 157
hyperglycémie et, 167-168
lipogenèse dans le, 225, 229
prise en charge des patients, 601
taux d’acides gras libres dans le, 249
transport des lipides et maladie du stockage dans
le, 247
Diabétique, cataracte, 214
Diabétique, cétoacidose, étude de cas, 768-769
Diacylglycérol acyltransférase, 239, 239f
Diacylglycérol, 150, 535
dans l’activation plaquettaire, 682, 683f
formation, 239f
Diagnostic moléculaire, tests de, 5
Diagnostique, enzymologie, 66
Diagnostique, fenêtre, 67
Diagnostiques, tests. Voir Laboratoire, analyses de
Diamond-Blackfan, anémie de, 690
Diarrhée, 608
sèvère, transport du glucose comme thérapie, 487
Dicarboxylique, acidurie, 224
Dicer, nucléase, 404
Dicoumarol (4-hydroxydicoumarine), 550
DICS. Voir Immunodéficience sévère combinée
Diélectrique, constante, de l’eau, 8
Diéthylènetriaminepentaacétate (DTPA), comme
antioxydant préventif, 155
Différenciation tissulaire, rôle de l’acide rétinoïque,
545
Diffusion,
effets de l’insuline, 487
facilitée, 45, 481, 481t, 482-483, 482f, 484f
de la bilirubine, 326
du glucose. Voir aussi Glucose, transporteurs de
membrane des hématies et, 617
hormones de régulation, 483
modèle « Ping-Pong », 483, 484f
nette, 482f
passive, 481t, 482f, 483f
simple, 481t, 482f
Diffusion simple, 482, 483t, 482f
Diffusion/transport facilité, système de
et les transporteurs, 482-483
hormones impliquées dans sa régulation, 483
modèle « Ping-Pong » du, 483, 484f
pour la bilirubine, 325
pour le glucose. Voir aussi Glucose, transporteurs
du,
dans la membrane cellulaire des hématies, 617
effet de l’insuline, 487
Diffusion/transport passif, 482, 481t, 482, 482f, 483f
Digestion, 534-535
Digitaline, 487
action sur l’échangeur Ca2+-Na+, 640-641
effets sur l’ATPase, dépendante de Na+- K+, 487
Dihydrobioptérine réductase, défaut de la, 300
Dihydrobioptérine, défaut de synthèse de la, 300
Dihydrofolate/dihydrofolate réductase, effet du
méthotrexate sur la, 348, 556
Dihydrolipoamide déshydrogénase, 305t
Dihydrolipoyl déshydrogénase, 182, 182f
Dihydrolipoyl transacétylase, 182, 182f
Dihydropyridine, récepteur de la, 637
Dihydrotestostérone, 500, 501f
Dihydroxyacétone phosphate, dans la glycolyse, 239,
239f
Dihydroxyacétone, 140f
24,25-Dihydroxyvitamine D3 (24-hydroxycalcidiol),
dans le métabolisme de la vitamine D, 546
Diiodotyrosine, 506
Dimercaprol, 132, 133f
Dimères
d’histones, 366
de la protéine répresseur de lambda, cI, 429, 429f
de protéine Cro, 429, 429f
Dimériques, protéines, 41
Diméthylallyl diphosphate, dans la synthèse de cholestérol, 261, 262f
Diméthylaminoadénine, 336f
2,4-Dinitrophénol, 132
Dinucléotide, 339
Dioxygénases, 124
Dipalmityl lécithine, 150
Dipeptidases, 537
Diphosphatidylglycérol. Voir Cardiolipine
Diphtérique, toxine, 421, 486
Dipôles, formation par l’eau de, 8, 8f
Disaccharidases, 534
Disaccharides, 138, 141, 142f, 143t Voir aussi rubriques spécifiques
Dislocation, 579
Dissociation, 582
du faisceau de quatre hélices, 583
Dissociation de l’eau, 11
Dissociation, constantes de, 11
constante de Michaelis (Km)et, 77
dans le calcul du pH, 11
dans les acides faibles, 11
Disulfures, liaisons (ponts), repliement des protéines
et, 45
DIT. Voir Diiodotyrosine
DIT/MIT, rapport, 505
Divalents, transporteur de métaux, 659
Diversité
combinatoire, 670
des anticorps, 670-671
jonctionnelle, 671
Dixon, représentation de, 81
DMT1. Voir Divalents, transporteur de métaux
Index
DNase (désoxyribonucléase)/DNase I, 368
chromatine active et, 367
et technologie de l’ADN recombinant, 449t
DNase humaine, 766
dNDP. Voir Désoxyribonucléosides diphosphates
Docking (arrimage moléculaire), programme de, 44
Docking (arrimage), 572
dans l’importation nucléaire, 571
Docking (arrimage), protéine de, 562, 563f
Docosahexaénoïque, acide, 233
Dolichol, 154, 154f, 596
dans la synthèse du cholestérol, 262f, 263
structure, 596
Dolichol-P-P-GlcNAc (Dol-P-P-GlcNAc), 596
Dolichol-P-P-oligosaccharide, voie de synthèse, 596f
structure, 597f
Dolicholpyrophosphate-oligosaccharide (Dol-P-Poligosaccharide), 595-598
Domaines régulateurs, 41
Domaines. Voir aussi les différents types
de l’albumine, 657
de la chromatine, 366f, 367
de liaison à l’ADN et activation de la transcription,
442f
des protéines, 40
Dopa décarboxylase, 311, 314f
dans la biosynthèse des catécholamines, 504
Dopamine β-hydroxylase (DBH), dans la biosynthèse
des catécholamines, 505
Dopamine. Voir aussi Catécholamines
biosynthèse, 504, 504f
synthèse, 311, 314f
Double déplacement, réactions de, 82
Double hélice, structure de l’ADN en, 10, 355-356,
355f
Double inverse, représentation en, pour évaluer les
inhibiteurs, 80
Double-brin, ADN, 355, 363, 384. Voir aussi ADN
Double-brin, réparation des coupures des, 383t, 384,
383f, 385f
Douleur et prostaglandines, 222
Doxycycline, antibiotique, 762
Drosha-DGCR8, nucléase, 404
DTPA (diéthylènetriaminepentaacétate) comme anti­
oxydant préventif, 155
Dubin-Johnson, syndrome de, 329
Duchenne, myopathie de, 460, 639-640
étude de cas clinique, 769-770
Dynamine dans la pinocytose d’absorption, 489
Dysbêtalipoprotéinémie, familiale, 269t
Dyslipoprotéinémie, 269, 269t
Dysplasie thanatophorique, 628
Dysplasie, 765
Dystrophine, 631, 639-640, 769, 770, 770f
Dystrophine, gène la codant, 769
E
E coli, métabolisme du lactose chez, hypothèse de
l’opéron et, 426, 428f
E coli, vecteur (PAC) basé sur le bactériophage P1 de,
450
E-cadhérine, 739
E, site de sortie, dans la synthèse protéique, 410f
E0. Voir Rédox (oxydation-réduction)potentiel d’,
Eact. Voir Activation, énergie d’
Eau, 3, 8-9
coefficient de perméabilité, 477f
comme nucléophile, 10-11
comme solvant biologique, 7, 8f
dans les liaisons hydrogène, 7, 8f
dissociation, 11
structure biomoléculaire et, 8-9, 8t
structure, 8f
Éboueur, récepteur. Voir Classe B, récepteur éboueur
Échange par des transporteurs, 133-136, 134f
Échange par diffusion, systèmes d’, 133
ECL. Voir Extracellulaire, liquide
EcoRI, 448, 449, 451f
EcoRII, 448t
Edman, réactif d’, pour le séquençage des protéines
(phénylisothiocyanate), 29, 31f
Edman, réaction d’, pour le séquençage des protéines,
29, 31f
EDRF. Voir Endothélial, facteur relaxant
EDTA (éthylène diamine tétraacétate) comme
antioxydant préventif, 155
EDTA, comme antioxydant préventif, 155
EFA. Voir Acides gras essentiels
Effecteurs, 736
EGF. Voir Récepteur du facteur de croissance épidermique, EGFR
Ehlers-Danlos, syndrome d’, 47, 276, 611, 613
Eicosanoïdes, 149, 233, 234f
Eicosapentaénoïque, acide, 231f, 236
eIF dans la synthèse protéique, 413
eIF-4E, complexe, dans la synthèse protéique, 415
Élaïdique, acide, 148t, 149, 149f
Élastase, dans la digestion, 537
Élastine, 611
Électrogène, effet, 487
Électrolytes et autres ions, valeurs de référence, 756t
Électrons, coenzymes flaviniques comme transporteurs d’, 552
Électrons, flavoprotéine transférant les, 127, 218
Électrons, flux d’, à travers la chaîne respiratoire, 127,
127f
Électrons, mouvement des, dans le transport actif,
486
Électrophiles, 10
Électrophorèse
pour l’analyse des protéines plasmatiques, 653
en polyacrylamide pour purifier les protéines/peptides, 28, 28f
bidimensionnelle, expression protéique et, 34
Électrophorèse bidimensionnelle, expression des protéines et, 34
Électrophorèse sur gels de polyacrylamide pour la
séparation des protéines/peptides, 29, 30f
Électrostatiques liaisons/interactions, 9, Voir aussi
Salines, liaisons (électrostatiques)
rupture de la fixation de l’oxygène, effet Bohr, protons et, 51
Électrovaporisation, ionisation par, 33, 33f
en spectrométrie de masse, 32
ELISA, enzyme linked immunoassays 65
Elliptocytose héréditaire, 692, 695
Élongase, 229, 230f
dans la synthèse des acides gras polyinsaturés, 232,
232f
Élongation
dans la synthèse d’ARN, 390
dans la synthèse protéique, 417f
Élongation des chaînes
dans la synthèse des acides gras, 229, 230f
dans le cycle de la transcription, 390, 390f
Élongation, arrêt d’, 575
Élongation, facteurs d’, dans la synthèse protéique,
417, 418, 418f
facteur 2, 417, 417f
facteur, EF1A, 416, 417f
Empreinte (footprinting), de l’ADN, 465
821
Emtricitabine, 83
Émulsions de lipides amphiphiles, 155, 155f
Encéphalopathie
de Wernicke, 551
due à l’hyperbilirubinémie (ictère nucléaire), 328
due à un défaut mitochondrial héréditaire, 127
spongiformes (maladies à prions), 45
Encéphalopathie spongiforme bovine, 46
Encéphalopathies spongiformes transmissibles (maladies à prion), 46
ENCODE, projet, 101
Encombrement de l’environnement du fer héminique,
51
Endergonique, réaction, 114
couplage et, 114
ATP dans le, 115
Endocrine, système. Voir aussi Hormones
diversité, 493-511
régulation neurale, 493
Endocytose médiée par un récepteur, 489f, 489
Endocytose, 488, 489f
médiée par des récepteurs, 488f, 489
Endoglycosidase F, 592
Endonucléases, 363, 448
apurinique et apyrimidique, dans la réparation par
excision de base, 384
dans la technologie de l’ADN recombinant, 448t,
449, 449t
de restriction, 362, 447-448, 448t
Endopeptidases, 537
Endosymbiose, 716
Endothélial, dysfonctionnement, 780
Endothélial, facteur relaxant, 645. Voir aussi Nitrique,
oxyde
Endothéliales, cellules, 602
dans la coagulation et la thrombose, 682, 684t
Endotoxine de V. cholerae, sous-unités de l’, 763
Énergétique, balance, 539
Énergie
besoins alimentaires en, 538
d’activation, 72
transduction dans les membranes, 473
Énergie libre
d’hydrolyse de l’ATP, 115, 116t
variations, 114
couplage et, 114, 114f
effet des enzymes, 75
état d’équilibre et, 72
états de transition et, 72-73
potentiel rédox et, 120, 121t
sens des réactions chimiques et, 71-72
Énergie, capture d’, 117
Énergie, dépense d’, 538
Énergie, transfert d’, 115
Enhancer. Voir Amplificateur
Énolase, dans la glycolyse, 180, 179f
Entactine, 617
Entérocytes, absorption du fer, 659
Entérohépatique, circulation, 268
dans l’absorption lipidique, 535
Entérohépatique, cycle, de l’urobilinogène, 327
Entéropeptidase, 537
Entérotoxine, 763
Enthalpie, 114
Entrez Gene, 101
Entropie, 114
Enzymatique, oxydation, des molécules organiques
par l’oxygène moléculaire, 713
Enzymatiques, mécanismes, et espèces réactives de
l’oxygène (EROS), 718
Enzyme-linked immunoassay. Voir ELISA, 65
Enzyme-substrat (ES), complexe, 61
822
Index
Enzymes, 10
activées par un métal, 60
activité catalytique, 64. Voir aussi Catalyse/Catalytiques, réactions (enzymatiques)
cinétique, 75. Voir aussi Cinétique (enzyme)
permettant leur détection, 64-66
analyse comme aide au diagnostic, 66-68
de l’infarctus du myocarde, 66
cinétique, 74-75. Voir aussi Cinétique (enzymatique)
classification, 59
concentration, effet sur la capacité catalytique,
88-89
dans la réparation de l’ADN, 383, 384t
dans le développement de médicaments, 83
régulation, 88-94, 163f
spécificité, 59
dans le diagnostic/pronostic des maladies, 66
de débranchement
absence, 189t
dans la glycogénolyse, 187f, 188
de ramification, dans la biosynthèse du glycogène,
187, 187f
de restriction. Voir Restriction, endonucléases/enzy­
mes de,
dégradation, contrôle, 89
des neutrophiles, 697, 697t
dosage, 55
effet des substrats sur leur conformation, 61
effet sur la vitesse d’hydrolyse, 10
génie génétique pour leur étude, 68
inhibition irréversible (empoisonnement), 73
isostériques, 90
isozymes, 64
mécanismes d’action, 61
membranes et localisation des, 473
plasmatiques, signification diagnostique, 66
régulatrices, 162, 163f
réseaux de contrôle, 93
sites actifs, 60-61
spécificité, 59
Enzymes, induction des, 706
cytochrome P450 et, 324
dans la régulation de la néoglucogenèse, 198, 198t
Enzymes, inhibiteurs des, les médicaments en tant qu’,
83
Enzymologie sur molécule isolée, 65
Enzymopathies, 692
Épiderme, 713t
Épidermolyse bulleuse, 614
Épigénétique, mécanismes
dans le cancer, 737
facteurs impliqués, 737f
Épigénétiques, signaux
cis-trans, 434, 435f
transmission et propagation, 436f
Épimérases
dans la voie des pentoses phosphates, 207f, 208
dans le métabolisme du galactose, 211, 212f
Épimères, 140, 140f
Épingle à cheveux, 357, 359f, 465, 578
Épithélio-mésenchymateuse, transition, 740
Épitope (déterminant antigénique), 41
EPO (érythropoïétine humaine), 688
Époxyde hydrolase, 709
Époxydes, 709
Éprodisate, 668
Équilibre, constante d’ (Km), 77
changements d’énergie libre et, 73
dans la catalyse enzymatique, 74
Equilibrées, réactions chimiques, 72
Équivalents réducteurs
dans la voie des pentoses phosphates, 208
dans le cycle de l’acide citrique, 171-171, 172f
dans les mitochondries, 127, 128f
ERAD, dégradation des protéines mal repliées associée au réticulum endoplasmique, 579, 586f
Ercalcitriol, 546
Ergocalciférol (vitamine D2), 546
Ergostérol, 153, 154f
Erlotinib, 743
EROS, mécanismes chimiques et espèces réactives de
l’oxygène, 714
Erreurs aléatoires, 751
Erreurs innées du métabolisme, 3, 292
Érythrocytaire, unité d’éclosion, 606f,
Érythrocytes
glycolyse dans les, 181, 181f
hémolyse et voie des pentoses phosphates/glutathion peroxydase 208-209, 209f
métabolisme, 167t
nécessité métabolique du glucose, 164
rôle de l’hémoglobine S « à pièce adhésive », 55
voie du 2,3-bisphosphoglycérate dans les, 181, 181f
Érythropoïétine et production d’hématies, 689
Érythropoïétine humaine (EPO), 689
Érythropoïétine recombinante (époïétine alpha/
EPO), 600, 689
Érythropoïétine/érythropoïétine recombinante (époïé­
tine alfa/ EPO), 688f
clonage, 628
ES, complexe. Voir Enzyme-substrat (ES), complexe
ESB. Voir Encéphalopathie spongiforme bovine
Escherichia coli, métabolisme du lactose chez, hypothèse de l’opéron et 424, 425f
Escherichia coli, vecteur (PAC) basé sur le bactériophage P1 de, 448
Essentiels, acides aminés,. Voir Nutritionnel, acides
aminés essentiels du point de vue
Essentiels, acides gras, 226, 231, 232f, 232
carence, 232
métabolisme anormal des, 235
production des prostaglandines et, 233
EST. Voir Encéphalopathie spongiforme transmissible
Étain, 559t
Éthanol, 772f
absorption du fer et, 538
cirrhose et, 254-255
glycosylation de la transferrine en cas d’abus chronique, 659
Éthanol, intoxication aiguë, étude de cas clinique,
770-771
Éthers de lipides, biosynthèse des, 241f
Étiquette SNP, 101
Eucaryote, ADN, 438
Eucaryote, complexe de transcription, 396
Eucaryote, expression génique, 432-434. Voir aussi
Génique, expression
interactions ADN/protéines, modèle du bactériophage lambda, 428-432, 428f
Eucaryote, structure de l’ARNm, 444f
Eucaryote, transcription et expression génique, 442t
Eucaryotes, promoteurs, dans la transcription, 394
Euchromatine, 368
Évolution et durée de vie, 723
Évolution Humaine, 4
Excitation-réponse, couplage, rôle des membranes,
474
Exergonique, réaction, 114
couplage et, 114
rôle de l’ATP, 115
Exinucléase et réparation de l’ADN, 383f
Exocrines, glandes, 766
Exocytose, 488, 489, 490
Exocytotique (sécrétoire), voie, 568
Exons, 370, 401, 456
interruption des. Voir Introns
Exonucléases, 363, 445
et technologie de l’ADN recombinant, 449t
Exopeptidase, 537
Exportines, 571
Extracellulaire, environnement, maintenance par les
membranes, 474, 474t
Extracellulaire, enzymes lysosomiaux, 606
Extracellulaire, liquide (ECF), 474, 474t
Extramitochondrial, système, synthèse des acides gras
par le, 227
Extrémités cohésives d’ADN, ligature d’, 449, 449f
Extrinsèque, voie, de la coagulation sanguine, 676,
677f, 736
Ézétimibe, contre l’hypercholestérémie, 269
F
Fab, région, 668
Fabry, maladie de, 244t
Facteur I (fibrinogène), 654f, 678, 678t
conversion en fibrine, 678-679
Facteur II (prothrombine), 678, 678t
effet des médicaments coumariniques, 680
Facteur III (facteur tissulaire), 677, 677f, 678t, 679t
Facteur IV. Voir Calcium
Facteur IX (facteur antihémophilique B/facteur
Christmas/composant plasmatique de la thromboplastine), 677f, 678, 678f, 678t, 679t
déficit en, 680
effet des médicaments coumariniques, 680
Facteur tissulaire, (facteur III), 677, 678f
Facteur tissulaire, complexe du, 677
Facteur tissulaire, inhibiteur de la voie du, 677
Facteur V (proaccélerine/facteur labile/globuline
accélératrice), 678, 678t, 679f, 679t
Facteur V, Leiden, 680
Facteur VII (proconvertine/accélérateur sérique de
conversion de la prothrombine/cothromboplastine),
651, 677f, 678t, 679t
effet des médicaments coumariniques, 607-608
Facteur VIII (facteur antihémophilique A/globuline
antihémophilique), 677f, 678, 678t, 679t
déficit en, 680
Facteur VIII, concentrés de, production par génie
génétique, 681
Facteur X (facteur Stuart-Prower), 677f, 678t, 679t
activation, 676-677, 676f
effet des médicaments coumariniques, 680
Facteur X, activation de la prothrombine en thrombine par, 677f, 678, 679
Facteur XI (antécédent de la thromboplastine plasmatique), 677f, 678t, 679t
déficit en, 680
Facteur XII (facteur de Hageman), 677f, 678, 678t,
679t
Facteur XIII (facteur de stabilisation de la fibrine/
fibrinoligase), 677f, 678t, 679t, 680
Facteurs de croissance polypeptidiques, 732t
fonctions, 731
relation avec le cancer, 732
FAD. Voir Flavine adénine dinucléotide
FADH2, production par oxydation des acides gras,
218f
Farber, maladie de, 244t
Farnesoïde X, récepteur de, dans la régulation de la
synthèse des acides biliaires, 268
Farnésyl diphosphate dans la synthèse de cholestérol/
polyisoprénoïde, 261, 262f, 263, 264
Fatigue musculaire, 178
Faux sens, mutations, 411, 411f
cause de cardiomyopathie hypertrophique familiale, 641-642
Favisme, 213
Fc, fragment, 668
Fe. Voir Fer
Fécondation, inhibition, 603
Fécondation, les glycoprotéines dans la, 603
Fenton, réaction de, 691, 691t
Fer des porphyrines, 318
Fer-soufre, protéine, dans les complexes de la chaîne
respiratoire, 127, 129f
Fer, 548t
absorption, 537, 657, 657f, 774
dans l’hémochromatose, 537
effets de la vitamine C et de l’éthanol, 537
anémie due à un déficit en, 687t
besoin chez les femmes, 659
capacité de liaison totale, 663
capacité totale de liaison, 764
carence/anémie de carence, 543
élément de réponse au, (IRE), 661
ferreux, dans le transport de l’oxygène, 49-51
hème, 324, 657
absorption, 317, 537
dans la méthémoglobinémie, 55
encombrement stérique de l’, 50-51
incorporation dans la protoporphyrine, 319, 319f
non-héminique, 658
paramètres de l’homéostasie, valeurs de référence,
756t
surcharge en, 537
transport par la transferrine, 657
Fermé, complexe, 393
Ferreux, fer
et transport de l’oxygène, 49-51
incorporation dans la protoporphyrine, 319
Ferrique, fer, 324
dans la méthémoglobinémie, 55
Ferriréductase, 658f
Ferritine, 538, 564, 657-658, 691, 774
effets sur la synthèse protéique, 375, 420
valeurs de référence, 755t
Ferritine, récepteur de la, 659
Ferrochélatase (hème synthase), 321, 323t, 324
dans les porphyries, 323t
Ferroportine, 537, 659
Feuillets plissés β, parallèles, 39
FFA. Voir Acides gras libres
FGFR3 (récepteur 3 du facteur de croissance fibroblastique), 627
Fibrine
dans les thrombi, 675
dépôt de, 675
dissolution par la plasmine, 680-681, 681f
fibrilline I, 615
fibrilline II, 615
formation de réseau, 675
rôle de la thrombine, 678-679
formation, 676f, 678
Fibrinogène (facteur I), 654f, 676, 678t
conversion en fibrine, 678-679
Fibrinoligase.(facteur XIII), 677f, 678t, 679t, 680
Fibrinolyse, 684t
Fibrinopeptides A et B, 679f
Fibroblastes, récepteur du facteur de croissance des,
627
Fibroblastes, 599
Index
Fibronectine, 611, 613
représentation schématique, 615f
représentation schématique des interactions cellulaires, 616f
Fidélité des tests d’analyses médicales, 750
Figlu. Voir formiminoglutamate
Filaments épais (de myosine), 631, 632
Filaments fins (d’actine), 631, 632
Filtration sur gel pour la séparation des protéines/
peptides, 28f
Fingerprinting de l’ADN, 465
FISH. Voir Hybridation in situ par fluorescence
Flambée respiratoire, 539, 699
Flavine adénine dinucléotide (FAD), 122, 338t, 552
dans le cycle de l’acide citrique, 173
Flavine adénine mononucléotide (FMN), 60, 122,
552
Flavoprotéines
comme oxydases, 121-122, 124f
dans le complexe de la chaîne respiratoire, 122, 127
de transfert des électrons, 122
Flip-flop (bascule), des phospholipides, asymétrie des
membranes et, 478
Fluidité membranaire, 480
Fluor, 559t
dans la glycolyse, 179f
Fluorescence des porphyrines, 322, 322f
1-Fluoro-2,4-dinitrobenzène (réactif de Sanger), pour
le séquençage des polypeptides, 29
Fluoroacétate, 173f
5-Fluorouracile, 338f
Fluvastatine, 269
Flux de masse des protéines membranaires, 584
Flux, réaction génératrice de, 162
FMN. Voir Flavine adénine mononucléotide
Foie
biopsie hépatique, 773
capture de la bilirubine, 325-327, 326f
capture du glucose, 164
cirrhose, 170, 254, 770
fructose 2,6-bisphosphate et régulation, 199, 199f
des lipides, 253, 254f
du glycogène, 187f
glycogène, 186, 187t
glycogénolyse, 188
isoformes du cytochrome P463, 632
lors du jeûne, 166
métabolisme de la vitamine D, 546
métabolisme du, 158, 160f, 161f, 167t, 170
fructose, 209, 210f
glucose, 196f, 199, 200f
oxydation des acides gras, cétogenèse et, 220,
220f, 221f
phosphorylase et son contrôle, 188
production de corps cétoniques, 219, 220f, 221
stéatose
alcoolisme et, 254
déséquilibre du métabolisme des triacylglycérols, 253-254
pendant la grossesse, 224
surcharge en fructose et, 213
synthèse de l’hème, 319
ALA synthase dans sa régulation, 399-321, 322f
synthèse de la vitamine D3, 548f, 549f
synthèse de protéines plasmatiques, 161, 655
Foie, tests fonctionnels et valeurs de référence, 752t
Folate, piège à, 555f
Folate. Voir Folique, acide
Folding. Voir Repliement
Folique, acide, 543, 555
carence, 293
coenzymes dérivés, 60
823
formes alimentaires, 555
inhibiteurs de son métabolisme, 555
suppléments, 556
Fonctionnels, groupements
effet du milieu sur leur pK, 14
effets sur la réactivité chimique des acides aminés,
22-23
effets sur les propriétés des acides aminés, 21-22
signification physiologique, 12-13
Footprinting. Voir Empreinte
Forbes, maladie de, 190t
Forkhead, facteur de transcription, 43f
Formiminoglutamate, dans le catabolisme de l’histidine, 295, 296f
Formique, acide, valeur de pK/pKa, 15t
Formyl-tétrahydrofolate, 556
Fourier, synthèse de, 43
FPA/FPB. Voir Fibrinopeptides A et B
Fractionnement, 27f
d-Fructofuranose, 139f
Fructokinase, 210, 211f
déficit en, 213
d-Fructopyranose, 139f
Fructose
absorption, 534, 534f
dans la cataracte diabétique, 214
effet sur l’absorption du fer, 537
formes pyranose et furanose du, 139f
hépatique
effet sur le métabolisme, 209-214, 211f
hypertriacylglycérolémie/hypercholestérolémie/hyperérucémie et, 212
indice glycémique, 534
métabolisme, 211f
défaut du, 213-214
Fructose 6-phosphate,
dans la glycolyse, 178, 179f
dans la néoglucogenèse, 196f, 206
énergie libre d’hydrolyse, 116t
d-Fructose, 140t
Fructose-1,6-bisphosphatase, 207
dans la glycolyse, 178, 179f
dans la néoglucogenèse, 196f, 206
Fructose-2,6-bisphosphate, 198, 197f
dans la catalyse covalente, 63
Fructose, intolérance héréditaire au, 214
Fructosurie essentielle, 206, 214
Fucosyltransférase/fucosyl (Fuc) transférase, 696
Fumarase (fumarate hydratase), 171f, 172
Fumarate, 171f, 172
dans le catabolisme de la tyrosine, 309f
dans la synthèse de l’urée, 286-287
Fumarylacétoacétate dans le catabolisme de la tyrosine, 298, 299f
Fumarylacétoacétate hydrolase, 294t
défaut dans la tyrosinémie, 297
Furanose, formes cycliques, 139, 139f
Furine, 584
Fusion de vésicules, 582
Fusion, protéines de, recombinantes, dans l’étude des
enzymes, 68
Fusion/transition, température de, 356, 480
FXR. Voir Farnésoïde X, récepteur du
G
G-CSF. Voir Granulocyte, facteur stimulant les colonies de
G6PD (glucose 6-phosphate déshydrogénase), 690t, 691
déficience, 687t
et anémie hémolytique, 691, 691f
824
Index
GAG. Voir glycosaminoglycannes
Gal transférase, 697
Gal-Gal-Xyl-Ser, trisaccharide, 593
GAL1, amplificateur (enhancer), 441
Galactokinase, 211, 212f
défauts héréditaires, 213
d-Galactosamine (chondrosamine), 141
Galactosamine, 212
Galactose 1-phosphate uridyl transférase, 212, 212f
Galactose, 138
absorption, 534, 534f
d-galactose, 139f, 140t
indice glycémique, 534
métabolisme, 210-211, 212f
déficits enzymatiques et, 214
Galactosémie, 207, 214
Galactosidases, 592
Galactosylcéramide, 152, 152f, 243, 244t
GalCer. Voir Galactosylcéramide
GalNAc transférase, 697
GalNAc-Ser(Thr), 592
Gamma glutamyl transférase (γ GT/GGT), valeurs de
référence, 757t
Gamma-glutamyl phosphate, 277
Gamma-glutamyl transférase (GGT), 707
Gamma-hydroxybutyrate, metabolisme, 314 315f
gamma-Tubuline, 649
Ganglioside GM, 763
Gangliosides GM1, 763
Gangliosides, 152
acides sialiques des, 141
sucres aminés des, 140, 213f
synthèse, 243, 243f
Gastroentéropathie, déperdition protéique et, 656
Gaucher, maladie de, 244t
GDH. Voir Glutamate déshydrogénase/l-glutamate
déshydrogénase
GDP, 572
GDP. Voir Guanosine diphosphate
GEF. Voir Guanylique, nucléotides, facteur d’échange
Géfinib, 743
Gemfibrozil, 269
Genbank, 100
Genbank, UniProt et Protein Database (PDB), 99
Gène
altérations, 372-375, 374f
amplification pour réguler l’expression génique,
383f
de ménage, 425
des immunoglobulines et réarrangement de l’ADN,
374-375
réparation des cassures double brins et, 385
extinction ( knockout), 460
inconnus auparavant, 4
inductible, 425
invalidation ciblée, 460
maturé, 374
Gène A, 697
Gène, conversion de, 374
Gène, délétions et duplications, 770
Gène, destruction de/knockout, ciblée, 461
Gène, transcription, base de données GeneCards, 101.
du. Voir Transcription
Gène. amplification de, 730, 729t
Gène. Voir aussi Gènes ; Génome
Gènes codants, 606
Gènes codés par le génome mitochondrial humain,
716t
Gènes humains, localisation, 457t
Gènes, cartographie des, 373
Gènes, puces de, et expression protéique, 34
Génétique inverse, 766
Génétique, 1
Génétique, altérations, causes, 725
Génétique, code, 354, 408, 409t
caractéristiques, 409, 409t
Génétique, consultation, 770
Génétique, liaison. Voir Liaison, analyse de
Génétique, prédisposition, 765
Génétiques, facteurs, influençant l’obésité, 781
Génétiques, maladies. Voir aussi les différentes maladies
diagnostic
enzymes utilisées, 68
technologie de l’ADN recombinant et, 456, 458f
thérapie génique, 458
Génétiques, syndromes, maladies, 765
Génétiques, tests, 775
Génétiques, variations, cause de maladies, 457-458
Génétiques, variations, 656
Genève, système de, pour la nomenclature des acides
gras, 147
Génique, expression
constitutive, 425
dans la régulation de la synthèse des nucléotides
pyrimidiques, 348
inhibition par miARN et siARN, 362
régulation, 424
négative vs positive, 424-425, 424t
réponses temporelles et, 424-432, 424f
rôle de l’acide rétinoïque, 544
transcriptionnelle eucaryote, 428-432
Génital, tractus, 766
Génome
en médecine et bioinformatique, 97
invalidation ciblée d’un gène (knockout), 460
redondance du, 370-371
Génomique, 97
séquençage des protéines et, 30
Génomique, banque, 452
Génomique, instabilité, des cellules cancéreuses, 734
Génomique, révolution, 98
Génomique, technologie, 448-466. Voir aussi Recombinant, ADN/ Recombinant, technologie de l’ADN
Génomiques, ressources, 99
Géranyl diphosphate, dans la synthèse du cholestérol,
261, 262f
Géranylgéranyl, dans le recouvrement des vésicules,
584
Gibbs, changements d’énergie libre de, 114.Voir aussi
Energie libre, changements d’,
Gilbert, syndrome de, 328
GlcCer. Voir glucosylcéramide
GlcNAc phosphotransférase, 598
GlcNAc transférase V, 740
GlcNAc, résidus, 593
Glibenclamide. Voir Glyburide
Globine, 396
Globules rouges, 593-599. Voir aussi Érythrocytes
à partir des cellules souches hématopoïétiques,
686, 687
différenciation schématique, 688f
durée de vie, 688
fonctions, 687-688
leur transporteur de glucose, 689, 690t
maladies, 686, 687t
membrane,
analyse par SDS-¨PAGE, 693, 694f
données biochimiques, 693t
protéines cytosquelettiques périphériques, 694t,
695
protéines intrinsèques, 693-694, 694f, 694t
métabolisme, 689t
production d’oxydants, 690, 691
réticulocytes et synthèse protéique, 689, 690
transport du glucose, 689
régulation par production d’érythropoïétine, 688
Globuline de liaison aux hormones sexuelles (globuline de liaison à la testostérone, aux-œstrogènes),
657t
Globulines, 657
Glomérulaire
filtration, 616
membrane, 616
protéinurie, 753t
Glomérule rénal, 614
Glomérulonéphrite, 617
Glucagon, 158, 189, 198
durant le jeûne, 166
et régulation de la néoglucogenèse, 198
et régulation de la lipogenèse, 230, 230f
Glucagon/insuline, rapport, dans la régulation de la
cétogenèse, 222
Glucanne transférase dans la glycogénolyse, 188f, 188
Glucanne, (glucosanne), 141
Glucides, 136-145 Voir aussi Glucose, Sucres ; différents types
classification, 137, 138t
dans la synthèse des acides gras, 163
dans les lipoprotéines, 144
dans les membranes cellulaires, 144
digestion et absorption, 534
interconversion, 164
isomérie, 138-139, 138f
métabolisme, 158, 158f, 159f
maladies associées, 137
vitamine B1 et, 547f
régimes amaigrissants très pauvres en, 203
surface cellulaire et glycolipides, 137
Glucides, protéines de liaison aux, 592
Glucidique, complexe. Voir les différents types
Glucocorticoïdes, 515. Voir aussi types spécifiques
dans la lipolyse, 256, 257f
effet sur la glycémie, 202
régulant l’expression de gènes, 515f
synthèse, 499, 499f
transport par la globuline de liaison aux corticostéroïdes, 511
d-Glucofuranose, 139f
Glucogéniques, acides aminés, 174
Glucokinase, 197t
dans la biosynthèse du glycogène, 186, 187f, 198t
dans la glycolyse, 178, 179f, 198t
dans la régulation de la glycémie, 201, 201f
Gluconolactone hydrolase, 206, 208f
d-Glucopyranose, 142f
Glucosamine (GlcN), 619
Glucosanne (glucanne), 142
Glucose 1-phosphate
dans la néoglucogenèse, 196f, 197
énergie libre d’hydrolyse, 116t
Glucose 6-phosphate déshydrogénase
dans la voie des pentoses phosphates, 205, 206f,
207f
déficit, 205, 211-212
Glucose 6-phosphate déshydrogénase (G6PD) 691t,
691
déficience, 687t
et anémie hémolytique, 691, 691f
Glucose 6-phosphate, 187
dans la biosynthèse du glycogène, 186, 187f
dans la glycolyse, 178, 179f
dans la néoglucogenèse, 201, 202f
énergie libre d’hydrolyse, 121t
d-Glucose, 139f, 140f, 141t
l-Glucose, 139f
Glucose, 138-142, 648, 767
absorption, 533-540, 534
capture, 164
coefficient de perméabilité, 477f
comme précurseur de sucres aminés, 211, 213f
conversion du galactose en, 210, 212f
dans la biosynthèse du glycogène, 186, 187f
dans le liquide extra- et intra-cellulaire, 474, 474t
épimères du, 144, 144f
et sécrétion d’insuline, 200-202
formes furanose, 138, 139f
formes pyranose, 138, 139f
indice glycémique, 534
interconversion, 164
isomères, 139, 139f
nécessité métabolique, 164
seuil rénal, 202
structure, 138, 139f
transport, 200, 201f, 487-488, 488f, 534
effet de l’insuline, 487
valeurs de référence, 755t
Glucose perméase, 690, 690t
Glucose sanguin. Voir Glycémie
Glucose-alanine, cycle, 201, 201f
Glucose, acides gras et synthèse du, 161
Glucose, métabolisme du, 158-159, 159f, 178, 178f,
179f, 198, 199 f Voir aussi Néoglucogenèse ; Glycolyse
Glucose, tolérance au, 203, 203f
Glucose, transporteurs, 201, 690, 690t
dans la régulation de la glycémie, 193, 194, 248
influence de l’insuline, 487
Glucoside, 140
Glucosurie, 172, 627
Glucosylcéramide, 152, 243, 244f
Glucosyltransférase, 599
d-Glucuronate, 209
Glucuronate/acide glucuronique, 209, 210f
conjugaison de la bilirubine avec lui, 326, 326f
Glucuronidation de la bilirubine, 326, 326f
Glucuronides, 206, 214
GLUT 1-4. Voir Glucose, transporteurs du
GLUT1 (transporteur de glucose), 690, 690t
Glutamate
carboxylation, vitamine K comme cofacteur, 550
catabolisme, 292f, 293
dans la biosynthèse de l’urée, 283f, 284, 284f
dans la synthèse de la proline, 278, 278f
synthèse, 277, 277f
transamination et, 283f, 284, 284f
Glutamate aminotransférase, 332
l-Glutamate décarboxylase, 314, 315f
Glutamate déshydrogénase/l-glutamate déshydrogénase, 277, 277f
dans le métabolisme de l’azote, 284-286, 285f
Glutamate γ-semialdéhyde, 279f
Glutamate/aspartate, transporteur de, 135, 135f
Glutaminase, dans la catabolisme de l’azote des acides
aminés, 286
Glutaminase, réaction catalysée par la, 278f
Glutamine synthétase/synthase, 277f, 278, 286, 286f
Glutamine, 19t, 282
catabolisme, 293, 293f
dans le catabolisme de l’azote des acides aminés,
285-286
synthèse, 277, 277f, 285f
Glutamine, analogues affectant la synthèse des nucléotides puriques, 344, 346
Glutamique, acide, 19t
Glutamyl amidotransférase, PRPP, régulation du, 345,
346, 343f
Glutarique, acide, valeur de pK/pKa, 14t
Index
Glutathion, 718
et conjugaison, 706-707
Glutathion peroxydase, 123, 209, 209f, 204, 691, 691t
Glutathion réductase érythrocytaire
statut en riboflavine et, 552
voie des pentoses phosphates et, 208, 209f
Glutathion réductase, 691, 691t
Glutathion S-transférases, 69f, 707
Glyburide (glibenclamide), 224
Glycation, hémoglobine glyquée (HbA1c)valeurs de
référence, 756t
Glycation, produits avancés de, (AGE), 602, 718
formation, 601, 602f
Glycémie,
à l’état alimenté, 164, 166
effet de l’insuline, 200-202
et acides gras libres, 255-256
et érythrocytes, 689
normale, 186
par la voie des pentoses phosphates, 158, 205, 206f,
207f, 209f
régulation
alimentation/néoglucogenèse/glycogénolyse,
rôles de, 200-203, 200f, 203f
aspects cliniques, 202-203, 203f
effet de l’insuline, 200-202
effet du glucagon, 202
glucokinase et, 201, 201f
mécanismes métaboliques et hormonaux, 201,
201t
rôle du glycogène, 188
valeurs limites, 200
Glycémique, indice, 142, 534
Glycéraldéhyde (glycérose), isomères d et l, 139f
Glycéraldéhyde 3-phosphate
dans la glycolyse, 178, 179f
oxydation, 178, 180f
Glycérol, 147
coefficient de perméabilité, 477f
synthèse, 197
Glycérol éther phospholipides, synthèse des, 239, 242f
Glycérol kinase, 239, 240f, 255
Glycérol-3-phosphate
biosynthèse des acylglycérols et, 239, 240f
énergie libre d’hydrolyse, 116t
estérification du triacylglycérol et, 255-256, 255f
transfert d’électrons via le, 128
Glycérol-3-phosphate acyltransférase, 239, 240f
Glycérol-3-phosphate déshydrogénase dans la glycolyse, 196, 197f
Glycérol-3-phosphate déshydrogénase, 239, 240f
Glycérol, partie, des acylglycérols, 156
Glycérophosphate, navette du, 135, 134f
Glycérophosphate, voie du, 240f
Glycérophospholipides, 147
Glycérose (glycéraldéhyde), isomères D et L, 139f
Glycine N-méthyl-transférase, 294f
Glycine, 22, 306
catabolisme, formation du pyruvate, 295, 296f
dans la synthèse de l’hème, 309, 388-321, 320f,
322f
synthèse, 277-278, 278f
Glycine, complexe de clivage, 295
Glycine, résidus de, 624
Glycinurie, 296
Glycobiologie, 589
Glycocalyx, 144
Glycochénodésoxycholique, acide, synthèse de, 267f
Glycocholique, acide, synthèse, 267f
Glycoconjugué, 589
étude, 608
glycannes, 607-608
825
Glycoconjugués. Voir les différents types
Glycoformes, 589
Glycogène, 142, 144f
dans le métabolisme des glucides, 158, 263f, 197
glycogène synthase et phosphorylase, 190, 192f
métabolisme. Voir aussi Glycogenèse ; Glycogénolyse
aspects cliniques, 189t, 192
ramification dans le, 187f
musculaire, 164, 187, 187t
ramification, 188
rôle de l’AMP cyclique dans la régulation du métabolisme, 190-192, 191f
stockage des glucides et, 187, 187t
synthèse, 166
Glycogène phosphorylase, 188f, 188-190, 647, 648
phosphate de pyridoxal comme cofacteur, 553
régulation, 190, 192, 192f
Glycogène synthase dans le métabolisme du glycogène, 189, 189f, 199t, 200
glycogène synthase a, 190, 192f
glycogène synthase b, 190, 192f
régulation, 190-191, 192f
Glycogène, maladies du stockage, 138, 187, 190t, 194
Glycogenèse, 160, 193, 193f
régulation
enzymes impliquées, 198t
glycogène synthase et phosphorylase dans la,
190, 192f
rôle de l’AMP cyclique, 190, 191f, 192, 192f
Glycogénine, 187, 188f
Glycogénolyse, 160
AMP cyclique et régulation, 191, 191f, 192f
enzymes de débranchement au cours de la, 187f,
188
indépendante de l’AMP cyclique, 190
régulation de la glycémie et, 200-202, 200f, 201f
régulation par les glycogène synthase et phosphorylase, 191, 192f
voie, 186-187, 187f
Glycolipides, 147, 152, 152f, 589
galactose dans la synthèse des, 210-211, 212f
sucres aminés et, 211, 213f
Glycolipides, maladies du stockage des, 239
Glycolyse anaérobie, 178, 178f, 647-648
comme source d’ATP musculaire, 646, 647
Glycolyse, 116, 158, 159f 180-185, 180f
aérobie, 178
anaérobie, 177, 178, 179f
aspects cliniques, 183
ATP généré, 183, 184t
au niveau subcellulaire, 162, 162f
barrières thermodynamiques s’opposant à son
inversion, 195-198
dans les érythrocytes, 181, 181f
oxydation du pyruvate, 173, 175f, 181-183, 182f,
183f, 184t
régulation, 181
enzymes impliquées, 198t
fructose 2,6-bisphosphate et, 199, 199f
néoglucogenèse et 181-183, 197-200, 198t, 199f
utilisation du glucose/néoglucogenèse, 178-181,
179f, 181f, 195-197, 196f. Voir aussi Néoglucogenèse
voies, 178-180, 179f, 180f
Glycolytiques, enzymes, dans les muscles, 631
Glycome, 589
Glycomique, 5
Glycophorines, 145, 593
glycophorines A, B et C, 694, 694t
Glycoprotéine glycosyltransférase, 589
826
Index
Glycoprotéine hydrolases lysosomiales, déficits génétiques, 607
Glycoprotéine IIb-IIIa, dans l’activation plaquettaire,
684, 683f
Glycoprotéines, 37, 138, 213f, 497f, 589-593, 595-605,
607-609, 591t, 596, 659. Voir aussi Plasmatiques, protéines, les différents types
ancrées au glycosylphosphatidylinositol, 592
anomalies de biosynthèse, 604t
chaînes oligosaccharidiques des, 589t, 594
clairance par les récepteurs des asialoglycoprotéines, 591
substances des groupes sanguins ABO, 588
classes, 592
complexes, 597
dans la fécondation, 602
dans la zone pellucide, 602
et asymétrie membranaire et, 478
fonctions, 588-589, 589t
galactose dans leur synthèse, 211, 212f
glucides, 140t
glycoprotéines humaines, 590t
hybrides, 595
l’exemple des immunoglobulines, 670
maladies associées à leurs anomalies, 604-605
N-liées, 592
nature anhydre de la liaison, 591
O-liées, 594
pinocytose extracellulaire absorptive, 489
riches en mannose, 595
spectroscopie RMN à haute résolution, 589
structure et fonction, 591t
sucres aminés dans les, 141, 211, 213f
sucres nucléotidiques, 594
sucres présents, 594
techniques d’étude, 589-590
utilisation des glycosidases, 591
utilisation des lectines, 592
utilisation des récepteurs des asialoglycoprotéines, 591
Glycoprotéines, enzymes de maturation, 611t
Glycosaminoglycannes, 140, 144f, 617-620. Voir aussi
les différents types
fonctions, 622t
propriétés, 619t
structures, 618f
sucres aminés, 141
Glycosidases, 592
Glycosides, 140
Glycosphingolipides, 147, 152, 152f, 243, 243f, 620,
696
Glycosylation, 601
cotraductionnelle, 554
maladie héréditaires de la, 605t, 659
modification covalente augmentant la masse, 31t
Glycosylation, maladie congénitale de la (CDG), 605,
659
Glycosylée, hémoglobine (HbA1c), 57
Glycosylphosphatidylinositol (GPI), 584, 593
Glycosylphosphatidylinositol, glycoprotéines ancrées
au, (ancrées/liées au GPI), 593
Glypiation, 602
GM-CSF, Voir Granulocytes-macrophages, facteur
stimulant les colonies de,
GM1, ganglioside, 152, 152f
GM3, ganglioside, 152
GMP cyclique, 337, 337f, 493t
comme second messager, 337
comme signal intracellulaire, 519-520
formation, 519
rôle dans le muscle lisse, 644
GMP, 335t
conversion de l’IMP en, 342, 344f
rétro-régulation, 345, 345f, 346
cyclique, 337f, 338t
comme second messager, 337
régulation de la PRPP glutamyl amidotransférase,
344, 345
GMPc (GMP cyclique), 493t
Golgi, appareil de, 568, 581, 586
adressage des protéines à sa membrane, 568, 576
dans la formation des VLDL, 249f
dans la glycosylation, 568
dans la synthèse des membranes, 568
dans le tri des protéines, 568, 568f, 569
fusion apparente dans le RE, 583
lumière, 576
transport rétrograde à partir de lui, 576, 577
Goutte aiguë, étude de cas, 771-773
Goutte chronique, 771-773, 773f
Goutte/goutte arthritique, 349, 772
GPI, protéines liées au GPI, 601
GPI. Voir Glycosylphosphatidylinositol
GPIIb-IIIa, dans l’activation plaquettaire, 683f, 684
Graisses, 147. Voir aussi Lipides
régimes riches en, cirrhose et, 261
Graisseux, tissu. Voir Adipeux, tissu
Granulocytes, facteur de stimulation des colonies de,
689
Granulocytes/macrophages, facteur de stimulation
des colonies de, 689
Granulomateuse, maladie, chronique, 700
séquence des évènements responsables, 700f
Granulomateuse, maladie, chronique, 700, 700f
Gratuits, inducteurs, 426
Grippe A, virus de la, 607
Grossesse
et besoins en fer, 659
et hypoglycémie, 202
et stéatose hépatique, 224
GSH. Voir Glutathion
GSL. Voir Glycosphingolipides
GST (glutathion-S-transférase) étiquette, pour l’étude
des enzymes, 69f
GTP, 337, 575, 581, 582
dans la phosphorylation, 118
protéines de liaison, 263
GTP, état lié au, 584
GTPases, 572
petites, monomériques, 572, 584
Guanine, 335t
oxydation par les EROS, 715f
Guanosine diphosphate, 591
Guanosine monophosphate. Voir GMP
Guanosine, 334f, 335t
appariement de bases dans l’ADN, 354, 355f
dans la formation de l’acide urique, 348, 349f
Guanyliques, facteur d’échange des nucléotides, 572,
573f
l-Gulonolactose oxydase, 206
H
H, bandes, 631, 633f
H, chaînes. Voir Chaînes lourdes,
H, substance, des groupes sanguins, 697, 697f
H2A, histones, 366, 366f
H2B, histones, 365, 366f
Haber-Weiss, réaction d’, catalysée par le fer, 714t,
716
Hageman, facteur (facteur XII), 677f, 678, 678t, 679t
Hairpin. Voir Épingle à cheveux
Haplotype, 101
Haplotype, carte des, (HapMap), 101
HapMap, base de données, 101
Haptoglobine, 657, 657t, 658
Haptoglobine, protéine apparentée à, 658
Hartnup, maladie de, 302, 553
Hashimoto, maladie de, 776, 776t
HAT, activité. Voir à Histone, activité acétyltransférase
Haut débit, criblage à, 65
Haworth, projection de, 138, 139f
HbA (hémoglobine A), P50 de l’, 53
HbA1c (hémoglobine glycosylée), 57
HbF (hémoglobine fœtale), P50 de l’, 52
HbM (hémoglobine M), 56, 411
HbS (hémoglobine drépanocytaire), 56, 411
hCG, hormone chorionique gonadotrope humaine,
742t
HDL. Voir Lipoprotéines de haute densité
Heinz, corps de, 692
Hélicases, ADN, 376f
Hélice
double, de la structure de l’ADN, 9, 354-355, 355f
triple, de la structure du collagène, 46, 46f
Hélice-boucle-hélice, motifs, 40
Hélice-tour-hélice, motifs, 439
Helicobacter pylori, 608
association aux ulcères, 533
cellules épithéliales de l’estomac, 607f
Hémagglutine, 599
Hématopoïétiques, cellules souches, 687, 688
Hématopoïétiques, facteurs de croissance, 689
Hématurie, 753t
Hème, 47, 50, 50f, 56
bilirubine produite par son catabolisme, 324-325,
325f
maladies, 323t, 324f
synthèse, 318-321, 320f, 321f, 322f
ALA synthase, 319-321
incorporation de fer ferreux dans la protoporphyrine, 319
Hème oxygénase, système de l’, 324, 325f
Hème synthase (ferrochélatase), 321, 322f,
dans la porphyrie, 323t
Hème, fixation à l’, 658
Hème, métabolisme, maladies génétiques, 318-320
Hémiacétal, 138
Hémiconnexine, 490f
Hémine, 325, 325f
Héminique, fer, 324
absorption, 538, 657f, 658
encombrement stérique de l’environnement du,
50-51
Héminiques, protéines (hémoprotéines), 318, 318t.
Voir aussi Hémoglobine ; Myoglobine
catabolisme de l’hème, 324
Hémochromatose héréditaire, 662
étude de cas, 743-745
Hémochromatose, 537
arthropathie, 774
héréditaire, 773-775
pénétrance, 774
secondaire, 776
Hémodialyse, 771
Hémoglobine, 50-57, 658f
affinité pour l’oxygène, 55
apoprotéine, 53
courbe de dissociation de l’oxygène, 51
dans le transport de CO2, 54f
dans le transport de l’oxygène, 49-51
dans le transport des protons, 54-55
e xtracorpusculaire, liaison à l’haptoglobine, 656t,
657
glycosylée (HbA1c), 55
Harakiri, 411, 411f
HbA, P51, 51
HbF (fœtale), P51, 51
HbM, 55, 411
HbS, 55-56, 411
Milwaukee, 410
mutations, 55-56, 411
oxygénation et changements conformationnels, 52
propriétés allostériques, 52
stabilisation par le 2,3-bisphosphoglycérate, 52f
adaptation à l’altitude et, 55
structure tétramérique, 49
changements au cours du développement, 52
synthèse de la bilirubine et, 334, 335f
Hémoglobine Chesapeake, 56
Hémoglobine fœtale, P50 de l’, 53
Hémoglobinopathies, 55
Hémoglobinurie nocturne paroxystique, 491t, 602,
687t
Hémoglobinurie, 754t
Hémolyse, 688t
Hémolysines, 692
Hémopexine, 657t
Hémophilie A, 681
Hémophilie B, 681
Hémoprotéines, 318t
Hémosidérine, 661
Hémostase, 676-685 Voir aussi Coagulation (sang),
tests d’évaluation en laboratoire, 684
phases, 675
Henderson-Hasselbalch, équation d’, 13
Héparane, sulfate, effet sur la coagulation/thrombose,
684
Héparine, 143, 144f, 613, 622, 680
effet sur l’activité antithrombine III, 675
effet sur les lipoprotéines et lipases hépatiques, 251
structure, 619f
Héparine, cofacteur II de l’, comme inhibiteur de la
thrombine, 680
Héparine/héparane, sulfate, 613
Héparines de faible poids moléculaire (LMWH), 680
Hépatique, biosynthèse des purines, 345, 345f
régulation de la formation de l’AMP et du GMP,
345-346
régulation de la PRPP glutamyl amidotransférase,
344, 345
Hépatique, fructose,
effet sur le métabolisme, 209-214, 211f
et hypertriacylglycérolémie/hypercholestérolémie/
hyperuricémie, 212
Hépatite, 171
jaunisse de l’, 328f, 329t
Hépatocellulaire, carcinome, 774
Hépatocytes
et synthèse de l’hème, 319
régulation par l’ALA synthase, 319-321, 322f
Hépatolenticulaire, dégénérescence (maladie de Wilson), 491t, 664
et taux de céruloplasmine, 665
et mutation de gènes, 491t, 664
Hepcidine, 538, 661, 775
ferroportine, 774, 774f
inhibant l’absorption du fer par les entérocytes,
774
libération de fer par les macrophages, 774
Héphaestine, 659
Heptoses, 138, 138t
Hermansky-Pudlak, syndrome de, 580t
Hers, maladie de, 190t
Index
Hétérochromatine constitutive, 368
Hétérochromatine facultative, 368
Hétérochromatine, 368
Hétérodimère, 41
Hétérotrophes, organismes, 115
Hexapeptide, dans la synthèse de l’albumine, 657
Hexokinase, 199t
dans la biosynthèse du glycogène, 186, 198t
dans la glycolyse, 178, 179f, 198t
comme réaction génératrice de flux, 163
et régulation, 181
dans la régulation de la glycémie, 201, 201f
dans le métabolisme du fructose, 209, 211f
Hexosamines (sucres aminés), 141, 142f
dans les glucosaminoglycannes, 141, 213f
dans les sphingoglycolipides, 211, 213f
interrelations dans leur métabolisme, 213f
le glucose, précurseur des, 211, 213f
Hexoses monophosphates, dérivation des. Voir Pentoses phosphates, voie des,
Hexoses, 138, 138t
dans les glycoprotéines, 135t
importance physiologique, 139, 140t
métabolisme, 205-211, 206f, 207f, 209f. Voir aussi
Pentoses phosphates, voie des,
HFE, gène, 774
HFE, mutations, dans l’hémochromatose, 664
HGP, Projet Génome Humain
HhaI, 449t
HHH, syndrome, Voir Hyperornithinémie, hyperammonémie et homocitrullinurie, syndrome
Hill, coefficient de, 79
Hill, équation de, 79-80
HindIII, 449t
Hippurique, acide (hippurate), synthèse, 309, 309f
Histamine, 699t
formation, 309
Histidase (Histidine ammoniium lyase), 295, 294t
Histidine, 20t, 22, 309, 309f
besoins, 540
catabolisme, 293, 296f
dans la fixation de l’oxygène, 51f
décarboxylation de l’, 309, 309f
résidus conservés et, 64t
Histidine F8
dans la liaison de l’oxygène, 50
remplacement dans l’hémoglobine M, 55
Histidine 57, dans la catalyse covalente, 63
Histidine ammoniium lyase (Histidase), 295, 294t
Histidine distale (histidine E7) dans la liaison de l’oxygène, 51
Histidine E7, dans la liaison de l’oxygène, 51
Histidine proximale, (histidine F8)
dans la liaison de l’oxygène, 49
son remplacement dans l’hémoglobine M, 55
Histidinémie, 295, 294t
Histone acétyltransférase, activité, 527
Histones, 365-366, 366f, 366t
acétylation, 737
Histones H1, 365, 366f
Histones H3, 365, 366f
Histones H4, 365, 366f
Histones, chaperons des, 366
Histones, code des, 432
Histones, code épigénétique des, 433
Histones, dimère, 365, 366
Histones, modifications covalentes, 432
Histones, octamère, 366f, 366
Histones, tétramère, 365, 366
HMG-CoA. Voir 3-Hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA
(HMG-CoA)
HMM, Voir Méromyosine lourde
827
HNCC. Voir Cancer colorectal héréditaire non polyposique
Holocarboxylase synthétase, biotine comme coenzyme de, 557
Homéostasie
dans le RE, 578
maintien par le sang, 653
Homéostatiques, adaptations, 514
Homocarnosine, 309, 310f, 312
Homocarnosinose, 314
Homocystéine
carence fonctionnelle en folate et, 554
dans la synthèse de la cystéine et de l’homosérine,
279, 279f
Homodimères, 41
Homogentisate dans le catabolisme de la tyrosine,
299f, 300
Homogentisate dioxygénase/oxydase, 124
Homogentisate oxydase, 294t
déficit dans l’alcaptonurie, 294t, 297, 299f
Homologie, 102
dans la classification des protéines, 37
modélisation par, 44
résidus conservés et, 64
Homopolymérique, extension, 449
Homosérine, synthèse, 278, 279f
Hormonale, régulation, de la lipolyse, 255
Hormonale, régulation, des processus cellulaires,
518f
Hormone chorionique gonadotrope humaine, hCG,
496
Hormone de croissance, effets sur le transport des acides aminés, 484
Hormone-récepteur, interaction, 509
Hormone, unité transcriptionnelle de réponse à une
hormone, 525f
Hormones du lobe antérieur de l’hypophyse et régulation de la glycémie, 194
Hormones, 589, 776. Voir aussi les différentes hor­
mones
caractéristiques, 496t
comme second messager, 495, 496t
dans la régulation de la glycémie, 201
dans le contrôle métabolique, 163f, 164
définition, 493
diversité chimique, 496, 497, 497f
et régulation de la diffusion facilitée, 483
fixation aux récepteurs de la surface cellulaire, 495,
496t
fixation aux récepteurs intracellulaires, 495, 496t
hydrosolubles, 495
lipophiles, 495
molécules précurseurs, 496
régulation du métabolisme lipidique, 256-257,
257f
réponse coordonnée à un stimulus, 514-515, 515f
stimulant l’adénylate cyclase, 517t
stockage et secrétion, 510
synthèse, 497
1,25(OH)2-D3, 502-503
à partir de la tyrosine, 503-504
angiotensine II, 507-509
cholestérol et, 441-448, 441f, 442f
diversité chimique, 440-441, 441f
et métabolisme de l’iode, 506
famille de la POMC, 509
insuline, 506
précurseurs peptidiques et, 451-452
précurseurs peptidiques, 506
PTH, 506-507
rôle de la tyrosine, 433, 440, 441f
spécialisation, 439
828
Index
stéroïdogenèse ovarienne, 500-502
stéroïdogenèse surrénalienne, 498-500
stéroïdogenèse testiculaire, 500
tétraiodothyronine, 504-506
triiodothyronine, 504-506
transport par des protéines plasmatiques, 510-511
vitamine D en tant qu’, 544
Hormones, élément de réponse
cartographie, 439f
définition, 525
séquence d’ADN, 515, 516t
Hormones, récepteurs des
classification, 495
protéiques, 495
reconnaissance et couplage, 494, 495
spécificité et sélectivité, 494, 494f
Hp. Voir Haptoglobine
HpaI, 449t
HPETE. Voir Hydroxyperoxydes,
HPLC. Voir Chromatographie liquide à haute performance
HRE. Voir Hormones, éléments de réponse aux,
Hsp60/ Hsp70, comme chaperons, 45
5 HT (5-hydroxytryptamine). Voir Sérotonine
Humain, Projet Génome. Voir Human Genome Project
Human gene mutation database, 101
Human Genome Project, 4-6
domaines actuels d’intérêt, 4f
implications, 4
Hunter, syndrome de, 621
Hurler, syndrome de, 621
Hyaluronidase, 621
Hyaluronique, acide, 143, 144f, 617
Hybridation in situ par fluorescence (FISH), 456
Hybridation, 369, 453, 461
Hybridomes, 672
Hydrocortisone. Voir Cortisol
Hydrogène, concentration des ions. Voir aussi pH
effet sur la vitesse des réactions enzymatiques,
75-76
Hydrogène, liaisons, 8, 8f
dans l’ADN, 354, 355, 355f
Hydrogène, peroxyde d’, 690, 714
substrat de l’hydroxyperoxydase, 122
Hydrogène, sulfure d’, 128f
Hydrolases, 60
cholestéryl ester, 264-265
fumarylacétoacétate, défaut des, dans la tyrosinémie, 297
gluconolactone, 207, 207f
Hydrolyse (réactions hydrolytiques), 10. Voir aussi les
différentes réactions
dans la glycogénolyse, 187f, 188
des triacylglycérols, 238-239
du GTP lié en GDP, 581
énergie libre de l’, 115, 116t
Hydropathie, graphe d’, 477
Hydroperoxydases, 121
Hydroperoxydes, 234f, 235
Hydrophile, portion, de la molécule lipidique, 155,
155f
Hydrophiles, hormones, 511
Hydrophobe effet, dans l’auto-assemblage des bicouches lipidiques, 477
Hydrophobe, portion, de la molécule lipidique, 155,
155f
Hydrophobes, chromatographie d’interactions, pour
purifier les protéines/peptides, 27-28
Hydrophobes, interactions, 9
Hydrosolubles, hormones, 516
Hydrostatique, pression, 655
3-Hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA (HMG-CoA)
dans la cétogenèse, 220, 221f
dans la synthèse du mévalonate, 261, 262f
3-Hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA (HMG-CoA) lyase
dans la cétogenèse, 220, 221f
dans la synthèse du mévalonate, 261, 262f
3-Hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA
(HMG-CoA)
réductase
contrôlant la synthèse du cholestérol, 261, 264f
dans la synthèse du mévalonate, 261, 261f
3-Hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA (HMG-CoA) synthase
dans la cétogenèse, 220, 221f
dans la synthèse du mévalonate, 261, 261f
l(+)-3-Hydroxyacyl-CoA-déshydrogénase, 218, 218f
Hydroxyanisole butylée, 154
3-Hydroxyanthranilate dioxygénase/oxygénase, 124
d-3-Hydroxybutyrate déshydrogénase, 210, 211f
24-Hydroxycalcidiol (24,25-dihydroxyvitamine D3),
dans le métabolisme de la vitamine D, 550f
24-Hydroxycholécalciférol (calcidiol), dans le métabolisme de la vitamine D, 550f
4-Hydroxydicoumarine (dicoumarol), 550
27-Hydroxylase, stérol, 267
Hydroxylase, cycle de l’, 124, 125f
Hydroxylases, 124
dans la synthèse du cortisol, 499
Hydroxylation, 704
modification covalente augmentant la masse, 31t
Hydroxylysine, synthèse, 278
3-Hydroxyméthylcytosine, 333, 336f
4-Hydroxyproline déshydrogénase, défaut de la, dans
l’hyperhydroxyprolinémie, 293
Hydroxyproline, 611, 614
catabolisme, 296-297, 298f
synthèse, 279, 279f
15-Hydroxyprostaglandine déshydrogénase, 235
Hydroxytoluène butylé, 154
5-Hydroxytryptamine. Voir Sérotonine
Hyperalphalipoprotéinémie familiale, 269t
Hyperargininémie, 289
Hyperbilirubinémie, 327-319 327t
cause de jaunisse, 327
conjuguée, causes, 337-328, 327t
de rétention, 327
non conjuguée, 327t
non conjuguée et conjuguée, causes, 329t
par régurgitation, 327
taux élevé de bilirubine non conjuguée, 329
toxique, 328
Hypercholestérolémie, 247, 251
causée par une charge du foie en fructose, 212
Hyperchromicité et dénaturation, 356
Hyperglycémie, 754. Voir aussi Diabète sucré
Hyperglycémique, glycosurie, 753t
Hyperhomocystéinémie, supplémentation en acide
folique pour la prévenir, 557
Hyperhydroxyprolinémie, 297
Hyperkaliémique, paralysie périodique, 642t
Hyperlacticacidémie, 255
Hyperlipidémie, utilité de la niacine, 554
Hyperlipoprotéinémies, 247, 269, 269t
Hyperlysinémie périodique, 302
Hyperlysinémie périodique, 302
Hypermétabolisme, 178, 540
Hyperméthioninémie, 310
Hyperornithinémie-hyperammonionémie et homocitrulinémie, (syndrome HHH), 289
Hyperornithinémie-hyperammonionémie, syndrome
d’, 295
Hyperoxalurie primaire, 295
Hyperphénylalaninémies, 300
Hyperprolinémies de types I et II, 293, 294t, 295f
Hypersensibles, sites, de la chromatine, 368
Hypersplénisme, dans l’anémie hémolytique, 693t
Hypertension, 773
Hyperthermie maligne, 638, 639f, 642t, 651
Hyperuricémie, 349 773
chez les sujets masculins, 772
Hypervariables, régions, 669
Hypoalbuminémie, 778
Hypoglycémie, 196, 771
induite par le fructose, 213
oxydation des acides gras et, 216, 223
Hypoglycémique, effet, du glucagon, 198
Hypoglycine, 217, 224
Hypokaliémique, paralysie périodique, 642t
Hypolipidémiques, médicaments, 269
Hypolipoprotéinémie, 243, 269, 269t
Hypothalamus, 776, 782
Hypothyroïdisme, 151
congénital, 776
primaire, 777t
primaire, étude de cas, 775-776
secondaire, 776
tertiaire, 776
Hypouricémie, 349
Hypoxanthine, 336, 336f
Hypoxie, 738
Hypoxie, facteur inductible par l’ (HIF-1), 738
Hypoxie, production de lactate et, 181
I
I, bandes, 631, 632f
I. Voir Iode ; Iodure
Ibuprofène, 226, 234
IC50, 81
ICF. Voir Intracellulaire, liquide,
Ictère (jaunisse), 327, 329t
Ictère nucléaire, 327
Idiotypes, 672
IDL. Voir Lipoprotéines de densité intermédiaire
l-Iduronate, 140, 141f
IEF. Voir Isoélectrofocalisation
IgA, 670t, 671f
IgD, 670t
IgE, 670t
IgG, 670t
IgM, 670t, 671f
Ileus méconial, (occlusion), 766
Ilôts de Langerhans et production d’insuline, 202
Imatinib, 743, 743t
IMC, indice de masse corporelle (BMI), 538
Immunitaire, réponse, commutation de classe/isotype
et, 672
Immunitaire, système, 778
Immunité cellulaire et humorale, abolition de l’, 760
Immunité innée, 668
Immunodéficience humaine, virus de l’, (VIH-1/HIV-1),
608
Immunodéficience sévère combinée (DICS), 759, 760f
Immunogénicité, atténuation, 672
Immunoglobulines, 654, 657t, 670, 670t. Voir aussi
rubriques spécifiques à Ig
classes, 669t
commutation de classe, 671
fonctions, 669, 669t
gènes. Voir Immunoglobulines, gènes
maladies dues à une sur- ou sous-production d’,
671-672
production par des hybridomes, 672
structure, 671f
Immunoglobulines, 760
Immunoglobulines, chaînes légères, 671
gènes, 670
réarrangement de l’ADN et, 374-375
Immunoglobulines, gènes des, 671
réarrangements de l’ADN et, 374-375
réparation des cassures double brin et, 383f
Immunoglobulines, protéine de liaison à la chaîne
lourde des, 579
Immunologie, 1
IMP (Inosine monophosphate)
conversion en AMP et en GMP, 342, 343f
rétrorégulation, 345, 345f
synthèse, 342-344, 343f, 344f
Importines, 572, 573f
Inactives, protéines normalement, 673
Inclusions cellulaires, maladie des, 491, 491t, 580t, 599
causes, 606
Indirect, cancérigène, 728f
Indole, coefficient de perméabilité de, 477f
Indométhacine, effet sur les cyclooxygénases, 234
Inducteurs
affectant la synthèse d’enzymes, 88
dans la régulation de la néoglucogenèse, 198
dans la régulation de l’expression génique, 425
gratuits, 426
Inductible, gène, 425
Infection, 777
perte protéique, 539
Infections pulmonaires/insuffisances cardiaques, 766
Infections récurrentes bronchopulmonaires, 766
Infections récurrentes, 606, 668
Inflammation, 226, 673
prostaglandines, 225
protéines de phase aiguë, 656
rôle du complément, 672-673
Inflammation chronique, 744
Inflammatoire aiguë, biomolécules à propriétés vaso­
actives impliquées dans la réponse, 699t
Information biologique, 521
Information, voie/flux de l’, 516f
Ingénierie inverse, modélisation par, 105
Inhibiteur panprotéase, 673
Inhibiteur-1, 189, 191f, 192f, 193
Inhibiteurs à liaison forte, 81
Inhibition
basée sur le mécanisme, 82
compétitive vs, non-compétitive, 79-81
irréversible, 82
par liaison forte, 82
rétroinhibition dans la régulation allostérique,
89-90, 90f
Inhibition basée sur le mécanisme, 83
Initiation (amorçage)
dans la synthèse de l’ADN, 378f, 380f
dans la synthèse des ARN, 389, 390
dans la synthèse protéique, 413, 414f
Initiation, complexe 43S d’, dans la synthèse protéique,
413, 414f
Initiation, complexe 80S d’, dans la synthèse protéique,
414f, 413
Initiation, complexes d’, dans la synthèse protéique,
413, 414f
Initiatrice, séquence, 389, 761
Innées, erreurs, du métabolisme, 3, 292
Inosine monophosphate (IMP)
conversion en AMP et en GMP, 342, 343f
rétro-régulation de la, 345, 345f
synthèse, 342-344, 343f, 344f
Inositol hexaphosphate (acide phytique), altération de
l’absorption du calcium par, 537
Index
Inositol triphosphate
dans l’activation plaquettaire, 682, 683f
Inr. Voir Initiatrice, séquence
Insaturés, acides gras, 149, 149t. Voir aussi Acides gras
alimentaires, effet sur le taux de cholestérol, 268
dans les membranes, 475, 475f, 477f
double liaisons cis, 149, 149f
essentiels, 231, 231f
anomalies de leur métabolisme, 235
déficit, 232-233
et production de prostaglandines, 225
métabolisme, 231
oxydation, 219
sources d’eicosanoïdes, 225, 233, 234f, 235f
structures, 231f
synthèse, 231-232, 232f
Insertion, séquences d’, non clivées, 578
Insertion, signal transitoire d’. Voir Signal, peptide
Insuline, 158, 490, 585
dans la glycolyse, 178, 198
dans la régulation de la glycémie, 200-202
dans la régulation de la lipogenèse, 231
dans la régulation de la lipolyse, 231, 255f, 256,
257f
dans le transport du glucose, 483
déficicit, 202. Voir aussi Diabète sucré
effet sur l’initiation de la synthèse protéique, 416,
417f
effet sur le métabolisme du tissu adipeux, 256
effet sur les acides gras libres, 247, 256
effets sur la phosphorylase b, 190
et réserves de carburant métabolique, 164
stockage, 510t
synthèse, 506
transmission du signal par des kinases, 522, 523f
Insuline, récepteur, 495
Insuline/glucagon, rapport, dans la régulation de la
cétogenèse, 222
Intégration à spécificité de site, 374
Intégration chromosomique, 374, 374f
Intégrines,
leucocytes, 698, 698t
neutrophiles, 698, 698t
plaquettes, 698, 698t
Interferon β humain, enhancer de son gène, 437f
Intérieur-extérieur, asymétrie membranaire, 478
Interleukines-1 et 6, 625
Interleukines, 688
Intermédiaires protéiques et molécules cargo, 584
Intermembranaire, espace mitochondrial, protéines
de l’, 570
Interphasiques, chromosomes, fibres chromatiniennes dans les, 367
Intestin grêle, digestion des monosaccharides, 534
Intestinal, épithélium, renouvellement, 713t
Intestinales, bactéries dans le métabolisme de la bilirubine, 327
Intracellulaire, environnement, maintien par les
membranes de l’, 474, 474t
Intracellulaire, liquide (LIC), 474, 474t
Intracellulaire, trafic, 568-570, 573-574. Voir aussi
Protéines, tri des
maladies dues à des mutations de gènes impliqués,
574t, 585
vésicules de transport et, 580-584
Intracellulaires, membranes, 474
Intracellulaires, signaux, 519
Intravasation, 739
Intraveineuse, injection, de sel-dextrose, 771
Intrinsèque, facteur, 537, 555
dans l’anémie pernicieuse, 554
829
Intrinsèque, voie, de la coagulation sanguine, 676-678
677f
Intrinsèques (intégrales), protéines, 37, 479, 479f
comme récepteurs, 488
de la membrane des hématies, 693-694, 694f, 694t
interaction avec les protéines du cytosquelette,
694f
Introns (séquences intervenantes), 370, 371f, 374, 401,
408, 465
excision à partir des transcrits primaires, 401f
Inuline, 142
clairance, 753
Inverti, sucre, 142
Iode, métabolisme
dans le follicule thyroïdien, 505f, 506
synthèse d’hormones, 506
Iode/iodure, 559t
5-Iodo-2’-désoxyuridine, 338f
Iodopsine, 544
5-Iodouracile, 338
Ionique, produit, 11
Ioniques, canaux, 474, 482-484, 483f, 483t, 482
dans le muscle cardiaque, 641, 641t
maladies associées à des désordres des, 641t
Ionisants, rayons, réparation par excision réparation
des dommages de l’ADN dus aux, 384, 384t
Ionophores, 134, 486
IP3. Voir Inositol triphosphate
IPTG. Voir Isopropylthiogalactoside
IRES. Voir Ribosomes site d’entrée interne des,
Irréversible, inhibition, des enzymes, 82
Irréversibles, modifications covalentes, 91, 93f
Ischémie totale du myocarde, 780
Ischémie, 178, 491
Isoaspartyle méthyltransférase, 720f
Isoaspartyle, liaison, dans le squelette polypeptidique,
720f
Isocitrate déshydrogénase (IDH), 172, 173f
dans la production du NADPH, 228, 229f
mutation, 741
Isoélectrique, pH (pI), charge nette d’un acide aminé
et, 21
Isoélectrofocalisation, 29, 30f
Isoenzymes. Voir Isozymes
Isolants, 439
les lipides non polaires, 146
Isoleucine, 19t
besoins, 540
catabolisme, 303, 304f, 305f
interconversion, 279
Isomaltose, 143t
Isomérases, 59
Isomérie
des stéroïdes, 152, 152f
des sucres, 138-139, 138f
géométrique, des acides gras insaturés, 149, 149f
Isomérie D, 138, 139f
Isomérie géométrique des acides gras insaturés, 149,
149f
l-Isomérie, 138, 139f
Isomorphe, remplacement, 43
Isopentényle diphosphate, dans la synthèse du cholestérol, 261, 262f
Isoprène, unités, polyprénoides synthétisés à partir d’,
153, 154f
Isoprénoides, synthèse des, 262, 263f
dans la synthèse du cholestérol, 263f
Isopropylthiogalactoside, 426
Isoprostanes (prostanoïdes), 149, 155
voie synthétique de la cyclooxygénase, 234-234,
234f
Isostériques, enzymes, 90
830
Index
Isothermes, systèmes, exemple des systèmes biologiques, 114
Isotopes. Voir aussi les différents types
dans l’analyse des protéines plasmatiques, 655
Isotypes, 672
Isotypique, commutation, (de classe), 671
Isovalérique, acidémie, 306
Isovaléryl-CoA déshydrogénase, 294t
dans l’acidémie isovalérique, 303
Isozymes, 64
J
J, chaîne, 671f
Jak-STAT, voie, 523, 523f
Jamaïque, maladie des vomissements de la, 224
Jaunisse (ictère), 327, 327t
Jaunisse néonatale (physiologique), 327t
Jaunisse non hémolytique congénitale, (maladie de
Crigler-Najjar de type I), 328
Jaunisse physiologique (néonatale), 328
Jaunisse posthépatique, 328f
Jaunisse préhépatique, 328f
Jeûne, 114
aspects cliniques, 167
cétose, 224
mobilisation des carburants métaboliques, 166167, 166f, 166t
redirection des triacylglycérols, 251
stéatose hépatique, 253
Jeûne, carburants métaboliques pendant le, 161, 167,
167f, 167t
Jonction, gène du segment de, 671
Jonctionnelle, diversité, 671
K
K. Voir Constante de dissociation, Potassium
k. Voir Constante de vitesse
K+, canal, 484-485
Kartagener, syndrome de, 650
Kcat. Voir Constante catalytique
Kcat/Km.Voir Catalytique, efficacité
Kd. Voir Dissociation, constante de
KDEL, protéines à motif, 568t, 578
Keq. Voir Constante d’équilibre
Kératane, sulfates de, 628
Kératines, 651
Kernictère. Voir Ictère nucléaire
Kinase A, protéines d’ancrage de la, 517
Kinases, protéines Voir Protéine Kinases
Kinésine, 650
Kinétochore, 369, 734f
Kininogène de haut poids moléculaire, 677, 678, 677f
Kinuréninase, 301f, 302
Kinurénine formylase, 301f, 302
Kinurénine-anthranilate, voie de la, dans le catabolisme du tryptophane, 302, 301f
Km. Voir Michaelis, constante de,
Knockout (invalidation) de gènes, 461
knockout/destruction de gène ciblée, 461
Korsakoff, psychose de, 552
Kozak, séquences consensus de, 416
Krabbe, maladie de, 244t
Krebs, cycle de. Voir Citrique, cycle de l’acide
Kw. Voir Ionique, produit
Kwashiorkor (œdémateux), 276, 538, 777
caractéristiques, 777
malnutrition protéino-énergétique (MPE), 776778
L
L, canal calcique de type, 640
L, chaînes. Voir Chaînes légères
Labile, facteur (Facteur V), 679f, 679t
Laboratoire, analyses de
automatisation, 751
causes de taux anormaux des analytes dosés, 748,
749t
importance en médecine clinique, 748
interprétation, 751
paramètres modifiant les valeurs, 750
tests biochimiques. Voir Biochimiques, analyse de
laboratoire
tests fonctionnels d’organes, 751-754, 752t, 753t,
754t
utilisation, 751
valeur prédictive, 750
validité des résultats, 748, 749
vérification de la validité, 750
Laboratoire, analyses de, pour diagnostiquer les maladies thyroïdiennes, 754t
lac A, gène, 425f, 426, 427f
lac I, gène, 426, 425f
lac, opéron, 425, 425f, 427f
lac, répresseur de, 424, 425f
Lactase, 540
déficit en (intolérance au lactose/lait), 533
Lactate
formation, 770
glycolyse anaérobie et, 177, 179f, 180-181
hypoxie et, 180-181
Lactate déshydrogénase, 41
dans la glycolyse anaérobie, 180
isozymes, 67
signification diagnostique, 66t, 67, 67f
Lactation, cétose de la, 167
Lactique, acide, cycle de l’, 201, 201f
Lactique, acide, valeur du pK/pKa, 15t
Lactique, acidose, 178
due à des défauts mitochondriaux héréditaires,
127
métabolisme du pyruvate et, 183
carence en thiamine et, 551
Lactoferrine, 698t
Lactose, 138, 141f, 142t, 211, 212
intolérance au, 137, 533, 534
le galactose dans la synthèse du, 210, 212f
métabolisme du, hypothèse de l’opéron et, 425-428,
425f
Lactose synthase, 212, 212f
Lactulose, 143t
lacY, gène, 425f, 426
lacZ, gène, 425f, 426
LAD II (déficit d’adhérence leucocytaire II), 605
Lait (lactose), intolérance au, 138, 534
Lambda, répresseur de (cI), protéine/gène, 428-432,
428f, 429f
Laminine, 614
représentation schématique des interactions cellulaires, 616f
Langerhans, îlots de, insuline produite par les, 202
Lanostérol, dans la synthèse du cholestérol, 261, 262,
263f
Large bande bêta, maladie de la (dys-bêta-lipoprotéinémie), 269t
Laue, radio cristallographie (rayons x) de, 44
Laurique, acide, 148t
LBD. Voir Ligand, domaine de liaison au
LCAT. Voir Lécithine cholestérol acyltransférase
LCR. Voir Locus, régions de contrôle du
LDL oxydés, 780
LDL, cholestérol, valeurs de référence, 756t
LDL. Voir Lipoprotéines de faible densité
LDL/HDL, rapport du cholestérol des, 268
Leader, séquence (de tête). Voir Signal, peptide
Lécithine :cholestérol acyltransférase (LCAT), 243,
251, 265f, 266
déficit familial en, 269t
Lécithines (phosphatidylcholines),
asymétrie membranaire et, 478
exemples/commentaires, 592t
synthèse, 239, 240f
végétales, 592t
Lécithines. Voir aussi phosphatidylcholines
métabolisme, 242f
Leiden, facteur V de, 680
Leptine, 257
Lesch-Nyhan, syndrome de, 342, 773
Leucémie myélocytique aiguë, 735
Leucémies, 687
Leucine, 18t
besoins, 539
catabolisme, 303, 304f
interconversion, 279
Leucine aminomutase, 555
Leucine, motif en fermeture éclair à, 436
Leucocyte, déficit d’adhérence de type I, 699
Leucocytes, 603
facteur de croissance régulant la production des,
616
renouvellement, 713t
valeurs de référence, 756t
Leucocytes-cellules endothéliales, interactions, 603t
Leucocytes, déficit d’adhérence de type II (LAD), 605
Leucocytes. Voir aussi les différents types
et intégrines, 698, 698t
facteurs de croissance régulant leur production,
689
Leucodystrophie, métachromatique, 244t
Leucotriènes, 149, 149f, 233, 235, 237
formation par la voie de la lipoxygénase, 24, 234,
234f, 236f
leucotriène A4, 149f
signification clinique, 234-236, 128f
Leucovirine, 556
Levures, dans l’étude de l’importation mitochondriale
des protéines, 570
Liaison (à la membrane), 574
Liaison, analyse de, 736
Liaison, constante de, de Michaelis (Km), approximation, 77
Liaison, protéines de, 657t
Liaisons. Voir rubriques spécifiques
Libération, facteurs de, (RF1/RF3), dans la terminaison de la synthèse protéique, 406, 406f
Ligand-récepteur, complexe, 520-521, 521f
Ligand, canaux commandés par un ligand, 492, 642t
Ligand, domaine de liaison au, 530
Ligands, 103
Ligases, 60, 580
Ligature d’ADN à extrémités franches, 449
Ligature/ligation, 464
Ligature/ligation, d’extrémités cohésives d’ADN, 449,
449f
LINE, définition, 466
LINE. Voir Longues séquence répétées dispersées
Lineweaver-Burk, représentation de
et estimation des Km et Vmax, 77-78
et évaluation des inhibiteurs, 80
α-Linoléique, acide, contre le déficit en acides gras
essentiels, 219
Linoléique, acide/linoléate, 147t, 231, 231f, 232
rôle dans le déficit en acides gras essentiels, 232
synthèse, 232f
Lipase gastrique, 539
Lipase hépatique, 251
dans la capture des résidus de chylomicrons, 250f,
251
déficit en, 269t
Lipase hormonosensible, 255, 256f
effet de l’insuline, 256
Lipase linguale, 535
Lipase pancréatique, 535
Lipases
dans la digestion, 534, 535
dans le métabolisme des triacylglycérols, 238, 255,
255f, 534, 535
signification diagnostique des, 66t
Lipides, 147-156. Voir aussi les différents types
acides gras, 147-150
amphiphiles, 154, 155f
asymétrie et assemblage membranaire, 584, 585f
classification, 147
complexes, 147
dérivés, 147
digestion et absorption, 534-535
glycolipides, 147, 151-152, 152f
interconversion, 164
maladies associées à des anomalies des, 490
membranaires, 474-478
métabolisme, 158, 159f, 161, 161f. Voir aussi Lipolyse
à l’état alimenté, 166
dans le foie, 253, 254f
neutres, 147
peroxydation, 153-154, 154f
phospholipides, 147, 150-151, 150f
précurseurs, 147
ratio des protéines dans les membranes, 474, 475f
renouvellement (turnover), membranes et, 584585
simples, 147
stéroïdes, 152-154, 152f, 153f
transport et stockage, 247-248
aspects cliniques, 253-255
déficit en acides gras et, 234-236
en tant que lipoprotéine, 247-248, 247t, 248f
rôle du foie, 253, 254f
tissu adipeux brun et, 257-258, 258f
tissu adipeux et, 255, 255f
triacylglycérols (triglycérides), 150, 150f
Lipides neutres, 147
Lipides, maladies du stockage, (lipidoses), 244t, 245
Lipidique, bicouche, 447-479, 477f
protéines membranaires et, 477-478
Lipidique, cœur, des lipoprotéines, 247
Lipidique, composition, du RE, 576
Lipidique, peroxydation, 716
Lipidique, profil, valeurs de référen ce, 756t
Lipidiques, gouttellettes, 255, 257
Lipidiques, radeaux, 480, 584, 586
Lipidomique, 5
Lipogenèse, 160, 164, 226-229, 219f, 253-254
acétyl CoA pour la, 228
e t complexe acide gras synthase, 226-228, 226f, 227f
NADPH pour la, 228, 229f
production de malonyl-CoA, 226, 226f
régulation, 229-231, 230f
enzymes impliquées, 198t, 226-228, 229-230
état nutritionnel et, 228
mécanismes à court et long terme, 229-231
Lipolyse, 161, 255-258, 250f, 256f. Voir aussi Lipides
des triacylglycérols, 238
Index
effet de l’insuline, 231
effet des hormones, 257, 258f
lipase hormono-sensible dans la, 256-257, 256f
Lipophiles, hormones, 495
Lipoprotéine (a) excès familial de, 269t
Lipoprotéine lipase, 161, 162f, 250f, 252, 255f, 622
déficit familial, 269t
impliquée dans la capture des résidus de chylomicrons, 251
Lipoprotéines, 37, 145, 161, 247-256, 248t, 249f. Voir
aussi les différents types
classification, 247-248, 247t
dans le transport du cholestérol, 265-266, 266f
déficit et cirrhose hépatique, 253
glucides dans les, 144
maladies des, 269-270, 269t
résidus, 247t, 250f, 251
capture hépatique des, 251
Lipoprotéines de densité intermédiaire, 248t, 251, 266
Lipoprotéines de faible densité, 248t, 249, 261, 265
apolipoprotéines des, 247t, 248
métabolisme, 250f, 251
rapport LDL/HDL et athérosclérose, 268
récepteurs, 251
dans la capture des résidus de chylomicrons,
251f, 251
pour l’insertion cotraductionnelle, 576, 576f
régulation des, 264-269
Lipoprotéines de faible densité, protéine apparentée
au récepteur des, (LRP), 247
dans la capture des résidus de chylomicrons, 250f,
251
Lipoprotéines de haute densité, 248t, 247
apolipoprotéines des, 247t, 248
athérosclérose et, 252, 268
cycles, 252
métabolisme, 252-253, 252f
rapport avec celles de faible densité HDL/LDL,
268
récepteur, 252, 252f
Lipoprotéines de très faible densité, récepteur des, 247
Lipoprotéines de très faible densité, 164, 247, 248t,
265, 266
dans l’état alimenté, 166
dans le transport des triacylglycérols, 249f, 250f
métabolisme, 161, 161f, 249-251, 250f
sécrétion hépatique selon le statut alimentaire et
hormonal, 253, 254f
Liposomes, 479, 480
formation par des lipides amphiphiles, 154, 155f
membranes artificielles et, 478-479
Lipotrope, facteur, 253
Lipoxines, 149, 233, 235
signification clinique, 235-236
voie de la lipoxygénase dans leur formation, 234,
234f, 236f
5-Lipoxygénase, 235f, 236f
Lipoxygénase, 235f, 236f
espèces réactives produites par elle, 154
Lipoxygénase, voie de la, 234, 235, 235f, 236f
Lithium, 559t
Lithocholique, acide, synthèse d’, 267f
LMM. Voir Méromyosine légère
Locus, régions de contrôle du, 439
Longues séquences répétées dispersée (LINE), 371
LRP. Voir Lipoprotéines de faible densité, protéine
apparentée aux récepteurs des,
LT. Voir Leucotriènes
Lubrifiant, 589t
Lumière solaire. Voir Ultraviolette, lumière
Lumière, dans le transport actif, 488
LX. Voir Lipoxines
831
Lyases, 60
Lymphocytes B, 668
et production d’hybridomes, 600, 600f
Lymphocytes B pour la production d’hybridomes,
672
Lymphocytes T, 746, 759
étude par la technologie de l’ADN recombinant,
628
Lymphoïdes, cellules précurseurs, 438
Lyse cellulaire, le complément dans la, 673
Lyse, test de, et érythroblastose multinucléaire héréditaire, 605
Lysine hydroxylase, la vitamine C comme coenzyme
de, 588
Lysine, 20t
besoins, 540
catabolisme, 300, 300f
pI, 20
Lysogène, voie, 428f, 429
Lysolécithine (lysophosphatidylcholine), 151, 151f,
242, 242f
Lysophosphatidylcholine, 151, 151f
Lysophospholipase, 242, 242f
Lysophospholipides, 151, 151f
Lysosomes, 598
dans l’endocytose, 488
maladies associées à des défauts d’entrée des protéines, 579, 585t
Lysosomiale, voie de dégradation, défectueuse dans
les lipidoses, 245
Lysosomiales, enzymes, dans la maladie des inclusions cellulaires (I cell disease), 491, 491t
Lysosomiales, protéases, dans la dégradation protéique, 580
Lysosomiales, protéines, 586
Lysozyme, 40f, 698t
Lysyl hydroxylase, 611
dans la synthèse de l’hydroxylysine, 279
déficit en, 614
Lysyl oxydase, 611, 613
Lytique, voie, 428f, 429
Lytique/lysogène, commutation, 428f
d-Lyxose, 140f
M
Macromolécules, transport cellulaire des, 486, 488,
482f, 483f
Magnésium, 559t
dans la chlorophylle, 317
dans le liquide extra- et intra- cellulaire, 474, 474t
Maillard, réaction de, 601
Maladie des urines à odeur de sirop d’érable (cétonurie à chaînes ramifiées), 303
fonction altérée du complexe de la décarboxylase
des α-cétoacides, 305t
Maladie, 1. Voir aussi Cas cliniques ; les différentes
maladies
bases chimiques, 3-4
conformationnelles, 579t
principales causes, 3t
Projet Génome Humain et, 4-5
recherche des gènes, 2, 3
Malaria, 608
Malate déshydrogénase, 172f, 172
Malate, 171f, 172
Malate, navette du, 135, 135f
MALDI, désorption au laser assistée par la matrice, en
spectrométrie de masse, 33, 33f
Maléylacétoacétate, dans le catabolisme de la tyrosine,
298, 299f
832
Index
Malignité/malignes, cellules. Voir Cancer/cancéreuses
cellules
Malique, enzyme, dans la production de NADPH,
228f, 228, 229f
Malonate,
effet sur la chaîne respiratoire, 132, 133f
inhibition de la succinate déshydrogénase par le,
79
Malonyl CoA, dans la synthèse des acides gras, 226,
227f
Malonyl transacylase, 226, 227f, 228f
Maltase, 534
Maltose, 141, 142f, 141t
Mammifères, corégulateurs protéiques, 527t
Mammifères, récepteurs des asialoglycoprotéines des,
593
Man 6-P, protéines récepteur du, 606
Manganèse, 559t
d-Mannosamine, 141
Mannosamine, 212, 213f
Mannose 6-phosphate/mannose 6-P,
dans le flux des protéines, 588t
signal, 619
d-Mannose, 140f, 141t
Mannose, protéine de liaison au, déficit en, 607
Manteau (Coatamères), protéines de,
fonction, 581
recrutement, 581, 582f
Manteau, coque de protéines de, (coatamères), 582
MAP. Voir Microtubules, protéines associées
Marasme, 114, 276, 539, 777
Marasmique, kwashiorkor, 774
Marfan, maladie de, 615
MAT. Voir Méthionine adénosyltransférase
Matrice
extracellulaire. Voir les différents composants
mitochondriale, 127, 171
Matrice extracellulaire, 544-562. Voir aussi Matrice ; et
les différents composants
fibronectine, 615-616
processus de vieillissement, 610
protéines structurales, 610
protéoglycanne, 610
rôle dans le pouvoir métastatique, 739
tissu conjonctif, 610
Matrice, brin d’ADN, 355, 358, 359f
transcription pour la synthèse d’ARN, 389-390
Matrice, liaison à la, dans la transcription, 391
Matrice, peptidase de maturation de la, 570
Matricielles, protéines, 570, 573
maladies causées par des défauts d’importation
des, 573
Maturation nucléolytique de l’ARN, 404
MBP. Voir Mannose, protéine de liaison au,
McArdle, syndrome de, 190t
MEC. Voir Matrice extracellulaire
Médecine légale
nombre variable de répétitions en tandem (VNTR)
et, 460
polymorphisme de longueur de fragments de restriction (RFLP) et, 458
Médecine préventive, impact de la recherche biochimique sur la, 3
Médecine,
préventive, recherche biochimique et, 3
relations avec la biochimie, 1-2, 3
Médicamenteuses, interactions, 705
Médicaments
comme inhibiteurs d’enzyme, 83
doses, 758
Médicaments, conception assistée par ordinateur,
(CADD), 103
Médicaments, détoxification/interaction des, cytochromes P450 et, 124, 125f
Médicaments, développement de,
ARN cible pour le, 362
cinétique enzymatique, mécanisme et inhibition
dans le, 83
Médicaments, métabolisme in vivo des, 84
Médicaments, nouveaux, approches de développement, 709-710, 709f
Médicaments, résistance, 444
Médicaments, tests enzymatiques appropriés pour le
criblage à haut débit dans la découverte de, 66
Mégaloblastique, anémie, 687t
par déficit en folate, 554
par déficit en vitamine B12, 556
MELAS, 136
Mélatonine, biosynthèse et métabolisme, 313f
Membranaire, fusion, 581
Membranaire, protéine, de transport des acides gras,
248
Membranaire, transport, 481t, 482, 483f, 484f, 486f.
Voir aussi les différents mécanismes
Membranaires, lipides
formation de bicouches, 476-477, 476f, 477f
glycosphingolipides, 475
nature amphiphile, 475-476
phospholipides, 474-475
stérols, 475
Membranaires, protéines, 478-479 491t, 576. Voir
aussi Glycoprotéines
association avec la bicouche lipidique, 477
intrinsèques, 36, 478, 479f
maladies causées par des mutations les affectant,
490-491, 491t
périphérique, 478, 479f
structure, dynamique, 477-478
Membrane mitochondriale externe, 127, 570
insertion des protéines, 571
Membrane mitochondriale interne, 127, 570
insertion des protéines dans la, 569
Membrane, assemblage de la, 575
Membrane, polysomes liés à la, 574
Membranes, 474-492
appareil de Golgi et synthèse, 568
artificielles, 478-479
asymétrie, 474, 478
bicouche, 476f, 477-478
association des protéines membranaires et, 477
biogenèse, 585, 585f, 585t
cholestérol dans les, 475
et modèle de la mosaïque fluide 480
dépolarisation dans la transmission de l’influx nerveux, 431
effet de la fluidité, 480
fonction, 478-491
glycosphingolipides dans les, 475
intracellulaires, 474
lipides. Voir aussi, Membranaires, lipides
amphiphiles, 154, 155f, 475-476, 476f
maladies causées par des mutations les affectant,
490-491, 491t
phospholipides, 150-151, 151f, 474-475, 475f
plasmique. Voir Plasmique, membrane
protéines dans les, 477-478, 485t. Voi aussir Membranaires, protéines,
rapport protéines/lipides dans les, 474, 475f
sélectivité des, 480-486, 481t, 482f, 484f, 485f, 485t
stérols dans les, 475
structure, 474-477, 474f
asymétrie et, 478
modèle de la mosaïque fluide, 479-480, 479f
Membranes artificielles, 479-480
Membranes, mucines associées aux, 593
Membraneux, os, 625f
Mémoire à court terme, perte de, 760
Ménadiol, 550
Ménadiol, diacétate de, 550
Ménadione, 550. Voir aussi Vitamine K
Ménage, gènes de, 425
Ménaquinone, 550. Voir aussi Vitamine K
Menkes, maladie de (maladie des cheveux cassants),
665
carence en cuivre, 614
Menkes, maladie de, 673
Menkes, syndrome de, 614
MEOS. Voir Cytochrome P450, système microsomial
d’oxydation de l’éthanol dépendant du,
6-Mercaptopurine, 338, 338f
Mercuriques, ions, effet sur le métabolisme du pyruvate, 184
Méromyosine,
légère, 633
lourde, 633
Messager, ARN (ARNm), 359, 359f, 360f, 389, 410,
417f, 448.Voir aussi ARN
édition, 313
modification, 404-405
molécules, 572
non traduit, 419-420
polycistronique, 425
relation avec l’ADN chromosomique, 370f
séquence nucléotidique, 408
mutations dues à des changements de la, 411412, 412f
signification des codons, 407, 408t
site de démarrage de la transcription et, 389
système exportateur, 572
Métabolique, syndrome, 781
Métabolique, théorie, du vieillissement, 720
Métabolique, voie/flux, 162-163. Voir aussi rubrique
spécifique et Métabolisme
nature unidirectionnelle, 87
réactions de non-équilibre, 163
réactions génératrices de flux, 163
régulation, 87-88, 87f, 163, 163f
modification covalente dans la, 91
Métaboliques, carburants, 165-167. Voir aussi Digestion
à l’état alimenté et à jeun, 164-167, 165f, 166f, 166t
apports alimentaires, 538
aspects cliniques, 166-167
besoins quotidiens, 157
chez l’adulte normal, 157
interconversion, 164-167
stocks, 157-168. Voir aussi Métabolisme
Métaboliques, maladies, du métabolisme des acides
aminés, 294t
Métabolisme, 115, 159-169. Voir aussi rubrique spécifique ; Catalyse ; Catalytique, réaction (enzymatique) ;
Métabolique, voie/flux ; types spécifiques
au niveau des tissus et des organes, 159-161, 160f,
167t
au niveau subcellulaire, 161-162, 162f
carburants tissulaires et intégration du, 159-162
circulation sanguine et, 159-161, 160f, 161f
compartimentation, 87-88
contrôle de la concentration et, 88-89
des médicaments in vivo, 83
erreurs innées du, 2, 291
modification covalente et, 89, 91, 92f, 93
réactions de transfert de groupe, 10
réactions limitantes, 88
régulation, 87f, 88, 163, 163f
enzymes intervenant, 163, 163f
mécanismes allostériques et hormonaux, 89-90,
90f, 163-164, 163f
régulation allostérique, 89-90, 90f, 163, 163f
Métabolites, flux des, 87
Métabolomique, 5
Métachromatique, leucodystrophie, 244t
Métal, enzymes activées par un, 60
Métalliques, ions, dans les réactions enzymatiques,
60
Métalloenzymes, 60
Métalloflavoprotéines, 122
Métalloprotéines, 37
Métallothionéines, 665
Métaphasiques, chromosomes, 369, 369t, 370f, 373,
373f
Métastases, 589, 740t
amplification génique, 739
anomalies membranaires et, 491t
et cancers, 738-740
schéma simplifié, 738f
Méthacrylyl-CoA, catabolisme du, 304f
Méthémoglobine, 56, 691
Méthémoglobinémie aiguë massive, 693
Méthémoglobinémie, 56, 687t, 693
Méthionine, 19t, 302, 302f
activée (S-adénosylméthionine), 302, 302f, 309,
310, 310f, 337, 337f, 338t
besoins, 540
catabolisme, 302, 302f, 303f
dans le piège à folate, 554f
Méthionine adénosyltransférase (MAT), 302t, 310f
Méthionine synthase, 555
Méthotrexate, 348, 556
effet sur dihydrofolate/dihydrofolate réductase, 348
Méthyl pentose, dans les glycoprotéines, 145t
Méthyl-tétrahydrofolate, dans le piège à folate, 555,
555f, 556
Méthylation, 707
des résidus de résidus de cytosine, 737
modification covalente augmentant la masse, 31t
5-Méthylcytosine, 336, 336f
Méthylène, tétrahydrofolate de, 556
dans le piège à folate, 556
7-Méthylguanine, 336f
Méthylhistidine dans la maladie de Wilson, 309
Méthylmalonique, acidurie, 198
Méthylmalonyl-CoA isomérase (mutase), dans le
métabolisme du propionate, 196, 198f, 555
Méthylmalonyl-CoA racémase, dans le métabolisme
du propionate, 196, 198f
Méthylmalonyl-CoA, accumulation lors d’une carence
en vitamine B12, 555
Méthylpentose, dans les glycoprotéines, 145t
Mévalonate, synthèse du, 261, 262f
dans la synthèse du cholestérol, 261, 262f
Mg. Voir Magnésium
miARN (micro) et siARN (interférant), 362
Micelles, 476, 476f
dans l’absorption des lipides, 535
formation par des lipides amphiphiles, 154, 155f,
476, 476f
Michaelis-Menten, équation de, 77
effet de la concentration du substrat, 75-79
réaction Bi-Bi et, 82
régulation du flux métabolique et, 87, 87f
Michaelis, constante de (Km), 77
approximation de la constante d’affinité, 78
effet des inhibiteurs, 80
effets allostériques sur la, 90
vitesse de catalyse enzymatique et, 77, 87, 87f
Micro (mi), ARN, 362, 404, 405f
Microalbuminurie, 754
Index
Microbiennes, toxines, 486
Microbiologie, 2
Microfibrilles, 615
Microfilaments, 661
Micronutriments, 543. Voir aussi les différents micronutriments
vitamines. Voir Vitamines,
Microsatellites (ADN), polymorphisme, 372, 460 466
Microsatellites, instabilité des, 372, 734
Microsatellites, séquences répétées, 372, 466
Microsomial, cytochrome P450, 771
Microsomial, système de l’élongase, 229, 230f
Microtubules, 584, 649
représentation schématique, 649f
Microtubules, protéines associées aux, 649
Minéralocorticoïdes, 496, 497, 499f
Minéraux, 3, 543-546, 548, 559-560
digestion et absorption, 537
MIT. Voir Monoiodotyrosine
Mitchell, théorie chimiosmotique de. Voir Chimiosmotique, théorie
Mitochondrial (mt), génome, 570
Mitochondrial, ADN, 372f, 372t
Mitochondrial, cytochrome P450, 124, 705. Voir aussi
Cytochrome P450, système du,
Mitochondriale, glycérol-3-phosphate déshydrogénase, 122
Mitochondriale, matrice, 570, 571f
Mitochondriale, oxydation, des flavines réduites, 564f
Mitochondriale, théorie, du vieillissement, et radicaux
libres, 716
Mitochondriales, encéphalopathies, accompagnées
d’acidose lactique et d’épisodes d’attaques (MELAS),
136
Mitochondriales, membranes
enzymes marqueurs des compartiments séparés
par les, 127
insertion des protéines, 576
structure, 127, 127f
Mitochondriaux, complexes protéiques, dans la chaîne
respiratoire, 127, 128f
Mitochondries
apoptose, 688-689
chaîne respiratoire. Voir Respiratoire, chaîne
cycle de l’acide citrique, 158, 159f, 161-162, 161f,
162f, 171, 175, 175f
exportation de phosphate à haute énergie, 135,
136f
implication dans le cancer, 740-741, 741f
oxydation des acides gras, 216, 218f
synthèse d’ALA, 318, 319
synthèse protéique et importation, 568t, 569
transport ionique, 134
Mitochondries, altérations redox, 716
ML. Voir mucolipidoses
MOAT. Voir Transporteur multispécifique d’anions
organiques
Mode de Vie, changement de, effet sur les taux de cholestérol, 268
Modélisation moléculaire dans l’analyse de la structure des protéines, 44
Modifiables, facteurs de risque, pour le cancer, 733
Modifications covalentes réversibles, 93f, 94, 93t Voir
aussi Phosphorylation des protéines
Moléculaire, dynamique, 44
Moléculaire, génétique, 2, 448-46 Voir aussi recombinant, ADN/technologie de l’ADN recombinant
Moléculaire, modélisation, pour l’analyse de la structure des protéines, 44
Moléculaire, pathologie, 584
Moléculaire, remplacement, 44
Moléculaires, commutations, 581
833
Molybdène, 559t
Monoacylglycérol acyltransférase, 239, 240f
Monoacylglycérol, voie du, 240f, 241, 535
2-Monoacylglycérols, 240f
Monoclonale, immunoglobuline, 742t
Monoclonaux, anticorps anti VEGF, 738
Monoclonaux, anticorps, 743t
application thérapeutique humaine, 672
production par hybridomes, 672, 672f
Monoglycosylée, structure, du cœur des glycoprotéines, 599
Monoidotyrosine, 506
Monoinsaturés, acides gras, 148, 148t. Voir aussi Acides gras ; Acides gras insaturés
alimentaires affectant le taux de cholestérol, 268
synthèse, 231-232, 232f
Monomériques, protéines, 44
Mononucléotides, 335
réactions de « récupération », 343f, 344
Monooxygénase, 124. Voir aussi Cytochrome P450,
système du
Monosaccharides, 138. Voir aussi les différents types
et Glucose
absorption, 533, 534
importance physiologique des, 139, 140t
Mort, voie des récepteurs de, 736
Mortalité et vieillissement, 712
Mosaïque fluide, modèle de la, 480, 480f
MPE (malnutrition protéino-énergétique),
primaire, 777
secondaire, 777
MPO. Voir Myéloperoxydase
MPS. Voir Mucopolysaccharides
mRNA. Voir Messager, ARN
MRP-2, dans la sécrétion de la bilirubine, 329
MRP-2, protéine 2 apparentée à la protéine de résistances multiples aux médicaments, dans la sécrétion
de la bilirubine, 329
MstII, 449t
dans l’anémie falciforme, 458f
mtADN. Voir Mitochondrial, ADN
Mucines, propriétés, 595t
Mucolipidoses, défauts biochimiques et tests diagnostiques, 621t
Mucopolysaccharides, 143, 144f
Mucopolysaccharidoses, 620, 621
caractéristiques, 621t
causes, 621f
défauts biochimiques et tests diagnostiques, 620t
diagnostic, 621t
Mucoprotéines. Voir Glycoprotéines
Mucoviscidose, 487, 487t, 491, 491t, 534, 608
étude de cas, 765-767, 767t
Mucus visqueux, 766
Mucus, 593
représentation schématique, 594f
Multifactorielles, maladies, bioinformatique et, 97
Muscle. Voir aussi Cardiaque, muscle ; Muscle squelettique
capture du glucose, 164
catabolisme, 777
contraction, Voir Musculaire, contraction
contrôle par des phosphorylases, 188
dans la transduction de l’énergie, 630-632
fibres, 631f
glycogène dans le, 163, 164t
lors du jeûne, 166-167
lors du jeûne, 166-167
métabolisme, 160f, 161, 167t
du glycogène, 186, 188
production de lactate, 180
834
Index
protéines. Voir Actine ; Myosine ; Titine
rôle de l’ATP, 630-631, 640
strié, 631
Muscle lisse, 643
contraction,
et phosphorylation de la chaîne légère de myosine, 642
régulation basée sur la myosine, 642
rôle du calcium, 642
interactions actine-myosine, 643
relâchement, rôle du calcium, 642
Muscle squelettique, 640, 646, 651. Voir aussi Muscle ;
Musculaire, contraction
caractéristiques biochimiques, 647t
caractéristiques, 646t
comme réserve protéique, 647-648
fourniture de glycogène, 645
métabolisme, 160f, 161
production de lactate, 180-181
stocks de glycogène, 656-647
Muscle strié, 640f, 643 Voir aussi Muscle ; Cardiaque,
muscle, Muscle squelettique
interactions actine-myosine, 643t
Muscles intercostaux, renouvellement des cellules,
713t
Musculaire, contraction, 631-632, 633, 636-637
dans le muscle lisse, 642, 643-644, 643f
kinase des chaînes légères de la myosine et, 643
et hydrolyse de l’ATP, 634
et monoxyde d’azote, 644-645
modèle de glissement des pontages entre filaments,
631-632
phase de relâchement, 635, 636
régulation
basée sur l’actine, 636
calcium et, 636
réticulum sarcoplasmique et, 636-637
rôle du calcium, 638
activation de la phosphorylase, 190
muscles lisses, 642
réticulum sarcoplasmique, 640
tropomyosine et troponine dans la, 635-636
Musculaire, fatigue, 184
Musculaire, fonte, 580, 778, 778t
Musculaire, phosphorylase
absence, 189t
phase de relaxation,
AMPc et, 191f
calcium/contraction musculaire et, 190
Musculaires, types de fibres, 647t
Mutagenèse ciblée, pour l’étude des enzymes, 69
Mutagenèse ciblée, pour l’étude du mécanisme d’action d’enzymes, 69
Mutation constitutive, 425
Mutation par substitution de base, 410f, 411
Mutations géniques, banque humaine de, 101
Mutations ponctuelles, 411, 729
Mutations somatiques, théorie du vieillissement par,
719
Mutations, 55, 370, 372f, 573, 729t, 769
constitutives, 425
conversion de gène et, 374, 761
de l’ADN mitochondrial, 741
de protéines membranaires, maladies causées par
des, 490-491, 491t
décalage du cadre de lecture, 412, 412f
des cyclines et des CDK, 733
échange de chromatides sœurs et, 374, 374f
faux-sens, 410, 411, 411f
cause de cardiomyopathie hypertrophique familiale, 641-642
par changement de la séquence des nucléotides
de l’ARNm, 413f
intégration et, 373, 373f
non-sens, 412-413
par changement de la séquence des nucléotides de
l’ARNm, 408, 408f, 412f
ponctuelles, 413
recombinaison et, 372, 373 373f
spontanées,
substitution de base, 410, 410f
suppresseur, 412
transition, 310, 310f
transposition et, 373-374
transversion, 410, 410f
MYC (oncogène), 731t
Myéline, couches de, 488
Myélome multiple, 672
Myélome, 672
Myélome, hybridomes dérivés de cellules de, 672,
672f
Myéloperoxydase, 691, 691t, 698t
des neutrophiles, 700, 700f
Myocarde, infarctus du, (IM)
cause, 780f
enzymes aidant au diagnostic, 67
étude de cas, 778-779
Myocarde, infarctus du, diagnostic utilisant les isoenzymes de la lactate déshydrogénase, 67, 68
Myofibrilles, 642, 643f
Myoglobine, 56
courbe de dissociation de l’oxygène et, 51
stockage de l’oxygène par la, 50
Myoglobinurie, 56
Myokinase (adénylate kinase), 117
dans la régulation de la néoglucogenèse, 199
Myopathie de Duchenne, 639, 651, 766, 769-770
Myopathie mitochondriale infantile fatale, et dysfonction rénale, 136
Myopathies, dues à des défauts mitochondriaux héréditaires, 136
Myopathies, formes congénitales de, 606, 631
Myophosphorylase, déficit en, 188t
Myosine, 638, 642
dans la contraction musculaire, 631-632, 634-638
structure et fonction, 631
Myosine, chaînes légères, 643
dans la contraction du muscle lisse, 642
Myosine, chaînes lourdes, 642
cardiomyopathie hypertrophique familiale causée
par des mutations dans leurs gènes, 642
Myosine, filaments de, (épais), 631
Myosine, kinase de la chaîne légère de, 643, 644
Myosine, protéine C de liaison à la, 642
Myosine, tête de la, 643, 651
changements de conformation dans la contraction
musculaire, 634
Myotonique, dystrophie (Myotonia congenita), 642t
Myristique, acide, 148t
Myristylation, modification covalente changeant la
masse, 31t
N
N- Glycannes, chaînes, 576
N- Glycosides hétérocycliques, 334
N- Glycosidique, liaison, 592
N- Glycosylation des protéines, 596
N-Acétylneuraminique, acide, 609
N-liées, glycoprotéines, 593
N-Méthyl-4-aminoazobenzène, structure, 728f
Na. Voir Sodium
Na+-K+, ATPase, 487, 487f
dans le transport du glucose, 488, 488f
NaCl, haute concentration dans la sueur, 766
NAD(P)+, déshydrogénase dépendantes du, pour la
détection enzymatique, 66
NAD+ (nicotinamide adénine dinucléotide), 122, 553
comme coenzyme, 122, 123f, 338t
dans le cycle de l’acide citrique, 175
de la membrane plasmique, 430
spectre d’absorption, 66, 66f
NADH
dans la régulation de la pyruvate déshydrogénase,
182, 183f
oxydation extramitochondriale, et navettes de
substrats, 134, 135f
production par l’oxydation des acides gras, 218
spectre d’absorption, 66, 66f
NADH déshydrogénase, 122
NADH-Q oxydoréductase, 127, 128, 128f
comme accepteur d’électrons, 127, 128f, 172f
NADP + (nicotinamide adénine dinucléotide phosphate), 122, 552f
comme coenzyme, 122, 123f, 338t
dans la voie des pentoses phosphates, 205, 206f,
207f
NADPH
dans les réactions du cytochrome P450, 124f
et transhydrogénases, 134
fourniture d’équivalents réducteurs aux cellules
sanguines, 691
pour la lipogenèse, 228, 229f
voie des pentoses phosphates et, 205, 206f, 211
NADPH-cytochrome P450 réductase, 705
NADPH-oxydase, 698t, 699, 700
composants, 699
dans les phagocytes au repos, 699
mutations des gènes de ses composants, 699, 700
Nanotechnologies, 65
Native, conformation, des protéines, 44
NCBI (National Center for Biotechnology Information), 98
NDP. Voir Ribonucléosides diphosphates
Nébuline, 639
Nécrose vs apoptose, 737
NEFA (acides gras non estérifiées). Voir Acides gras
libres
Néoglucogenèse, 158, 159, 196-206, 197f, 771, 772f
coût énergétique, 203
dans la glycolyse, 178-180, 179f, 181f, 196f, 197
régulation, 181-183
régulation selon la glycémie, 200-202, 200f, 201f
régulation, 197-200, 198t, 199f
barrières thermodynamiques entre elle et la glycolyse, 195-197, 196f
cycle futiles des substrats, 199-200
fructose 2,6-bisphophate et, 199, 199f
induction et répression enzymatique dans la,
198, 198t
modification allostérique et, 198-199
modification covalente et, 198
rôle du cycle de l’acide citrique, 173-174, 174f, 195197, 196f
Néoglucogénique, acide aminé, 284
Néoplasme, 725
Nerveux, influx, 487
Nerveux, système
effet de la carence en thiamine, 551
nécessité métabolique du glucose, 164
NES. Voir Nucléaire, signal d’exportation
NeuAc. Voir N-Acétylneuraminique, acide
Neural, tube, défauts du, compléments préventifs
d’acide folique, 557
Neuraminidases, 592, 607
Neuraminique, acide, 143, 152
Neurodégénératives, maladies, 760
Neurofibrilles, faisceau de, 761, 762f
Neurofilaments, 649t
Neurologiques, désordres, sévères, 573
Neurologiques, maladies, altération de la conformation protéique et, 46
Neurologiques, signes graves, 666
Neurones, membranes des
canaux ioniques dans les, 484f, 485f
fusion des vésicules synaptiques avec les, 584
influx transmis le long des, 487
Neuropathie sensorielle par excès de vitamine B6, 554
Neurotoxicité, 762, 762f
Neutrophiles
activation, 699
adhérence aux cellules endothéliales, 698
défense de l’organisme contre les infections bactériennes, 698
enzymes et protéines des, 697, 697t
intégrines, 698, 698t
myéloperoxydase, 700, 700f
protéases, 700-701, 700t
sous-familles, 698
Neutrophiles-cellules endothéliales, schéma des interactions, 604f
Neutrophiles, transmigration, 604
NF-κB, voie
mécanisme d’inhibition, 524, 525
régulation, 523-525, 524f
Niacine, 553 . Voir aussi Nicotinamide. Nicotinique,
acide
carence, 552
excès/toxicité, 553
Nick, translation (déplacement de fenêtre), 466
Nick/Nicks (interruptions), soudure des, dans la réplication de l’ADN, 381, 381f
Nickel, 559t
Nicotinamide, 547t. Voir aussi Niacine
coenzymes dérivés, 60
déshydrogénases et, 122, 123f
excès/toxicité, 552
Nicotinamide adénine dinucléotide (NAD+), 117, 535
comme coenzyme, 122, 123f, 338t
dans le cycle de l’acide citrique, 173
spectre d’absorption, 66, 66f
Nicotinamide adénine dinucléotide phosphate
(NADP+), 121, 553
comme coenzyme, 122, 123f, 338t
dans la voie des pentoses phosphates, 205, 206f, 207f
Nicotinique, acide, 552. Voir aussi Niacine
comme médicament hypolipémiant, 269
NIDDM. Voir Non insulinodépendant, diabète sucré
Niemann-Pick de type C, protéine 1 apparentée à la
protéine, 269
Niemann-Pick, maladie de, 244t
Nitrique, oxyde (monoxyde d’azote, NO), synthases
de l’, 645
réaction catalysée, 308f
Nitrique, oxyde, 631, 645, 646t, 645t
effet sur la coagulation/thrombose, 682, 684t
Nitroglycérine, 645
NLS. Voir Nucléaire, signal de localisation
NO synthase, 645
NO. Voir Nitrique, oxyde ; Monoxyde d’azote
Nomenclature, 581
Non codant, brin, 367
Non codantes, régions, dans la technologie de l’ADN
recombinant, 457
Non compétitive, inhibition vs compétitive, 80-83
Index
Non covalentes, forces
conformation des peptides et, 23
dans la stabilisation des molécules, 8
Non covalents, assemblages, dans les membranes, 475
Non déterminants, processus, mortalité et vieillissement, 712
Non équilibre, réactions de, 162
régulation de la glycolyse et, 181-183, 195-197
régulation du cycle de l’acide citrique et, 175
Non estérifiés, acides gras. Voir Acides gras libres
Non héminique, fer, 659
Non histones, protéines, 365
Non insulino dépendant, diabète sucré (NIDDM/
type2), 202
Non œdémateux, marasme Voir Marasme
Non oxydative, phase, de la voie des pentoses phosphates, 206
Non stéroïdiens, médicaments anti-inflammatoires
(AINS), 772
affectant la cyclooxygénase, 233
synthèse des prostaglandines et, 225, 233
Non-répété (séquence unique), ADN, 371
Non-sens, codons, 405, 408
Non-sens, mutations, 413
Noradrénaline, 519. Voir aussi Catécholamines
biosynthèse, 504, 505f
dans la thermogenèse, 257, 258f
synthèse, 311, 314f
Northern, transfert de (blot), 356
NPC. Voir Nucléaire, complexes du pore
NSF, facteur sensible à NEM, 582t, 582
Nucléaire, importines et exportines dans le transport,
573f, 572
Nucléaire, résonance magnétique, (RMN), spectroscopie, 44
Nucléaire, signal de localisation, (NLS), 568t, 572,
573f
Nucléaire, signaux d’exportation (NES), 572
Nucléaires, complexes des pores, 571
Nucléaires, gènes, protéines codées par les, 570
Nucléaires, protéines, 593
Nucléaires, récepteurs, 495
avec des ligands spéciaux, 527t
Nucléaires, récepteurs, corégulateurs protéiques des
mammifères, 526t
et transcription, 526-528
Nucléaires, récepteurs, superfamille des, 526, 526t
caractéristiques structurales, 526
Nucléases, 10, 362
chromatine active et, 368
Nucléiques, acides. Voir aussi ADN ; ARN
bases, 334, 335t
digestion, 362
non essentiels dans l’alimentation, 342
structure et fonction, 353
Nucléophile, l’eau comme, 10-11
Nucléoplasme, 573f
Nucléoprotéines, empaquetage des, 367f, 369t, 369
Nucléosidases (nucléotides phosphorylases), des
purines, déficit en, 349
Nucléosides diphosphates, 334, 334f
Nucléosides diphosphates kinase, 118
Nucléosides triphosphates
analogues non-hydrolysables des, 338, 339f
dans la phosphorylation, 118
dans le transfert de phosphate de haute énergie,
118
potentiel de transfert de groupe, 337, 338t
Nucléosides, 334-340, 335t
Nucléosomes, 365, 366, 365f, 398
Nucléosomes, phase des, 369
835
Nucléotides, 334-340, 336t, 408-412, 409t, 410, dans.
Voir aussi Purines, Pyrimidines/Pyrimidiques, nucléo­
tides
absorption de la lumière ultraviolette, 336-337
adénylate kinase (myokinase) dans l’interconversion des nucléotides, 118
analogues synthétiques en chimiothérapie, 337338, 339f
comme acides polyfonctionnels, 336
comme coenzyme, 338t
fonctions physiologiques, 337
métabolisme, 341-351
mutations dues à leurs changements, 410f, 411412, 411f, 412, 412f
polynucléotides, 338-339
Nucléotides cycliques 3’,5’, phosphodiestérase des,
dans la lipolyse, 257
Nucléotides, pli de liaison des. Voir Rossmann, pli de
Nucléotides, réparation de l’ADN par excision de,
383f, 362
Nucléotidiques, sucres, 590, 595
Nutrition, 538-543. Voir aussi Alimentation ; Régime
alimentaire
impact de la recherche biochimique, 3
lipogenèse régulée par l’, 229
Nutritionnel, acides aminés essentiels sur le plan, 159,
540. Voir aussi Acides aminés
Nutritionnel, acides aminés non-essentiels sur le plan,
159, 275, 276t, 540
synthèse, 277-280
Nutritionnel, acides gras essentiels sur le plan, 231.
Voir aussi Acides gras
déficit en, 232, 235
métabolisme anormal des, 235
Nutritionnelles, carences, 539
dans le SIDA et le cancer, 538-539
O
O-glycosilation, caractéristiques, 596t
O-glycosidique, liaison, 592, 611
O-liaison, 593f
O, gène, 697
Obésité, 158, 247, 538, 541
étude de cas, 779-782
lipogenèse et, 225
Octamères d’histones, 366, 366f
Oculocérébrorénal, syndrome, 580t
Œdémateux. Voir Kwashiokor
Œdème
concentration des protéines plasmatiques et, 655
dans le kwashiokor, 538
en cas de carence en thiamine, 542
Œil, fructose et sorbitol dans l’, et cataracte diabétique,
214
Œstrogènes
biosynthèse, 502f
étapes d’hydroxylation, 500
par aromatisation périphérique des androgènes,
500
et transport des acides aminés, 483
Œstrone, 502
1,25(OH)2-D3. Voir Calcitriol
Okazaki, fragments d’, 377, 377t, 380f
Oléique, acide, 147, 147f, 148t, 149f
Oligoméres, importation par les peroxysomes, 573
Oligomérisation, 761
Oligomycine, effet sur l’oxydation et la phosphorylation, 132, 133f
Oligonucléotides
définition, 464
pour déterminer la structure primaire, 31
836
Index
Oligosaccharides, 138
liés aux membranes et circulants, 595
structures, 595f
structures de ceux O-liés, 593f
Oligosaccharides, maturation des, 569, 576, 596
et appareil de Golgi, 576
voie schématique, 598f
Oligosaccharidiques, chaînes, 656
Omega-3, acides gras, 760
OMIM, Online Mendelian Inheritance in Man, base
de données, 99
OMP (Orotidine monophosphate), 346, 346f
Oncogènes, 3, 765, 765f
cyclines et, 381
définition, 728
et gènes suppresseurs de tumeur, différences, 730
et perte d’activité de gènes suppresseurs de tumeur
conduisant les cellules vers la croissance tumorale,
728f
mécanismes d’activation, 728, 728t
propriétés, 730t
rôle dans le cancer colorectal, 730, 731, 731f
rôle des produits protéiques dans le développement
du cancer, 728-729, 729f
virus tumoraux, 729
Oncogènes, virus, 726, 726f
Oncoprotéines, protéine Rb et, 383
Oncotique (osmotique), pression, 655
Oncovirus et cyclines, 383
Opérateur droit, 429f, 441-442
Opérateur, locus, 425f, 426
Opéron, hypothèse de l’opéron, 426-428, 427f
Optique, activité/isomérie, 139
OR. Voir Opérateur droit
ORC. Voir Origine de réplication, complexe de,
ORE. Voir Origine de réplication, élément de,
Organes, tests fonctionnels des,
hépatiques, 751, 752t
rénaux, 751, 752, 752t
Origine de réplication (ori), 376, 376f
Origine de réplication, complexe de, 376
Origine de réplication, élément de, 376
Ornithine, 308
catabolisme, 293, 295f
dans la synthèse de l’urée, 286, 287
métabolisme, 311f
Ornithine transcarbamylase/l-ornithine transcarbamylase
dans la synthèse de l’urée, 286
déficit en, 289, 350
Ornithine-citrulline, déficit en antiporteur, 295
Ornithine-δ-aminotransférase, 294t
Orotate phosphoribosyltransférase, 347f, 348, 351
Orotidine monophosphate (OMP), 346, 346f
Orotidinurie, 351
Orotique, acidurie, 350
Os
maladies métaboliques et génétiques, 624-625, 625t
protéines principales, 625t
tissu conjonctif minéralisé, 622-623
Osmolarité, 768
valeurs de référence, 756t
Osmotique (oncotique), pression, 655
Osseuse
cellules souches de la moelle, 759
synthèse de l’hème dans la moelle, 319
protéine Gla de la matrice, 547t
transplantation de moelle, 759
Ostéoarthrite, 611, 615
Ostéoblastes, 625f
et résorption osseuse, 624f
Ostéocalcine, 558
Ostéoclastes, 623
Ostéogenèse, imparfaite (osteogenesis imperfecta),
276, 624
Ostéomalacie, 543, 784
Ostéopénie, 784
Ostéopétrose (maladie des os de marbre), 624
Ostéoporose, 549, 624, 785f
primaire (postménopausique), étude de cas, 782784
Ouabaïne, 141, 487
effet sur l’ATPase Na+-K+, 487
Oxaloacétate
cycle de l’acide citrique, 162f
dans la synthèse de l’aspartate, 277, 277f
dans le catabolisme du squelette carboné des acides
aminés, 292, 292f, 293, 293f
dans le cycle de l’acide citrique, 162, 170, 171f, 173,
174f, 175
Oxydants, 690
Oxydases à fonction mixte, 124, 704. Voir aussi Cytochrome P450, système du,
Oxydases, 121-122, 121f. Voir aussi les différents types
à fonction mixte, 123. Voir aussi Cytochrome P450,
système du,
la céruloplasmine, 664
le cuivre dans les, 121
les flavoprotéines, 121-122, 121f
Oxydation, 121
définition, 120
des acides gras, 216-219. Voir aussi Cétogenèse
aspects cliniques, 223-224
dans la mitochondrie, 216, 218f
hypoglycémie en cas d’oxydation, défectueuse,
223
libération d’acétyl-CoA, 158, 159f, 217-219,
218f
et déshydrogénases, 121-122, 123f
hydroperoxydases, 122
oxydases, 121, 121f, 123f
oxygénases, 123, 124f
potentiel rédox et, 120, 121t
toxicité de l’oxygène, 125
Oxydative, phase, de la voie des pentoses phosphates,
206, 207f, 208f
Oxydo-réduction (redox) potentiel d’, 121, 121t
Oxydoréductase, 39, 122, 123f
NADH-Q, 127, 128f
comme accepteur d’électrons, 127, 127f, 172f
Oxydoréductase, 60, 127. Voir aussi les différents
types.
Oxydosqualène :lanostérol cyclase, 262, 263f
Oxygénases, 121, 124
Oxygénation de l’hémoglobine
adaptation à la haute altitude, 55
changements conformationnels l’accompagnant,
52
apoprotéine, 52
stabilisation par le 2,3-bisphosphoglycérate, 52f
hémoglobines mutantes, 55
Oxygène
affinité de l’hémoglobine (P50), 51
dette d’, 180
fer ferreux et transport, 49-51
liaison, 51, 51f. Voir aussi Oxygénation
effet Bohr, 54, 54f
rôle des histidines F8 et E7, 50, 50f
stockage par la myoglobine, 49-51
Oxygène, courbe de dissociation, pour la myoglobine
et l’hémoglobine, 51
Oxygène, toxicité, radical libre superoxyde, 125. Voir
aussi Radicaux libres
Oxystérols, 155
P
p-Hydroxyphénylpyruvate hydroxylase, 294t
p-Hydroxyphénylpyruvate, dans le catabolisme de la
tyrosine, 298, 299f
P, corpuscules, 420f, 418-419
P450, cytochrome. Voir Cytochrome P450, système du
P50, valeur, de l’affinité de l’hémoglobine pour l’oxygène, 53
P53 (gène suppresseur de tumeur), 730t
p53, gène, 737
P53, protéine, 733
P53, protéine/p53, gène, 386
p97, 579
PAC, vecteur, (dérivé de P1), 450
PAF. Voir Plaquettaire, facteur d’activation,
Pagaie chargée, 486, 486f
Palindrome, 466
Palmitate, 223
Palmitique, acide, 148t
Palmitoléique, acide, 148t, 231f
synthèse, 231
Palmitylation, modification covalente augmentant la
masse, 31t
Pancréatique, canaux, et obstruction, 766
Pancréatique, insuffisance, lors de carence en vitamine
B12, 555
Pancréatiques, carcinomes, 735
Pancréatiques, îlots, et production d’insuline, 201
Pancréatiques, préparation d’enzymes, 766
Pantothénique, acide, 226, 558
coenzymes dérivés, 60
dans le cycle de l’acide citrique, 173
Papaïne, digestion des immunoglobulines par la, 668
PAPS. Voir Adénosine 3’-phosphate-5’- phosphosulfate
Paralysie périodique
hyperkaliémique, 641t
hypokaliémique, 641t
Paralysie périodique hyperkaliémique, 642t
Paralysie périodique hypokaliémique, 642t
Parasitaires, infections, 692
Parathormone bovine, 508f
Parathormone, hormone de la parathyroïde (PTH),
507-508
biosynthèse, 506-507
stockage vésiculaire, 510
Pathologie, 2
pBR322, 452f, 451
PCR. Voir Polymérisation en chaîne, réaction de
PCU/PKU. Voir Phénylcétonurie
PDGF. Voir Plaquettaire, facteur de croissance
PDH. Voir Pyruvate déshydrogénase
Peau
effet du déficit en acides gras essentiels, 234-235
et synthèse de la vitamine D3, 548f
Pellagre, 543
Pénicillamine, contre la maladie de Wilson, 666
Pentasaccharidique, cœur, 596f
Pentoses, 140, 141t
dans les glycoprotéines, 144t
importance physiologique, 139, 140t
pentosurie essentielle, 205, 212
Pentoses phosphates, voie des, 158, 206-209, 207f,
208f, 209f
dysfonctionnement, 211-212
enzymes, 198t
hémolyse des érythrocytes et, 211-212
localisation cytosolique des réactions, 205-206
phase non-oxydative, 208
phase oxydative, 206-208, 206f, 207f
production de NADPH, 205, 206f, 207f
pour la lipogenèse, 227f, 228, 229f
production de ribose, 206f, 208
Pentosurie alimentaire, 214
Pentosurie essentielle, 206, 213
PEPCK. Voir Phosphoénolpyruvate carboxykinase
Pepsine, 537
dans la catalyse acido-basique, 62
Pepsinogène, 537
Pepsique, ulcère, 608
Peptidases, dans la dégradation des protéines, 282
Peptides, 23, 497f. Voir aussi Acides aminés ; Pro­téines
comme précurseurs d’hormones, 506
Peptidiques, liaisons, 23. Voir aussi Peptides
caractère partiel de double liaison, 23, 23f
et conformation secondaire, 36
formation, 10, 417
hydrolyse, 712-713
Peptidiques, récepteur des hormones, 495
Peptidyl prolyl isomérase, 579
Peptidylglycine hydroxylase, ayant la vitamine C
comme coenzyme, 558
Peptidyltransférase, 417, 418t
Périlipine, 258
Périoste, 615
Perméabilité, coefficients de, pour les substances traversant la bicouche lipidique, 477f
Peroxines, 573
Peroxydases, 123, 234
Peroxydation
des lipides insaturés, 715f
des lipides produisant des radicaux libres, 153-154,
154f
Peroxydes, 564
Peroxysomes, 124, 572
absence/anomalies, 573, 574t
dans le syndrome de Zellweger, 224, 573
biogenèse, 573
dans l’oxydation des acides gras, 218-219
Peroxysomes, séquences d’adressage à leur matrice,
(PTS), 568t, 572, 571f
Peroxysomiques, anomalies, causes de maladies, 574t,
568
Peroxysomiques, enzymes, 573
Petites molécules, 762
développement, 761
Petits ARN, 362-363
PFK-1. Voir Phosphofructokinase (phosphofructokinase 1)
PG. Voir Prostaglandines
PGHS. Voir Prostaglandine H synthase
PGI. Voir Prostacyclines
pH, 12-15. Voir aussi Acido-basique, équilibre
calcul du, 11-12
charge nette d’un acide aminé et, 20-21, 21f
définition, 11
effet sur la vitesse des réactions catalysées par des
enzymes, 75
effet tampon, 13-14. Voir aussi Tampon, système
isoélectrique, charge nette d’un acide aminé et, 20
pH, bas, 660
Phage lambda, 428-429, 428f, 429f
Phages, dans la technologie de l’ADN recombinant,
450
Phagocytaires, cellules, flambée respiratoire des, 699
Phagocytose, 489
Pharmacie, 2
Pharmacogénomique, 5, 709-710, 709f
Pharmacologie, 2
Phénobarbital, 705
Phénylalanine, 20t
besoins, 540
Index
catabolisme, 298, 299f, 300
dans la phénylcétonurie, 298, 299f
synthèse de tyrosine à partir de, 279, 279f
Phénylalanine hydroxylase, 43f, 294t
dans la synthèse de la tyrosine, 279, 279f
déficit, 298
Phénylcétonurie, 300
Phényléthanoalanine-N-méthyltransférase (PNMT),
dans la biosynthèse des catécholamines, 505
Phénylisothiocyanate (réactif d’Edman), pour le
séquençage des protéines, 29, 31f
Phi, angle, 37
Phlébotomie, 779
Phosphagènes, 117
Phosphatase acide, signification diagnostique de la, 65
Phosphatase alcaline sérique, activité, 752
Phosphatase alcaline, 623
dans la technologie de l’ADN recombinant, 449t
isozymes et leur valeur diagnostique, 66t
valeurs de référence, 756t
Phosphatases
acide, signification diagnostique, 66t
alcaline
dans la technologie de l’ADN recombinant, 449t
isozymes et signification diagnostique, 66t
Phosphatases, cascade de, 496t
Phosphate de haute énergie, 115. Voir aussi ATP
comme « monnaie énergétique » de la cellule, 116,
132
dans la capture et le transfert d’énergie, 115, 116t
symbole le représentant, 116
Phosphate, transporteurs de, 135, 133f
Phosphates de faible énergie, 117
Phosphates/phosphore, 554
dans le liquide extra et intracellulaire, 474t
de faible énergie, 115
de haute énergie, 115. Voir aussi ATP
comme « monnaie d’échange énergétique » cellulaire, 116, 132
dans la capture et le transfert de l’énergie, 115116, 116t
symbole les désignant, 116
énergie libre d’hydrolyse, 115-116, 116t
Phosphatidate, 239 240f
dans la synthèse des triacylglycérols, 239, 240f
Phosphatidique, acide, 150, 151f, 475, 475f
Phosphatidique, acide, voie de l’, 536f
Phosphatidyl inositol 3-kinase (PI-3 kinase)
dans la transduction du signal de l’insuline, 465,
465f
dans la voie Jak/STAT, 466
Phosphatidylcholines (lécithines), 150, 151f
asymétrie membranaire et, 478
synthèse, 239, 239f
Phosphatidyléthanolamine (céphaline), 151f, 150
asymétrie membranaire et, 478
synthèse, 239, 240f
Phosphatidylglycérol, 151f, 151
Phosphatidylinositides, métabolisme et action hormonale dépendante du calcium, 516
Phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2), 151, 489
dans l’activation plaquettaire, 682, 683f
Phosphatidylinositol bisphosphate, hydrolyse, 699
Phosphatidylinositol/phosphatidylinositide, 151f, 151
comme second messager/précurseur de second
messager, 150f, 151
synthèse, 239, 239f
Phosphatidylinositols, 489
Phosphatidylsérine, 151f
asymétrie membranaire et, 478
Phosphocréatine, dans le muscle, 631
Phosphodiester, liaisons 339-340
837
Phosphodiestérases, 339, 519
hydrolyse de l’AMPc, 189
Phosphoénolpyruvate
dans la néoglucogenèse, 173, 174f
énergie libre d’hydrolyse, 116t
Phosphoénolpyruvate carboxykinase (PEPCK), 174,
174f
dans la régulation de la néoglucogenèse, 173, 174f,
196, 196f
Phosphoénolpyruvate carboxylase, 199t
dans la néoglucogenèse, 190t
Phosphofructokinase (phosphofructokinase-1), 199t
dans la glycolyse, 178, 179f, 198t
régulation, 181
dans la régulation de la néoglucogenèse, 199
déficit musculaire en, 183, 189t
Phosphoglucomutase, dans la biosynthèse de glycogène, 188f, 212f
6-Phosphogluconate déshydrogénase, 207f, 206, 208f
3-Phosphoglycérate
dans la glycolyse, 179f, 181
dans la synthèse de la sérine, 277, 278f
Phosphoglycérate kinase, dans la glycolyse, 180, 179f
dans les érythrocytes, 181, 181f
Phosphoglycérate mutase, dans la glycolyse, 180, 179f
Phosphoglycérides, dans les membranes, 475, 475f
Phosphoglycérols
lysophopholipides dans leur métabolisme, 150,
151f
synthèse, 239, 239f
Phosphohexose isomérase dans la glycolyse, 180, 207f
Phospholipase A1, 242, 242f
Phospholipase A2, 241f, 242, 242f
dans l’activation plaquettaire, 682, 683f
Phospholipase C, 242, 242f
clivage de PIP2, 521f
dans l’activation et les interactions hormone-récepteur, 521f
Phospholipases
dans la dégradation et le remodelage du phosphoglycérol, 241-242, 242f
phospholipase D, 242, 242f
Phospholipides, 150, 247
comme précurseur de second messager, 238
dans l’activité de la lipoprotéine lipase, 251
dans la sclérose en plaque, 244
dans les membranes, 150-151, 151f, 474-475, 475f,
477, 584
asymétrie membranaire et, 584
digestion et absorption, 534-535
synthèse des éthers de glycérol, 239-241, 241f
synthèse, 240f
Phosphoprotéine phosphatases, 519
Phosphoprotéines acides, 624
Phosphore. Voir Phosphate
Phosphorique, acide, valeur du pK/ pKa, 15t
Phosphorylase
activation et AMPc, 190
calcium/contraction musculaire et, 190
dans le métabolisme du glycogène, 187f, 190
régulation, 190, 192f
et AMPc, 191f
hépatique, 188
déficit en, 189t
musculaire, 188
absence de, 189t
phosphorylase a, 190, 191f
phosphorylase b, 190, 191f
Phosphorylase hépatique, déficit en, 188t
Phosphorylase kinase
déficit en, 189t
effet de la protéine phosphatase-1, 190
838
Index
phosphorylase kinase a, 190, 191f
phosphorylase kinase b, 190, 191f
sensible à calcium/calmoduline, dans la glycogénolyse, 190
Phosphorylation au niveau du substrat, 129f, 132
Phosphorylation des protéines,
au niveau du substrat, 131f, 132
comme modification covalente, 91, 92f, 93t
augmentation de masse résultante, 31t
lors de la flambée respiratoire, 627
multisite, dans le métabolisme du glycogène, 192
oxydative. Voir Phosphorylation oxydative
polyvalence, 93, 93t, 94f
Phosphorylation multisite dans le métabolisme du
glycogène, 192
Phosphorylation oxydative, 117, 127, 158, 646 .Voir
aussi Phosphorylation ; Respiratoire, chaîne,
au niveau de la chaîne respiratoire, 130, 184t
enzymes marqueurs des compartiments séparés
par les membranes mitochondriales, 127
production d’ATP, 130
Phosphotriose isomérase, 180
Photosensibilité, dans les porphyries, 323
Photothérapie du cancer, et porphyrines, 322
Phylloquinone, 548t. Voir aussi Vitamine K
Physiologie, 2
Phytanique, acide, maladie de Refsum causée par son
accumulation, 224
Phytase, 537
Phytique, acide (inositol hexaphosphate), affectant
l’absorption du calcium, 537
pI (pH isoélectrique), charge nette des acides aminés
et, 21
PI-phospholipase C (PI-PLC), 594
Pi, 666
dans la contraction musculaire, 636, 646f
PIC. Voir Préinitiation, complexe de,
Pièce adhésive dans l’hémoglobine S, 56
PIG-A, gène, mutations dans l’hémoglobinurie
paroxystique nocturne, 605, 606f
Pilocarpine, iontophorèse, 766
Ping-Pong, mécanisme, dans la diffusion facilitée,
484, 484f
Ping-Pong, réactions, 82-83, 83f
Pinocytose absorptive, particules d’assemblage, 489
Pinocytose absorptive, protéines adaptatrices, 489
Pinocytose, 506f
Pinocytose, ou endocytose fluide, 489f, 489, 490f
PIP2 (phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate), 151
dans l’activation plaquettaire, 682, 683f
dans la pinocytose absorptive, 489
PIR. Voir Protein Information Resource
Pituitaires (hypophysaires), hormones, 427. Voir aussi
les différentes hormones
effet sur la glycémie, 202
pK/ pKa, 21
des acides aminés, 18t-19t, 20, 20f
effet de l’environnement, 21-22, 21t
des acides faibles, 12-13, 20
effet du milieu, 14
Plaque intimale, 780
Plaques séniles, 761
Plaquettaire, facteur d’activation (PAF), 239
synthèse, 239, 239f, 241f
Plaquettes
activation/agrégation, 675, 682, 683f
effet de l’aspirine, 683-684
intégrines, 698, 698t
Plasma, 659
analyse des enzymes plasmatiques, 66
Plasmalogènes, 151, 151f, 239, 239f
biosynthèse, 232f
Plasmatique, antécédent de la thromboplastine, 677f,
685, 678t
déficit en, 677
Plasmatique, composant de la thromboplastine, 676,
677f, 678t
déficit en, 680
effet des médicaments coumariniques, 680
Plasmatique, protéome, 654
Plasmatiques, enzymes. Voir aussi Enzyme
valeur diagnostique des, 66
Plasmatiques, lipoprotéines. Voir Lipoprotéines
Plasmatiques, protéines, 588, 654-669, 671, 673, 674,
657t. Voir aussi rubriques spécifiques et Glycopro­
téines
analyse par électrophorèse, 653, 654
concentration, 659
demi-vie, 656
fonctions, 656, 656t
polymorphisme, 655
synthèse
dans le foie, 161, 655
sur les polysomes, 655
transport, 656t
Plasmides, 450, 451f
Plasmine, dissolution des caillots de fibrine 681, 682f
Plasminogène, 682
activateurs du, 67, 681f, 684t
Plasmique, membrane, 474-475, 477-478, 480-481,
487-494 585. Voir aussi Membranes
glucides, 144
maladies dues à des mutations, 490, 491t
PLC (phospholipase C)
activation et interactions hormone-récepteur, 521f
clivage de PIP2, 521f
Pleckstrine, dans l’activation plaquettaire, 682
Plomb, empoisonnement par le, inhibition de l’ALA
déshydratase et, 320
PLP. Voir Pyridoxal, phosphate de
pOH, dans le calcul du pH, 12
Poisson, maladie des yeux de, 269t
Polaires, métabolites, 704
Polarité de la synthèse des protéines, 413
Poly-N-acétyllactosamine, chaînes, 595
PolyA, queue des ARNm, 360
et initiation de la synthèse protéique
Polyacrylamide, électrophorèse sur gel de, pour purifier les protéines/peptides, 29
Polyamines, synthèse des, 310, 308f
Polyanions, 622
Polycistronique, ARNm, 421
Polycomb, complexe répresseur 2, (PRC2), 433
Polyélectrolytes, les peptides comme, 23
Polyfonctionnels, acides, nucléotides comme, 344
Polyglobulie, 56
Polyinsaturés, acides gras, 149, 148t. Voir aussi Acides
gras : Insaturés, acides gras
alimentaires, effet sur le taux de cholestérol, 268
essentiels, 231, 231f
et formation des eicosanoïdes, 233, 233f, 234f
synthèse, 232, 232f
Polyisoprénoides, dans la synthèse du cholestérol,
261-262, 262f
Polymérases
ADN, 375, 376f, 377
dans la technologie de l’ADN recombinant, 449t
ARN, dépendante de l’ADN, dans la synthèse
d’ARN, 390
Polymérisation en chaîne, réaction de (PCR), 68, 456f
pour détecter les séquences répétées microsatellites, 371
pour déterminer la structure primaire, 30
Polymorphisme de nucléotide unique. Voir SNP
Polymorphismes
de l’ADN microsatellite, 460
de longueur des fragments de restriction. Voir
RFLP
des microsatellites, 361
des protéines plasmatiques, 655
Polynucléotide kinase, dans la technologie de l’ADN
recombinant, 450t
Polynucléotides, 339-340
modification post-traductionnelle, 339
Polyols (sorbitol), voie des, 214
Polypeptides
séquençage
et clivages, 30
méthode de Sanger, 29
synthèse protéique, 26f
Polyphosphoinositides, voie des, dans l’activation plaquettaire, 682
Polypose adénomateuse familiale, 765
Polyprénoïdes, 153, 154f
Polyribosomes libres, synthèse protéique sur, 568 574.
Voir aussi Polysomes
Polyribosomes. Voir Polysomes
Polysaccharides, 138, 142-143, 144f. Voir aussi rubriques spécifiques
Polysomes (polyribosomes), 361, 418-419, 568f
hypothèse du signal de liaison aux, 569f, 574-576,
574t
lieu de synthèse protéique, 568f, 569, 569f, 574
des protéines plasmatiques, 655
Polytènes, chromosomes, 368, 368f
Polyubiquitinée, protéine cible, 580
POMC, famille, 509
POMC, gène, 510
POMC. Voir Pro-opiomélanocortine (POMC), famille
de peptides de la,
Pompes, 482, 483f, 487
et transport actif, 487, 487f
Pompe, maladie de, 190t
Pontages covalents, 611
Pontages, 634, 644
Porcin, syndrome de stress, 638
Porphobilinogène, 319f, 320f, 321f
Porphyries, 318, 322-323, 324f
causes biochimiques des signes et symptômes,
324f
principales données, 323t
Porphyrines réduites, 318
Porphyrines, 318-325, 327-330, 321f
détection par spectrophotométrie, 321-322
et synthèse de l’hème, 318-319, 319f, 321f, 322f
réduites, 319
spectre d’absorption, 321, 322f
Porphyrinogènes, 320
accumulation dans les porphyries, 313
Posttraductionnelle, maturation, 46, 421
et assemblage membranaire, 575
Posttraductionnelle, translocation, 575
Posttraductionnelles, modifications, des histones, 738
Potassium, 559t, 768
coefficient de perméabilité, 477f
dans le liquide intra- et extra-cellulaire, 474, 474t
PPI. Voir Peptidyl prolyl isomérase
PPi. Voir Pyrophosphate
PR. Voir Progestérone
Pravastatine, 269
Préanalytiques, paramètres, 751
Précision des analyses de laboratoire, 750
Prednisone, 770
Prégnénolone, conversion en testostérone, 500
Préinitiation (préamorçage), complexe de, 390
dans la synthèse protéique, 413, 414f
Préinitiation, complexe de, 43s, et synthèse protéique,
413, 414f
Prékallikréine, 677f, 677
Prémenstruel, syndrome, neuropathie sensorielle,
traitement par la vitamine B6, 554
Préprocollagène, 612
Préprohormone, 507
Préproprotéine, synthèse de l’albumine sous forme de,
657
PréproPTH, 507
Préprotéines, 570, 655
Présentation de petits peptides, 581
Préséquence. Voir Signal, peptide
Préséquences internes, 571
pri-miARN. Voir Primaire, transcrit
Primaire, structure, 34-37. Voir aussi Protéines,
séquençage
apport de la génomique dans son analyse, 33
des polynucléotides, 339
détermination de la séquence des acides aminés,
22
détermination par biologie moléculaire, 30
détermination par la technique de Sanger, 29-30
protéomique et, 33-34
réaction d’Edman pour sa détermination, 30, 31
Primaire, transcrit (pri-miARN), 389, 401-402
Primaquine, 692
Primaquine, anémie hémolytique sensible à la, 692
Primases, ADN, 376f
Primosome, 466
Prion, protéine apparentée au, (PrP), 46
Prions, 46
Prions, maladies à (encéphalopathies spongiformes
transmissibles), 46
Pro-opiomélanocortine (POMC), famille de peptides
de la, 494. Voir aussi les différents types
Pro-oxydants, 691. Voir aussi Radicaux libres
Proaccélérine (facteur V), 678, 678t, 679t
Proalbumine, 584
Proaminopeptidase, 537
Procaryote, expression génique. Voir aussi Génique,
expression
comme modèle d’étude, 425
particularités, 425
Procaspases, 736
Prochymotrypsine, activation, 92, 92f
Procollagène aminoprotéase, 613
Procollagène carboxyprotéase, 613
Procollagène, 421, 558
Procollagène, glycosylation de molécules d’hydroxylisine du, 613
Proconvertine (facteur VII), 676 677f, 678t, 679t
effet des médicaments coumariniques, 680
Produits, 68
Proélastase, 537
Proenzymes, 92
Profilage protéique, transcrits ARN et, 464
Progestérone, 497f
Prohormones, 421
Proinflammatoires, molécules, 602
Proinsuline, 506
structure, 507f
Proline cis-trans isomérase, repliement des protéines
et, 45, 45f
Proline déshydrogénase, blocage du catabolisme de la
proline à son niveau, 293
Proline, 20t
accumulation, 293, 294t, 295f
catabolisme, 293
hydroxylation, 612
métabolisme, 308f
synthèse, 278, 278f
Index
Prolyl hydroxylase, 611
Prolyl hydroxylase, la vitamine C comme coenzyme,
558
Prolyl hydroxylase, réaction catalysée, 279, 280f
Promédicaments, 84, 704
transformation métabolique, 83
Promoteur, insertion, 729, 729t, 729f
Promoteur, site, dans le modèle de l’opéron, 425f, 426
Promoteur, spécificité de reconnaissance, 390
Promoteurs dans la transcription, 380, 391f
eucaryote, 394
Propionate
dans la néoglucogenèse, 196f, 206
glycémie et, 200
métabolisme, 195-197
Propionyl-CoA
méthionine et formation de, 303, 304f
production par oxydation des acides gras, 218
Propionyl-CoA carboxylase, 196, 198f
Proprotéines, 46, 92, 421 Protéases
proPTH (Proparathormone), 507
Propyle, gallate de, comme antioxydant/conservateur
alimentaire, 157
Prostacyclines, 149
effet sur la coagulation/thrombose, 682, 683f, 684t
signification clinique, 235
Prostaglandines, 149, 149f, 226, 233
voie de la cyclooxygénase dans leur synthèse, 233234, 234f, 235f
Prostaglandine E2, 148, 148f
Prostaglandine H, synthase, 233
Prostanoïdes, 149
signification clinique, 226
voie de la cyclooxygénase dans leur synthèse, 233234, 234f, 235f
Prostatique, antigène spécifique, 742, 742t
Prosthétique, groupement, 60
dans la catalyse, 59-60
Protamine, 680
Protéase/protéinases, 10, 537, 594. Voir aussi les différents types
clivant la synaptobrévine, 542
dans la dégradation des protéines, 282, 282f, 535
rennine, 58
Protéases
des neutrophiles, 700-701, 700t
et MEC, 739
Protéasome, 576
dégradation dans le, 579
Protéasome, couvercles du, 581
Protéasomes et protéines mal repliées, 580
ubiquination, 579-580, 580f
Protein Database (PDB), 99
Protein Information Resource (PIR), 99
Protéine C activée
dans la coagulation sanguine, 680
résistance, 706
Protéine C, dans la coagulation sanguine, 679t, 680
Protéine kinase A (PKA), 520
Protéine kinase C (PKC), 682, 683f
Protéine kinases, 91 763, 763f
dans l’initiation de la synthèse protéique, 413
dans la régulation hormonale de la lipolyse, 256f,
257f
dans le métabolisme du glycogène, 190-192, 191f,
192f
dépendante de l’ADN pour réparer les cassures
double brin, 384
dépendante/indépendante de l’AMPc, 518
et phosphorylation de protéines, 92f, 93, 94f
protéine kinase A (PKA) et AMPc, 518
839
p rotéine kinase C (PKC) et activation plaquettaire,
682, 682f
Protéine phosphatase-1, 191f, 192f
et glycogène phosphorylase, 190
Protéine S dans la coagulation sanguine, 679t, 680
Protéine-ARN, complexes, dans l’initiation, 413, 414f
Protéine-protéine, pontages, et glycation, 718f
Protéine, disulfure isomérase, et repliement des protéines, 45
Protéine, phosphorylation des. Voir Phosphorylation
des protéines
Protéine. Voir aussi les différentes protéines
cycle vital, 26f
prénylation, 263-264
translocation, 26f
Protéine/ADN, interaction, le bactériophage lambda,
un paradigme, 428-432, 430f, 431f
Protéines. Voir aussi les différents types et Peptides
absorption, 535
adressage vers la matrice, 619
alimentaires
besoins, 540
digestion et absorption, 535
métabolisme à l’état alimenté, 166
appareil de Golgi dans la glycosylation et le tri,
568
catabolisme, 281-289
classification, 37
comme polyélectrolytes, 23
comme récepteurs, 489
configuration, 36
conformation, 36
effet des liaisons peptidiques, 22
dans les liquides extracellulaire et intracellulaire,
474, 474t
de fusion, pour l’étude des enzymes, 68
de phase aiguë, 656, 656t
négatives, de liaison à la vitamine A par ex,, 545
dégradation en acides aminés, 282, 282f
dénaturation
effet de la température, 76
et repliement protéique, 45
des neutrophiles, 697, 697t
dimériques, 41
domaines, 41, 42f
et acides aminés L, 20
et acides aminés, 18, 20, 22
et asymétrie d’assemblage de la membrane, 584,
585f
fibreuses, 46
ex. collagène, 46
globulaires, 37
identification par homologie, 101-102
importation mitochondriale, 569-571, 571t
inconnues et leur identification, 102-103
membranaires, 477-478, 485t. Voir aussi Glycoprotéines, Membranaires, protéines
proportion par rapport aux lipides, 475f
modification post-traductionnelle, 46, 420
monomériques, 41
perte en cas de traumatisme/infection, 539
phosphorylation, 91, 92f, 93t. Voir aussi Phosphorylation des protéines
principes modulaires de construction, 37
purification, 26-27
ratio avec lipides dans les membranes, 474
réaction avec les EROS, 715f
rôle de la bioinformatique dans leur identification,
34-35
séquences ou molécules directrices, 568t
solubles, 37
structure, 37-41
840
Index
altération dans les maladies à prions, 45-46
analyse par radiocristallographie de rayons X, 42
analyse par spectroscopie de résonance magnétique nucléaire, 44
d’ordre supérieur, 36-47
modélisation moléculaire, 45
primaire, 25-35, 37. Voir aussi Primaire, structure
quaternaire, 37
repliement et, 44-45
secondaire, 37-41
supersecondaire, 39
tertiaire, 39
synthèse, 173, 419-434. Voir aussi Protéines, tri des,
code génétique/ARN et, 358-359, 358t, 408-409.
Voir aussi Génétique, code
effet des agressions du milieu environnant, 420
effet des virus, 420f
élongation, 413, 417f
en cas d’alimentation suffisante, 166
inhibition par des antibiotiques, 421, 421f
initiation (démarrage), 413, 414f, 417f
maturation post-traductionnelle, 420
mitochondriale, 568, 568t
polysomes et, 419, 568, 568f
principes modulaires, 37
reconnaissance et attachement (charge de
l’ARNt), 39, 409f
sur les ribosomes, 162, 162f
terminaison, 418
translocation, 417
transcription, 443f
transmembranaires
les canaux ioniques, 483-485, 485f, 485t
Protéines (ponction lombaire) valeurs de référence,
757t
Protéines additionnelles, dans le muscle, 639
Protéines de chorion, gènes s36 et s38, 443f
Protéines Fibreuses, 46
exemple du collagène, 41
Protéines G, 518t
classes et fonctions, 518t
Protéines G, récepteurs couplés aux, 520, 521f
Protéines globulaires, 37
Protéines mal repliées
accumulation dans le réticulum endoplasmique,
578
dégradation associée au réticulum endoplasmique,
577f, 579
ubiquitination, 579, 580f
Protéines mal repliées, accumulation dans le réticulum endoplasmique, 579
Protéines non repliées, réponse aux, 579
Protéines périphériques du cytosquelette, 694t, 695
Protéines périphériques, 479, 479f
Protéines phosphatases, 93-94, 94f. Voir aussi Phosphatases
Protéines recombinante, chimériques (de fusion),
pour l’étude des enzymes, 70
Protéines tissulaires, dégradation, 648
Protéines, canal de passage des, (translocon), 575
Protéines, perte de, lors de gastroentéropathie, 656
Protéines, profilage des, transcrits ARN et, 464
Protéines, remplacement (turnover) des, 89, 282
effet des membranes, 584-585
et vitesse de dégradation enzymatique, 88-87
Protéines, réparation des altérations, 719
Protéines, structure des, 762
primaire, 26-29. Voir aussi Primaire, structure
quaternaire, 36, 39, 39f, 40
de l’hémoglobine, et propriétés allostériques,
51-55
facteurs stabilisants, 47
secondaire, 37-41
effet des liaisons peptidiques, 45
supersecondaire, 39
tertiaire, 37
facteurs stabilisants, 47
Protéines, tri des
appareil de Golgi, 568, 568f, 577
assemblage membranaire, 569t, 583
chaperons, 578
et mitochondrie, 568, 569f
hypothèse du signal de liaison du polysome, 569f,
574-576, 574t
importines, exportines, 571, 572f
insertion cotraductionnelle, 575f, 576
maladies dues à des mutations de gènes codants,
585
peroxysomes/maladies peroxysomiques et, 571t,
573
réponse aux protéines non repliées, 578
séquence d’acides aminés KDEL, 568t, 577
séquences signal, 567, 574f
transport rétrograde, 577
vésicules de transport, 580-584, 581t, 582f
Protéino-énergétique, malnutrition, (MPE), 777
Protéinurie de débordement, 753t
Protéinurie postrénale, 753t
Protéinurie, 754
Protéique, carence, 779f
Protéique, dégradation
ATP et ubiquitine dépendante, 282
ATP indépendante, 282
rôle de l’ubiquitine, 579-580, 580f
Protéique, repliement, 30f, 44, 767
chaperons et, 570, 578-579, 578t
dégradation, 577, 577f
mauvais repliement et, 578
Protéique, séquençage
clivage des polypeptides et, 29
et biologie moléculaire, 30
et spectrométrie de masse, 31, 31t, 32f
génomique et, 33
méthode de Sanger, 29-30
protéomique et, 34-35
purification de peptides en vue de, 26-29
purification en vue du, 26-29, 29f
réaction d’Edman, 29-30, 30f
Protéique, synthèse
et acides aminés, 159, 159f
et réticulocytes, 689, 690
sur les ribosomes, 26f
Protéoglycanne, aggrécane,
microscopie en fond sombre, 617
représentation schématique, 617f
Protéoglycannes, 143, 589, 611, 626, 628. Voir aussi
Glycosaminoglycannes
fonctions, 622t
galactose dans leur synthèse, 211, 212f
sulfate d’héparane, 613
Protéolyse, 584
dans l’activation de la prochymotrypsine, 91-92,
92f
pour la modification covalente, 91, 92f
Protéolytique, coupure, 26f
Protéolytiques, enzymes, 87
Protéome des protéines plasmatiques humaines, 654
Protéome, 34
Protéome/protéomique, 33-34, 461
du plasma, 585
Protéomique, 4
objectif, 33
Prothrombine (facteur II), 676, 678t
activation, 677
effet des médicaments coumariniques, 680
et carence en vitamine K, 549
Prothrombine sérique, accélérateur de la conversion
de, 676, 677f, 678t, 679t
effet des médicaments coumariniques, 680
Prothrombine, activation en thrombine, par le facteur
Xa, 684
Prothrombine, temps de, (PT), 752
Proto-oncogènes, 728
activation par insertion de promoteur, 729f
Protomotrice, force, 130
Protons, les acides comme donneurs de, 12
Protons, les bases comme accepteurs de, 12
Protons, pompe à, 130
exemple de la chaîne respiratoire, 127
Protons, transhydrogénases de translocation des, 133
Protons, transport par l’hémoglobine, 54-55
Protoporphyrine III, 318, 319f
Protoporphyrine, 320, 319f
incorporation de fer dans la, 319f
incorporation de fer dans l’hème, 319
Protoporphyrinogène III, 320, 321f
Protoporphyrinogène oxydase, 320, 321f, 322f, 323t
Provitamine A, caroténoïdes, 543
PrP. Voir Prion, protéine apparentée au,
PRPP glutamyl amidotransférase
dans la synthèse des purines, 344-346, 345f
dans la synthèse des pyrimidines, 346, 347f
défauts responsables de la goutte, 348
PSA. Voir Prostatique, antigène spécifique,
Pseudo-Hurler, polydystrophie, 621
Pseudogènes, 374, 457
Pseudouridine, 350, 351f
Psi, angle, 37
Pstl, 449t
Pstl, site, insertion d’ADN au, 452f
Psychiatriques, maladies, 762
PTA. Voir Plasmatique, antécédent de la thromboplastine
PTC. Voir Plasmatique, composant de la thromboplastine
PTCA. Voir Coronaire, angioplastie trancutanée
transluminale
Ptérylglutamique, acide. Voir Folique, acide
PTH. Voir Parathormone
PTS. Voir Peroxysomes, séquences d’adressage à la
matrice des,
PTS1 et PTS2, 572
Pubmed, 98
Puces à ADN pour l’analyse des cancers, 746
Puces à ADN, 746
Puces à ADN, réseau de gènes, expression protéique
et, 33
Puces à ADN, technologie des, 463
« Puffs » (renflements), des chromosomes polytènes,
368, 368f
Purification de protéines/peptides, 26-28, 30
Purine nucléosides phosphorylase, déficit en, 342
Purines/puriques, nucléotides, 334-337, 334f, 336f
absorption de la lumière ultraviolette, 336-337
biosynthèse, 342, 342f, 343f, 344f, 345f
catalyseurs, 342, 343f
coordination avec la synthèse des pyrimidines,
346
métabolisme, 341-351
la goutte, 348
maladies associées, 348-349
non essentiels du point de vue alimentaire, 342
Puromycine, 421, 422f
Putrescine dans la synthèse des polyamines, 308f
Pyranose, structures cycliques, 139, 139f
Index
Pyridoxal, phosphate de, 62, 554
dans la biosynthèse de l’urée, 284
dans la synthèse de l’hème, 318
Pyridoxine/pyridoxal/pyridoxamine (vitamine B6), 554
carence et excrétion de xanthurénate, 302, 302f
excès/toxicité, 553-554
Pyriméthamine, 556
Pyrimidines, 342
Pyrimidines, analogues de, dans la biosynthèse de
nucléotides pyrimidiques, 347
Pyrimidines/pyrimidiques, nucléotides, 342, 326f
absorption de lumière UV, 336-337
biosynthèse, 334-337, 347f
catalyseurs, 346
coordination avec la synthèse des purines, 348
régulation, 346, 348f
déficit en précurseurs, 350
métabolisme, 341-351, 349f
maladies dues à une surproduction de catabolites, 350-351
métabolites hydrosolubles et, 349, 351f
non essentiels du point de vue alimentaire, 342
pyrimidiques, nucléotides, biosynthèse, 342
et polypeptides multifonctionnels, 346, 347f
régulation, 348, 348f
voie, 347f
Pyrophosphatase, inorganique
dans l’activation des acides gras, 117, 118, 217
dans la biosynthèse du glycogène, 186, 186f
Pyrophosphate
énergie libre d’hydrolyse du, 116t
inorganique, 117-118
Pyrrole, 50
Pyruvate, 158
et néoglucogenèse, 171
formation lors du catabolisme du squelette carboné
des acides aminés, 293f, 295, 297f
oxydation, 173-174, 175f, 181-182, 182f, 183f, 184t.
Voir aussi Acétyl-CoA ; Glycolyse
aspects cliniques, 183
enzymes impliqués, 198t
et néoglucogenèse, 195, 196f
Pyruvate carboxylase, 174, 174f, 199t, 774
dans la régulation de la néoglucogenèse, 173, 174f,
195, 198t
Pyruvate déshydrogénase, 174, 174, 175f, 182, 182f,
199t
déficit, 183
la thiamine diphosphate comme coenzyme, 551
régulation, 182, 183f
rôle de l’acétyl-CoA, 181-182
rôle de l’acyl-CoA, 183f, 231
Pyruvate déshydrogénase, complexe de la, 182
Pyruvate kinase, 199t
dans la glycolyse, 179f, 180, 198t
régulation, 181-183
déficit, 183, 692
et régulation de la néoglucogenèse, 198
Pyruvate kinase (PK), déficience, 687t
Q
Q, cycle, 128, 129f, 130
Q, cytochrome c oxydoréductase, 127, 128f
Q10 (coefficient de température), dans les réactions
catalysées par des enzymes, 76
q5, syndrome, 690
QT, intervalle, allongement héréditaire, 491t
Quaternaire, structure, 37
des hémoglobines, liée aux propriétés allostériques,
51-55
facteurs stabilisateurs, 46
R
R (relâché), état, de l’hémoglobine et oxygénation, 53,
54f
R, groupements, et propriétés des acides aminés, 18,
19t
pK/pKa, 18
R, groupes, des acides aminés, et propriétés, 21-22,
21t
Rab, famille des protéines, 584
Rab, molécules de, 581
Rab, protéines effectrices, 582, 584
Rab, protéines, 582
Rachitisme, 543
Radiations, énergie des,
altérations de l’ADN, 726t
et cancer, 726-727
Radicalaire, théorie, du vieillissement, 716
Radicaux libres (espèces réactives de l’oxygène). Voir
aussi Antioxydants
dans le kwashiorkor, 539
et théorie mitochondriale du vieillissement, 716
et toxicité de l’oxygène, 125
hydroperoxydases protégeant contre les, 122
issus de la peroxydation des lipides, 153-154, 154f
mécanismes de protection contre les altérations,
564
origine de réactions en chaîne autoentretenues,
561
responsables d’altérations, 561
sources multiples d’oxygène radicalaire, 563
Ramification (ou branchement), enzymes de
absence, 189t
dans la synthèse du glycogène, 187f
Ran, protéines, 572
Rancissement dû à la peroxydation, 154
RAS (oncogène), 731t
Rayons ionisants induisant la réparation de dégâts de
l’ADN par excision de nucléotides, 384, 384t
Rayons X, cristallographie par, de Laue, 44
Rayons X, diffraction des, et cristallographie pour
démontrer la structure des protéines, 43-44
RB (gène suppresseur de tumeur), 730t
Rb, protéine, perte de, 733
Rb, protéine. Voir Rétinoblastome, protéine de
RCPG. Voir Protéines G, récepteur couplé aux,
Réactifs, concentration des, effet sur la vitesse d’une
réaction chimique, 74
Réactions à déplacement unique, 82
Réactions de déplacements séquentiels, 82
Réactives, espèces, de l’oxygène (EROS), 713-714,
714f, 715f
chimiquement prolifiques, 714
comme produits secondaires biologiques toxiques,
714f
mécanismes enzymatiques et chimiques d’interception des espèces dommageables, 718
réactions en chaîne et, 714, 716
Réarrangements de l’ADN, 431f
pour la diversité des anticorps, 670-671
recA, 430
Récepteur du facteur de croissance épidermique
(EGFR), 43f
Récepteur hormonal-protéine G, système effecteur,
520, 521f
Récepteur-corépresseur, complexe, 515
Récepteur-effecteur, couplage, 495
Récepteurs des fragments Fc des IgG, 698t
Récepteurs éboueurs (scavenger) B1, 252, 252f
Récepteurs, 475. Voir aussi les différents types
841
Récepteurs, comparaison avec les protéines de transport, 511
Recombinaison chromosomique, 373-374, 373f
Recombinant, ADN/ technologie de l’ADN recombinant
ADN ligase, 448
clonage, 450-451
dans l’étude des enzymes, 68
en hématologie, 701
enzymes de restriction, 448, 448t
molécules chimériques, 448-449
technologie, 447-455
Récupération, réactions de,
dans la synthèse des purines, 343f, 344, 345f
dans la synthèse des pyrimidines, 347-348
Recyclage, 583
Rédox (oxydation-réduction), potentiel, 121, 121t
Rédox, état, 219
Réduction, définition, 121
Référence, valeurs de, 756
Refsum, maladie de, 220, 573, 574t
Refsum, maladie infantile de, 224, 573, 574t
Régime riche en calories, 765
Régime très pauvre en glucides et amaigrissement,
204
Régions cadres, entre les régions variables, 669
Régulateurs négatifs de l’expression génique, 424,
424t, 430
Régulateurs positifs de l’expression génique, 424, 424t,
425, 428
Réhydradation orale, solution de, 762
Rein Voir aussi à Rénal
durant le jeûne, 167
et glycogénolyse, 188
et métabolisme de la vitamine D, 547
membrane basale, 622
métabolisme, 167
Rein, tests fonctionnels, 753, 754, 755t
Relaché (R), état de l’hémoglobine, lors de l’oxygénation, 53, 54f
Relâchement, phase de
de la contraction du muscle lisse rôle du calcium,
642
de la contraction du muscle squelettique, 637
Rénale, excrétion, 771
Rénale, glycosurie, 753t
Renaturation de l’ADN par appariement de bases,
356
Rénaux, tests fonctionnels, valeurs de référence, 753t
Renouvellement cellulaire, 713t
Réparation de l’ADN et contrôle sur épreuve, 719
Répétitions en tandem en nombre variable Voir
VNTR
Répétitives (répétées), courtes séquences, dispersées
(SINE), 371, 466
Répétitives, séquences, de l’ADN, 371
Réplication, bulles de, 380, 380f
Réplication, fourche de, 380f
Réplication/synthèse. Voir ADN ; ARN
Repliement (folding)
après dénaturation, 44
des protéines, 26f, 44-45
positionnement des groupements polaires et chargés et, 9
Repliement anormal de peptide dans la maladie
d’Alzheimer, 730
Réponse de Type A, dans l’expression génique, 424,
425f
Réponse de Type B, dans l’expression génique, 424,
425f
Réponse de Type C, dans l’expression génique, 424,
425f
842
Index
Répresseur dans l’expression des gènes, 424, 425
Répresseur, protéine/gène, du phage lambda (cI), 428432, 428f, 429f, 430f
Répression enzymatique
dans le contrôle de la synthèse des enzymes, 90
dans la régulation de la néoglucogenèse, 198
Reproduction et prostaglandines, 226
Résidus d’un peptide, 23
Résidus des chylomicrons, maladies de leur élimination, 269t
Respiration, et oxygène, 121
Respiratoire et gastrointestinal, tractus, 766
Respiratoire, chaîne, 126-136. Voir aussi Phosphorylation oxydative
aspects cliniques, 135
capture de l’énergie catabolique, 117, 132, 184t
chaîne protéique moteur de la synthèse d’ATP par
transport d’électrons, 130, 131f, 131f
comme pompe à protons, 137
complexe I et II, 127, 128, 128f
complexe III (cycle du coenzyme Q), 127, 128,
130f
complexe IV, 127, 128, 130
complexes protéiques mitochondriaux impliqués,
121t, 127, 128f
déshydrogénases, 122
flavoprotéines et protéines à fer-soufre, 127-128
fourniture de substrats par le cycle de l’acide citrique, 170-171, 171f
inhibition par des poisons, 132-133, 133f
la NADH-Q oxydoréductase sert d’accepteur
d’électrons, 127, 128f, 172f
localisation mitochondriale, 128f
oxydation d’équivalents réducteurs, 127, 128f
phosphorylation oxydative, 130, 184t
théorie chimiosmotique sur le contrôle respiratoire
et les agents découplants, 131f, 133
Respiratoire, contrôle, 115, 175
couverture des besoins en ATP, 132t, 133
théorie chimiosmotique, 131f, 133
Respiratoire, syndrome de détresse, par manque de
surfactant, 150, 244-245
Restriction enzymes. Voir Restriction, endonucléases/
enzymes
Restriction, carte de, 460
Restriction, endonucléases/enzymes de, 68, 363
dans la technologie de l’ADN recombinant, 448,
448t, 449t
Restriction, polymorphisme de longueur des fragments de, (RFLP), 68, 459
Réticulocytes pour la synthèse de protéines, 690
Réticulum endoplasmique (RE), 418, 587.
accumulation de protéines mal repliées dans le,
578
élongation des chaînes d’acides gras dans le, 228,
230f
hypothèse du signal de liaison des polyribosomes
au, 569f, 574-576, 574t
rugueux
dans le tri des protéines, 574-575, 575f
synthèse des protéines et, 419
voies d’insertion des protéines dans le, 574-575,
575f
synthèse d’acylglycérol et, 162, 162f
Réticulum endoplasmique rugueux,
dans le tri des protéines, 55ç, 568f
et glycosylation, 569f, 574-576, 574t
et synthèse des protéines, 419
mécanismes d’insertion des protéines, 569f, 574576
ramification du RE rugueux, 574
Rétinal. Voir Rétinol
Rétinaldéhyde, 543
Rétine
atrophie gyrée, 295, 303
rôle du rétinaldéhyde, 561
Retinis pigmentosa, par carence en acides gras essentiels, 233
Rétinite pigmentaire. Voir Retinis pigmentosa
Rétinoblastome, protéine de, 383
Rétinoïdes X, récepteur, 545
Rétinoïdes, 543Voir aussi Rétinol,
Rétinoïque, acide, 526. Voir aussi Rétinol
récepteurs, 544
Rétinol, 545. Voir aussi Vitamine A
Rétinol, protéine de liaison au, 657t
Rétrograde, transport, 578, 581
à partir de l’appareil de Golgi, 577
des protéines mal repliées, 578
Rétroinhibition (feedback) dans la régulation allostérique, 90-91, 90f, 164f
Rétroposons/rétrotransposons, 371
Rétrorégulation
dans la régulation allostérique, 90, 164
du niveau de thrombine circulante, 679
Rétrotranslocation, 579
Rétrovirus, transcriptase inverse des, 369
Réverse transcriptase(inverse)/transcription, rétrotranscription, 369, 374, 466
dans la technologie de l’ADN recombinant, 449t
Revêtement (Coating) des vésicules, influence de la
bréfeldine A, 582-584
Reye, syndrome de, avec acidurie orotique, 350
RF. Voir Libération, facteurs de
RFLP. Voir Restriction, polymorphisme de longueur
des fragments de
Rhodopsine, 544, 549
Riboflavine (vitamine B2), 535
coenzymes dérivés, 60, 552
dans le cycle de l’acide citrique, 173
dépendence des déshydrogénases, 122
Ribonucléases, 362
Ribonucléique, acide. Voir ARN
Ribonucléoprotéiques, particules, (RNP), 418, 444
Ribonucléosides diphosphate (NDP), réduction des,
346, 346f
Ribonucléosides, 334, 334f
Ribonucléotide réductase, complexe de la, 346, 346f
Ribose, 138
dans les nucléosides, 334, 334f
production par la voie des pentoses phosphates,
158, 207, 208
Ribose 5-phosphate cétoisomérase, 207f, 209
Ribose 5-phosphate dans la synthèse des purines, 342,
343f, 345f, 346f
D-Ribose, 140f, 141t, 334, 339f
Ribose phosphate, production par la voie des pentoses
phosphates, 206, 208f
Ribosomes, 361, 361t
bactériens, 421
lieu de synthèse protéique, 26f, 162, 162f
dissociation, 413
Ribosomes, site d’entrée interne des, 420, 421f
Ribosomique, ARN (ARNr), 358-359, 389. Voir aussi
ARN
activité peptidyltransférase, 417, 417t
Ribosomique, dissociation, dans la synthèse des protéines, 410
Ribosomopathies, 690
Ribozymes, 69 358
catalyseur enzymatiques, 69
monde d’ARN, hypothèse d’un, 69
ribosome, 69
Ribulose 5-phosphate 3-épimérase, 206f, 207
d-Ribulose, 140f, 140t
Richner-Hanart, syndrome de, 298
Ricine, 422
Rieske, protéine de, Fe-S, 128
Rigidité cadavérique, 636, 638
RMN. Voir Spectroscopie de Résonance Magnétique
Nucléaire,
RNAP (ARNP). Voir ARN polymérases
RNase. Voir Ribonucléases
ROS (espèces réactives de l’oxygène, ERO). Voir Radicaux libres
Rossmann, pli de, 41
Rotor, syndrome de, 329
RT-PCR, 466
RT-PCR, méthode, 455
RXR. Voir Rétinoïdes X, récepteurs des,
Ryanodine, 637
maladies causées par des mutations de son gène,
636
Ryanodine, récepteur de la, 637
RYR. Voir Ryanodine, récepteur de la,
S
S-Adénosylhomocystéine hydrolase, 294t
S-Adénosylméthionine, 310, 310f, 311, 310f, 337, 337f
biosynthèse, 310f
S, phase du cycle cellulaire, synthèse d’ADN, 382-385,
382f, 382t
S1, nucléase, en technologie de l’ADN recombinant,
450t
S50, 80, 80f
SAA. Voir Amyloïde A sérique
Saccharase-isomaltase, complexe de la, 534
Saccharopine dans le catabolisme de la lysine, 300f,
302
Saccharopine, déshydrogénase, 294t
Saccharose, 141, 142f, 143t
indice glycémique, 534
SADDAN, phénotype, 628
Salines (électrostatiques), liaisons, (ponts salins/pontages), 9
rupture par liaison d’oxygène, effet Bohr dû à des
protons, 54f
Sang, fonctions du, 653, 654t
Sanger, méthode de, pour le séquençage des polypeptides, 29-30
Sanger, réactif de, (1-fluoro-2,4-dinitro-benzène), pour
le séquençage des polypeptides, 29
Sanguin, plasma. Voir Plasma
Sanguin, type, 696
Sanguine, coagulation 677f. Voir aussi Coagulation
(sang), Coagulation, facteurs
Sanguines, cellules, 614-630. Voir aussi Érythrocytes,
Neutrophiles, Plaquettes
importance fonctionnelle, 686
provenant des cellules souches hématopoïétiques,
686, 687
réactions importantes en relation avec le stress oxydant, 690t
voies de différenciation, 687, 688f
Sanguins, groupes
définition, 695
substances, 588
systèmes, 695
Santé, 1
processus biochimiques normaux de base, 2-5
Sarcolemme, 631, 770
Sarcomère, 631
Sarcoplasme, 631
Sarcoplasmique, réticulum, et taux de calcium dans le
muscle squelettique, 637
Sarcosine (N-Méthylglycine), 312
Saturation, cinétique de, 79
en substrat, sigmoïde, évaluation par l’équation de
Hill, 79
Saturées, graisses, 765
Saturés, acides gras, 147, 148t
Scavenger receptors. Voir Récepteurs éboueurs
Schiff, bases de, 602
Sclérose en plaque, 244
Scorbut, 276, 279, 543, 614
effet sur le collagène, 46
SDS-PAGE. Voir Sodium dodécyl sulfate-polyacrylamide, électrophorèse sur gel de,
Sec12, protéines, 582
Sec61p, complexe, 575
Secondaire, structure, 37-38
effet des liaisons peptidiques, 45
supersecondaire, 39
Seconds messagers, 91, 529, 522f. Voir aussi les différents types
AMPc, 189
GMPc, 337
précurseurs de second messager
phosphatidylinositol, 150f, 151
phospholipides, 238
Secrétée, protéine, 584
Sécrétion constitutive, 569
Sécrétion régulée, 569
Sécrétion, vésicule de, 569, 569f
Sécrétoire (exocytotique), voie, 568
Sécrétoires, composant des IgA, 671f
Sécrétoires, protéines, 577
Sélectif, avantage, de croissance, 760
Sélectif, filtre, 485
l-Sélectine humaine, schéma, 604f
Sélectines, 603
Sélectivité, perméabilité sélective des membranes,
474-486, 481t, 486t, 486f
Sélénium, 562
dans la glutathion peroxydase, 123, 209
Sélenocystéine, synthèse, 280, 280f
Sélénophosphate synthétase/synthase, 280, 280f
Sels biliaires, 265-266
circulation entérohépatique, 268
dans la digestion et l’absorption des lipides, 535
secondaires, 267, 267f
synthèse, 266-268, 267f
régulation, 267f, 268
Sénescence réplicative, 721
Sensibilité des analyses de laboratoire, 750
Séquençage manuel enzymatique de l’ADN, 454
Séquence unique, ADN de, (non répétitif), 371
Séquences courtes dispersées. Voir SINE, 371, 466
Séquences intervenantes. Voir Introns
Sérine, 19t, 22
catabolisme et formation de pyruvate, 295, 296f
dans la synthèse de cystéine et d’homosérine, 279,
279f
dans la synthèse de glycine, 278, 278f
phosphorylée, 311
résidus conservés et, 64
synthèse, 277, 278f
tétrahydrofolate et, 554
Sérine 195, dans la catalyse covalente, 63
Sérine hydroxyméthyltransférase, 296, 296f, 556
Sérine, inhibiteur de protéase à, 666
Sérine, protéases à (sérine protéases). Voir aussi les
différents types
dans la catalyse covalente, 63
Index
résidus conservés, 63, 64
zymogènes, dans la coagulation du sang, 676, 678t
Sérique, système du complément, 486
Sériques, enzyme, et diagnostic clinique, 67t
Sérotonine, 308, 699t
biosynthèse et métabolisme, 313f
Serpine, 666
Seuil rénal du glucose, 203
SGLT 1, protéine transporteur, 534
SGOT. Voir Aspartate aminotransférase
SGPT. Voir Alanine aminotransférase
SHA. Voir Suberylanilide hydroxamique, acide
SHBG (globuline de liaison aux hormones sexuelles),
493
SI, unités (Système International d’Unités), 759
Sialiques, acides, 143, 143f, 152, 212, 213f
dans les gangliosides, 213f, 243, 243f
dans les glycoprotéines, 144t, 590t, 591, 595f
Sialyl-LewisX, 604f
siARN-miARN, complexes des, 362
siARN, 362
siARN, ARN extincteurs, 466
siARN, petits ARN interférants, 362
Signal, génération, 552
Signal, hypothèse du, pour la liaison aux polysomes,
574f, 574-557
Signal, particules de reconnaissance du, 575
Signal, peptidase du, 575, 576f
Signal, peptide, 568, 574, 575
dans le tri des protéines, 568f, 570, 570f, 574, 575f
de l’albumine, 656
des protéines destinées à la membrane de l’appareil
de Golgi, 568
Signal, séquence, 576, 584. Voir Signal, peptide
Signal, transduction,
dans l’activation des plaquettes, 682, 683f
messagers intracellulaires. Voir les différents types
Signal, voies de transduction et CBP/p300, 525f
Signal, voies de transduction, 602
Signal. Voir aussi Signal, peptide
transmission, 474t. Voir aussi Signal, transduction
Silencieuses, mutations, 411
Silice, 559t
Sillon majeur, dans l’ADN, 355f, 356
modèle de l’opéron et, 425
Sillon mineur de l’ADN, 355f, 356
Simble brin, protéine de liaison à l’ADN, (SSB), 376f
Simple brin, ADN, réplication d’, 375. Voir aussi
ADN
Simple-brin, ADN. Voir ADN
Simvastatine, 269
SINE, séquences répétitives courtes dispersées, 371,
466
Site A, (accepteur/aminoacyl, liaison des aminoacylARNt dans la synthèse protéique, 417, 417f
Site actif, 61. Voir aussi Site catalytique
Site E, de sortie de la synthèse protéique, 417, 417f
SK. Voir Streptokinase
SNAP, protéines, (facteur soluble d’attachement à
NSF), 583f, 582, 584
SNARE, protéines, 582-584, 583f, 565
SNAREpins, 582
SnARN, petits ARN nucléaires, 359t, 362, 363, 389,
389t, 466
SNP, polymorphisme de nucléotide unique, 101 457,
459, 466
Sodium, 559
coefficient de perméabilité, 477f
dans le liquide extra -et intra -cellulaire, 474, 474t
sodium dodécyl sulfate (SDS)-polyacrylamide, électrophorèse sur gel de,
pour purifier les protéines/peptides, 28, 30f
protéines membranaires de l’érythrocyte, 693, 694f
843
Sodium-potassium, pompe (Na+-K+ ATPase), 486487, 487f
dans le transport de glucose, 487-488, 488f
Sodium, bicarbonate, 648
Solubilité, point de, des acides aminés, 21
Solubles, protéines, 576
Solutions aqueuses, Kw, 11
Solvant, l’eau comme, 8, 8f
Sommeil, et prostaglandines, 237
Sorbitol
dans la cataracte diabétique, 214
intolérance au, 214
Sorbitol (polyol), voie du, 214
Sorbitol déshydrogénase, 211, 211f
Soret, bande de, 322
Sous-alimentation, 538, 541
Southern, transfert de (blot), technique du, 356, 466
Southwestern blot (technique de transfert), 466
Spartéine, 706
SPCA. Voir Prothrombine sérique, accélérateur de
conversion de la ; préconvertine (facteur VII)
Spécificité des enzymes, 59
Spécificité des tests de laboratoire, 750
Spectrine, 687t, 692
Spectrométrie de masse en tandem, 33
configurations, 32
détection des modifications covalentes, 31
en tandem, 32
établissement du transcriptome, protéome, 460
pour détecter les maladies métaboliques, 289
pour l’analyse des peptides/protéines, 31-32
Spectrométrie de masse, 31-32, 32f
Spectrométrie et détection des modifications covalentes, 31-33, 31t, 32f
Spectrophotométrie
pour les déhydrogénases dépendant de NAD(P)+,
65
pour les porphyrines, 321-322
Spectroscopie de résonance magnétique nucléaire
(RMN), 44
Spermidine, synthèse de la, 310, 308f
Spermine, synthèse de la, 310, 311f
Sphérocytose héréditaire, 491t, 687t, 692
cause, 695, 695f
test de fragilité osmotique, 695
Sphingolipides, 239
dans la sclérose en plaque, 244
métabolisme, 242-243, 243f
aspects cliniques, 243-244, 244t
Sphingolipidoses, 245, 244t
Sphingomyélines, 151, 152f, 243, 243f, 585
dans les membranes, 475, 478
rôle dans l’asymétrie membranaire, 478
Sphingophospholipides, 147
Sphingosine, 147, 152f
Spina bifida, prévention par des compléments d’acide
folique, 557
Spliceosome, 466
Spongiformes, encéphalopathies, transmissibles (mala­
dies à prions), 44
Spontané, assemblage, 613
Spontanées, mutations, 725
Squalène
dans la synthèse du cholestérol, 261-262, 262f
synthèse, 263f
Squalène époxydase, dans la synthèse du cholestérol,
262, 262f
Squelette carboné des acides aminés. Voir Acides aminés, squelettes carbonés des,
Squelettique, système, 622
SR-B1. Voir Récepteurs éboueurs (scavenger) B1
SRP-R, affinité pour la SRP du, 575
844
Index
SRP. Voir Signal, particules de reconnaissance du,
SRS-A. Substance de réaction lente dans l’anaphy­
laxie, 237
ssADN, Voir ADNss, ADN simple brin
Stabilisation d’intermédiaires non ou partiellement
repliés, 578
STAR, protéine de régulation stéroïdogénique, 483
Starling, forces de, 655
Statines, médicaments de la classe des, 261, 261f, 269
Stéarique, acide, 148t
Stéréochimique (sn-) système de numérotation, 150,
150f
Stéréoisomères, 151, 153f. Voir aussi Stéroïdes, isomérie des
Stéréospécificité absolue des enzymes, 59
Stéroïdes gonadiques, transport, 511
Stéroïdes hormones, comme molécule précurseur,
502
Stéroïdes, récepteurs, 495
Stéroïdes. Voir aussi les différents types
affinité pour les protéines sériques de liaison, 152154, 152f, 153f, 511t
stéréoisomères, 153, 153f
stockage/sécrétion, 510t
sulfates, 243
surrénaliens. Voir aussi Glucocorticoïdes ; Minéralocorticoïdes
synthèse, 158, 159f
Stéroïdien, noyau, 153, 153f
Stéroïdogenèse ovarienne, 502, 502f
Stéroïdogenèse testiculaire, 500
Stéroïdogenèse. Voir Stéroïdes
Stéroïdogénique, protéine de régulation aiguë, STAR,
498
Stérol 27-hydroxylase, 267, 267f
Stérols, 153
Stérols, 7α-hydroxylase des, 267
Stickler, syndrome de, 627
Stochastiques, processus, mortalité et vieillissement,
712
Stœchiométrie, 72
Stokes, rayon de, en chromatographie d’exclusion de
taille, 27
Stop, codon, 418, 419f
Streptokinase, 67, 682
Streptomycine, 141
Stress oxydant, 726
réactions dans les cellules sanguines, 690t
Strie lipidique, 780
Structure/activité, relation, 104
Stuart-Prower, facteur, (facteur X), 677f, 678t, 679t
activation, 676-677, 676f
effet des médicaments coumariniques, 680
Suberylanilide hydroxamique, acide, 738
Substrat, navettes de, 134, 134f, 135f
exemple des coenzymes, 60
Substrats, 62
changements de conformation d’enzyme causés par
le, 62, 62f
effet de leur concentration sur la vitesse de réaction
enzymatique, 75-76
modèle de Hill, 77-79
modèle de Michaelis-Menten, 79
inhibiteurs compétitifs les mimants, 79
multiples, 75
sous-unité β, 575
Succinate déshydrogénase, 122, 173f, 173
inhibition, 79
Succinate Q réductase, 127, 128, 128f
Succinate semialdéhyde, 314, 315f
Succinate thiokinase (succinyl-CoA synthétase), 173f,
172
Succinate, 172, 171f
Succinique, acide, valeur de pK/pKa, 15t
Succinyl-CoA synthétase, (succinate thiokinase), 173f,
172
Succinyl-CoA-acétoacétate-CoA transférase (thiophorase), 172
Succinyl-CoA, dans la synthèse de l’hème, 319, 319f,
322f
Sucres aminés (hexosamines), 141, 142f
dans les glycosaminoglycannes, 141, 211, 213f
dans les glycosphingolipides, 211, 213f
interrelations dans leur métabolisme, 213f
le glucose comme précurseur, 211, 213f
Sucres, 141. Voir aussi Glucides
aminés (hexosamines), 141, 141f
classification, 137, 138t
dans les glycosaminoglycannes, 141, 211, 213f
dans les glycosphingolipides, 211, 213f
interrelation dans leur métabolisme, 213f
le glucose, un précurseur, 211, 213f
désoxy-, 141, 143f
isomérie, 138-139, 138f, 139f
Sucres, code biologique des, 589
Suicide, enzyme, ex de la cyclooxygénase, 235
Sulfamides, 692, 693
Sulfatation, 707
Sulfate actif, (adénosine 3’-phosphate-5’-phosphosulfate), 337f, 337
Sulfate, 590
actif (adénosine 3’-phosphate-5’-phosphosulfate),
337, 337f
Sulfatide, 152
Sulfo(galacto-)glycérolipides, 243
Sulfogalactosylcéramide, 243
accumulation, 244
Sulfonylurées, classe de médicaments, 224
Sulfotransférases, 618
Super-tours, d’ADN, 356, 382f
Superhélice droite, 611
Superoxyde dismutase, 124, 155, 690, 691t
Superoxyde, 124, 564, 690, 690t. Voir aussi Radicaux
libres
Supersecondaires, structures, 40
Supertours négatifs dans l’ADN, 356
Suppresseur, ARNt, 413
Suppresseur, mutations, 413
Suppresseurs de tumeur, gène p53, 384
Supravalvulaire, sténose aortique, 615
Surfactant pulmonaire, 239
déficit en, 151, 243-244
Surrénale, stéroïdogenèse, 498-499
synthèse des androgènes, 499-500, 500f
synthèse des glucocorticoïdes, 499, 499f
synthèse des minéralocorticoïdes, 498, 499, 499f
voies impliquées, 499f
Surrénale, tests fonctionnels, 755, 755t
Swainsonine, 601
Symports, systèmes, 484
Symptomatique, traitement, 770
Syn, conformères, 334f, 336, 335f
Synacthen, test de stimulation au, 755
Synaptique, fonction, 762
Synaptiques, vésicules, 584
Synaptobrévine, 584
Syntaxine, 584
Synthétique, biologie, 5
Synthétique, chimie, 590
Systématiques, erreurs, 751
Système majeur d’histocompatibilité de classe I, molécules du, 581
Système nerveux central, nécessité métabolique de
glucose, 165
Système porte hépatique, 201
transit de métabolites par, 159, 161f
Systèmes, biologie des, 5, 104
T
T (tendu), état, de l’hémoglobine
oxygénation et, 52
stabilisé par le 2, 3-bisphosphoglycérate, 54f
t-PA. Voir Activateur tissulaire du plasminogène
t-SNARE, protéines, 582, 584
T, lymphocytes, 668, 759
T(tendu), état, de l’hémoglobine
effet de l’oxygénation, 53
stabilisé par le 2,3-bisphosphoglycérate, 54
t1/2. Voir Demi-vie
T3. Voir Triiodothyronine
T4. Voir Thyroxine
Tabagisme et méthionine, 666
TAF. Voir TBP, facteur associé au
Tamoxifène, 743f
Tampons
comportement décrit par l’équation d’HendersonHasselbach, 13
exemple des acides faibles et de leur sels, 12
Tandem, 460
Tangier, maladie de, 269t
TaqI, 449t
Tarui, maladie de, 190t
TATA, boîte, dans le contrôle de la transcription et,
392, 394, 395, 396, 398
TATA, protéine de liaison à la boîte, 395
Taurochénodésoxycholique, acide, synthèse, 267f
Tay-Sachs, maladie de, 244t
TBG (globuline de liaison à la Thyroxine), 511
tblastn, 102
tblastx, 102
TBP, facteurs associés à, (TAF), 395
TBP. Voir TATA, protéine de liaison à la boîte,
Télomérase, 369, 721
activité dans les cellules cancéreuses, 733
Télomères, 368, 369f
composition, 720
et réplication, 722f
fonctions, 720, 721
Température,
dans le modèle en mosaïque fluide de la structure
membranaire, 480
effet sur la vitesse d’une réaction chimique, 72
effet sur la vitesse d’une réaction enzymatique, 75
Température, coefficient de (Q10), dans les réactions
catalysées par une enzyme, 76
Ténase, complexe de la, 676, 677
Tenase, complexe de la, intrinsèque, 676
Tendu (T) état de l’hémoglobine Voir T (tendu), état
de l’hémoglobine
Tenofovir disoproxil fumarate, 83
Terminaison
de chaîne dans le cycle de transcription, 390
de la synthèse d’ARN, 389
de la synthèse protéique, 418-419, 418f
Terminaison, signaux de, 405
pour la transcription bactérienne, 397
Terminale, transférase, 450t, 449
Tertiaire, structure, 47f
facteurs stabilisateurs, 41
Testostérone, 497
métabolisme, 500
produit métabolique, 500
voie de biosynthèse, 501f
Tétracycline, 451
Tétraédrique, intermédiaire de transition, dans la
catalyse acido-basique, 62
Tétrahélicoïdal, faisceau, 582
Tétrahydrobioptérine, 279f
Tétrahydrofolate, 555
Tétraiodothyronine (thyroxine/T4), 498, 505
plasmatique, 511t
stockage, 510t
synthèse, 504
Tétramères
d’histones, 365-366
le modèle de l’hémoglobine, 51
Tétroses, 138, 138t
Tf. Voir Transferrine
TFIIA, 396
TFIIB, 396
TFIID, 396, 397, 398
TFIIE, 395, 396
TFIIF, 395
TFPI. Voir Facteur Tissulaire, voie d’inhibition du,
TfR. Voir Transferrine, récepteur de la
TGF-β, facteur transformant β, 732
Thalassémies, 57
Théobromine, 336, 337f
Théophylline, 336, 337f
Thérapie génique, 5, 461, 586, 766, 768t, 787t
de défauts de biosynthèse de l’urée, 289
niveau d’expression, 759
Thermodynamique
biochimique (bioénergétique), 113-116. Voir aussi
ATP
et réversion de la glycolyse, 195-197
lois de la, 113-114
interactions hydrophobes et, 9
Thermodynamique, lois de la, 114
interactions hydrophobes et, 9
Thermogenèse, 257-258, 258f
induite par l’alimentation, 257, 538, 539, 782
Thermogénine, 132, 258, 258f
Thiamine (vitamine B1),
coenzymes dérivés, 60
dans le cycle de l’acide citrique, 173
effet sur le métabolisme du pyruvate, 181, 183, 551
Thiamine diphosphate, 551-552
Thioestérase, 226, 227f, 227
6-Thioguanine, 338, 338f
Thiokinase (acyl-CoA synthétase)
dans l’activation des acides gras, 217, 218f
dans la synthèse des triacylglycérols, 239, 255f, 258
Thiol ester, famille de protéines plasmatiques, 667
Thiolase, 218, 218f, 220
dans la synthèse du mévalonate, 261, 261f
Thiophorase (succinyl-CoA-acétoacétate-CoA transférase), 172, 222
Thiorédoxine réductase, 346, 346f
Thiorédoxine, 346
Thréonine, 19t
besoins, 540
catabolisme, 296
phosphorylée, 311
Thrombine, 676, 677f, 680f
activation par le facteur Xa à partir de la prothrombine, 677, 678
dans l’activation plaquettaire, 682, 683f
effet de l’antithrombine III, 680
et formation de la fibrine, 678-679, 679f
résidus conservés, 64t
taux dans la circulation, contrôle, 679
Thrombolyse,
effet de t-PA et streptokinase, 681, 681f
suivie par des analyses de laboratoire, 684
Index
Thrombomoduline, dans la coagulation sanguine,
679t, 680, 684t
Thrombopoïétine, 688
Thrombose, 679-685. Voir aussi Coagulation
différents types de thrombus, 675
et taux circulant de thrombine, 679
étapes, 701
lors d’un déficit en protéine C ou S, 707
prévention de l’hyperhomocystéinémie et des
thromboses par des compléments d’acide folique,
575
prévention par l’antithrombine III, 680
produits des cellules endothéliales impliqués, 682,
684t
traitement par le t-PA et la streptokinase, 708, 708f
Thromboxane A2, 149f
dans l’activation plaquettaire, 682, 683f
Thromboxanes, 149, 149f, 233, 236
formation par la voie de la cyclooxygénase, 233,
234f
Thrombus, 780, 779f
Thrombus blanc, 676
Thrombus rouge, 679
Thymidine, 355t
appariement de bases dans l’ADN, 354, 355f
Thymidine monophosphate (TMP), 335t
Thymidylate, 350
Thymine, 335t
Thymine, dimères de, 786
Thyréostimulante, hormone (thyréostimuline, TSH)
dosage, 753, 754, 754f
valeurs de référence, 766t
Thyroglobuline, 505
Thyroïde, tests fonctionnels, 754t
hormone thyréostimulante, 753
taux sérique total de thyroxine, 754
Thyroïdes, maladies de la, tests diagnostiques, 755
Thyroïdienne, globuline de liaison aux hormones,
657t
Thyroïdiennes, hormones, dans la lipolyse, 257, 256
Thyroïdiennes, hormones, récepteurs, 495
Thyroïdiennes, hormones, régulation de gènes par,
545
Thyrotropine, hormone de libération de la, (TRH),
776
Thyroxine (T4), 449
stockage/sécrétion, 454-455, 455t
Thyroxine totale, taux sérique, 755
Thyroxine, globuline de liaison à la, 511
Thyroxine, valeurs de référence, 757t
Tiglyl-CoA, catabolisme du, 304f
TIM. Voir Translocase de la membrane interne
Timnodonique, acide, 148t
Tissu adipeux brun, rôle, 257-258, 258f
Titine, 639
Tm. Voir Fusion/transition, température de,
TMP (thymidine monophosphate), 336 335f
Tocophérol, 548t. Voir aussi Vitamine E
comme antioxydant, 125, 154, 548
α-tocophérol, 564
Tocotriénol, 549. Voir aussi Vitamine E
TOF, spectrométrie de masse, (temps de vol), 32
Tolbutamide, 224
TOM. Voir Translocase de la membrane externe
Tonneau, structures en forme de, 579
Tophi, 773
Topogéniques, séquences, 578
Topoisomérases, ADN, 356, 381f, 381
Toxémie gravidique des brebis (grossesses gémel­
laires)
cétose, 224
et stéatose hépatique, 253
845
Toxicologie, 2
Toxines microbiennes, 486
Toxophéroxyl, radical libre, 549
TpC. Voir Troponine C
TpI. Voir Troponine I
TpT. Voir Troponine T
Traduction, 404
Traduction, arrêt de, 362
TRAM ( protéine de translocation de chaîne associée
à la membrane), 576
Trans-golgien, réseau, 570
Trans, acide gras, 149, 233
Transactivatrices, protéines, 463
Transaldolase, 206
Transaminase glutamique pyruvique sérique, 284
Transaminases. Voir Aminotransférases
Transamination, 159, 160f
dans la biosynthèse de l’urée, 283f, 284
dans le catabolisme du squelette carboné des acides
aminés, 292-293, 292f
rôle du cycle de l’acide citrique, 173, 174f
Transcétolase, 206, 207f
érythrocytaire, dans la détermination du statut
nutritionnel en thiamine, 551-552
thiamine diphosphate dans les réactions l’impliquant, 206, 208, 551
Transcétolase érythrocytaire, activation de la, pour
doser le statut alimentaire en thiamine, 552
Transcortine (globuline de liaison des corticostéroïdes), 511, 657t
Transcription, 356, 395-396, 452
activateurs et coactivateurs la contrôlant, 399
dans la régulation de l’expression génique, 428-432.
Voir aussi Gène, expression
initiation (amorçage), 390
inverse dans les rétrovirus, 358, 380
promoteurs bactériens, 393
promoteurs eucaryotes, 394-396
régulation par l’acide rétinoïque, 549
synthèse d’ARN, 344, 389-390
Transcription, complexe de, eucaryote, 395f, 396
Transcription, éléments de contrôle de la, 399t
Transcription, facteurs de, 399t
Transcription, unité de, 390
Transcriptome, information du, 461
Transcriptomique, 4
Transcrits, profilage des, 464
Transcytose, 584
Transfection de cellules en culture, 438
Transférases, 60
Transferrine, 537, 657t, 658, 659
Transferrine, récepteur de la, 659
Transferrine, saturation de la, 774
valeurs de référence, 755t
Transfert capillaire (blot), techniques, 448
Transfert de groupe, potentiel de, 116
des nucléosides triphosphates, 337, 338t
Transfert de groupe, réactions de, 10
Transfert, ARN de, (ARNt), 358-359, 389, 389t, 409,
410f. Voir aussi ARN
aminoacyl, dans la synthèse protéique, 416
maturation et modification, 404-405
région anticodon, 408
suppresseur, 412-413
Transfusion et groupes sanguins ABO, 696
Transfusion sanguine et importance du système ABO,
696
Transgéniques, animaux, 436, 461
Transglutaminase, dans la coagulation sanguine, 676,
679t, 680f
Transhydrogénase, et translocation de protons, 134
Transition, analogues de l’état de, 62
846
Index
Transition, états de, 73-74
Transition, intermédiaire de l’état de,
formation durant une réaction chimique simple,
73f
tétraédrique dans la catalyse acido-basique, 62
Transition, mutations par, 411, 410f
Transition/fusion, température de, Tm, 356, 480
Translocase de la membrane externe, 570
Translocase de la membrane interne, 570
Translocation
dans la lumière, 574
de protéines, 26f, 570
Translocation de chaîne, protéine de, associée à la
membrane, (TRAM), 575
Translocation, complexes de, 570
Translocation, mécanismes spéciaux de, 572
Translocon, 575
Transmembranaire, signalisation, 474, 490, 684
dans l’activation plaquettaire, 682, 683f
Transmembranaires, protéine à multiples domaines,
échangeuse d’anions, 694, 695
Transmembranaires, protéines,
canaux ioniques, 483-485, 485f, 485t
Transmigration (diapédèse) des neutrophiles, 604
Transport actif, 481, 481t, 482, 482f, 483f, 483t
dans la sécrétion de la bilirubine, 326, 326f
Transport inverse du cholestérol, 252, 252f, 258, 265f,
268
Transport, protéines de, 657t
Transport, systèmes de/transporteurs, 477, 578. Voir
aussi les différents types
actif, 481, 481t, 482, 482f
cassette de liaison à l’ATP, 252, 252f
comparaison aux canaux ioniques, 483t
dans l’insertion cotraductionnelle, 576, 576f
diffusion facilitée, 68t, 482, 482f, 483, 484f
du glucose. Voir Glucose, transporteurs
gènes les codant, 574t, 585
implication dans la diffusion facilitée, 482-483
implication dans la diffusion passive, 481-482
implication dans le transport actif, 482-483
membranaires, 482
Transport, vésicules de, 569, 577, 581-584, 582t, 583f
dans le trafic intracellulaire, 580
définition, 581
revêtement des vésicules, 581
Transporteur multispécifique d’anions organiques
(MOAT), 326
Transporteurs, protéines/systèmes, 482
Transposition, 371-374
rétroposons/rétrotransposons, 371
Transthyrétine, 667
Transverse, asymétrie membranaire, 585
Transverse, mouvement, des lipides à travers la membrane, 478
Transversions, mutations par, 411, 410f
Trastuzumab, 743t
Traumatisme, perte protéique consécutive à un, 540
Tréhalase, 534
Tréhalose, 143t
Tremblante, 46
TRH. Hormone de libération de la thyrotropine, thyréolibérine, 776
Triacylglycérols (triglycérides), 150, 150f, 248, 257258
dans le cœur des lipoprotéines, 248, 248f
dans le tissu adipeux, 157
digestion et absorption, 534, 535
interconversion des, 164
médicaments réduisant leur niveau sérique, 268,
269
métabolisme, 158, 159f, 161, 161f
dans le tissu adipeux, 255-256, 255f
et lipoprotéines de haute densité, 251-253, 252f
et stéatose hépatique, 253-254, 254f
hépatique, 253
hydrolyse, 238-239
synthèse, 238-239, 240f
transport, 249, 249f, 250f
Triage, décision majeure dans le, 568
Tricarboxylate, anions, et systèmes de transport dans
la régulation de la lipogenèse, 230
Tricarboxyliques, cycle des acides,. Voir Citrique,
cycle de l’acide,
Triglycérides (à jeun), valeurs de référence, 756t
Triglycérides. Voir Triacylglycérols
Triiodothyronine (T3), 498
plasmatique, 511t
stockage, 510t
synthèse, 504
Triméthoprime, 556
Trinucléotides, expansions de répétitions de, 372
Triokinase, 217
Trioses phosphates isomérase, 40f
Trioses phosphates, acylation des, 158
Trioses, 138, 138t
Triphosphates, nucléosides, 337, 339f
Triple hélice, structure en, du collagène, 47
Triplets, codons, code génétique à, 409t
Tropocollagène, 47
Tropoélastine, 614
Tropomyosine, 631, 634, 636, 694t
rôle inhibiteur dans le muscle strié, 636
Troponine C, 636
Troponine I, 636
Troponine T, 636, 779
valeurs de référence, 756t
Troponine, pour le diagnostic de l’infarctus du myocarde, 67
Troponine/complexe de la troponine, 634f, 636
rôle inhibiteur dans le muscle strié, 636
Trypsine, 63, 537
dans la digestion, 535
résidus conservés, 64t
Trypsinogène, 537
Tryptophane, 20t, 310, 540
besoins, 540
catabolisme, 300-302, 301f
coefficient de perméabilité, 477f
déficit, 552
pour la synthèse de niacine, 552
l-Tryptophane dioxygénase (tryptophane pyrrolase),
124
Tryptophane oxygénase/ l-tryptophane oxygénase
(tryptophane pyrolase), 124, 301f, 302
TSH, 776. Voir Thyréostimulante, hormone
Tubulaire, protéinémie, 753t
Tumeur, gène suppresseur de
et oncogènes, différences, 730t
fonctions, 729, 730
propriétés, 730t
rôle dans le développement du cancer colorectal,
730, 731, 731f
Tumeur, promoteur de, 765
Tumeurs, 721
immunologie, 743
pH et pression de l’oxygène, 740
Tumoraux, biomarqueurs, 742, 749t
Tumoraux, virus, 728
oncogènes, 729
Tunicamycine, 601
TX. Voir thromboxanes
Tyrosine, 19t, 21, 310, 314f, 495
besoins, 540
catabolisme, 297-298, 299f
dans l’hémoglobine M, 55
dans la synthèse d’hormones, 503-504
phosphorylée, 311
pour la formation d’adrénaline et de noradrénaline,
314f
synthèse, 279, 279f
Tyrosine aminotransférase, 294t
défectueuse dans la tyrosinémie, 297
Tyrosine hydroxylase, dans la biosynthèse des catécholamines, 504
Tyrosine kinase, inhibiteurs, 738
Tyrosine, dérivés, 497f
Tyrosinémie néonatale, 298
Tyrosinémie, 298
Tyrosinose, 298
U
Ubiquination, 26f
des protéines mal repliées, 579, 580f
Ubiquinone (Q/coenzyme Q), 172
dans la chaîne respiratoire, 127, 128f, 129f
dans la synthèse du cholestérol, 262f, 263
Ubiquitine et dégradation protéique, 282, 282f, 580581, 581f
UDP-Glc pyrophosphorylase, 591f
UDP-glucose. Voir Uridine diphosphate glucose
UDPGal. Voir Uridine diphosphate galactose
UDPGlc. Voir Uridine diphosphate glucose
UFA (acides gras non estérifiés). Voir Acides gras
libres
Ulcères, 534
Ultraviolets, rayons, 717, 717f
cancérigènes, 726
Ultraviolette, lumière
absorption par les nucléotides, 336-337
et synthèse de vitamine D, 546
UMP (uridine monophosphate), 335t, 336f
Uniport, système, 483, 483f
UNiProt, 99
Uracile, 335t
Uracilurie-thyminurie, 350, 351
Urate, comme antioxydant, 154
Urée sérique comme marqueur de la fonction rénale,
753
Urée, 769
coefficient de perméabilité, 477f
et métabolisme des acides aminés, 159, 160f
produit du catabolisme de l’azote, 286-288
synthèse, 283f, 284, 284f
maladies métaboliques associées, 288-289
thérapie génique, 289
Urée, maladies du cycle de l’, 288
Uricosuriques, médicaments, 773
Uridine diphosphate galactose (UDPGal)-4-épimérase, 212, 212f
Uridine diphosphate galactose, 212, 591
Uridine diphosphate glucose (UDP/UDPGlc), 188,
188f, 590
dans la biosynthèse du glycogène, 186, 187f
Uridine diphosphate glucose déshydrogénase, 212f
Uridine diphosphate glucose pyrophosphorylase, 209,
212f
dans la biosynthèse du glycogène, 186, 187f
Uridine diphosphate-glucuronate/glucuronique, acide,
209, 212f
Uridine monophosphate (UMP), 335t, 336f
Uridine triphosphate (UTP), dans la biosynthèse du
glycogène, 187, 188f
Uridine, 334f, 335t
Index
Uridyl transférase, déficit en, 212
Urine, 773
constituants anormaux, 753, 753t
Urique, acide, 336, 336f
excrétion quotidienne, 772
formé par catabolisme des purines, 348, 349f
valeurs de référence, 756t
Urobilinogène
conjugué de bilirubine réduit en, 326-327
dans la jaunisse, 329, 329t
valeurs normales, 329t
Urocanique, acidurie, 295
Urokinase, 678, 682f
Uronique, acide, 618
interruption, 212
Uronique, acide, voie de l’, 209, 210f
Uroniques, acides, 143
Uroporphyrines, 319f
détection spectrophotométrique, 321-322
Uroporphyrinogène décarboxylase, 320, 320f, 321f,
322f, 323t
dans la porphyrie, 323t
Uroporphyrinogène I synthase, dans la porphyrie,
323t
Uroporphyrinogène I, 320, 321f, 322f
Uroporphyrinogène III, 320, 320f, 321f
UTP dans la phosphorylation, 118
V
v-SNARE, protéines, 582-584
V, régions/segments. Voir Variable, régions/segments
Vache folle, maladie de la, (encéphalopathie spongiforme bovine), 46
Vaisseaux Sanguins, effet du monoxyde d’azote (NO),
645
Valérique, acide, 148t
Valine, 19t, 22
besoins, 540
catabolisme, 303, 304f, 305f
interconversion, 279
Valinomycine, 134
van der Waals, forces de, 10
Vanadium, 559t
Variable, région/segment, 668-669
chaîne légère des immunoglobulines, 668, 670
chaîne lourde des immunoglobulines, 669
des immunoglobulines, 670
gène les codant, 670
Vasculaire, système, effet du monoxyde d’azote NO,
631, 645-646, 645f, 645t, 646t
Vasodilatateurs, 631
monoxyde d’azote NO, 644
VDRE. Voir Vitamine D, élément de réponse à la,
Vecteur, de clonage, 451t
Végétarien, régime, et déficit en vitamine B12, 554
VEGF (facteur de croissance endothélial vasculaire),
738
Vérouillé, état, 644-645
Vésicules
adressage, 580f
approche génétique de leur étude chez la levure,
581
recouvertes, 581, 582f
effet de la bréfeldine A, 583
sécrétoires, 568, 569f
transport, 568, 580-584, 580f, 581t
types et fonctions, 581t
Vi. Voir Vitesse initiale
Vie, durée de
évolution et, 722
vs longévité, 712
vs masse corporelle des mammifères, 721
Vie, espérance de
calcul, 712
moyenne, 712t
Vieillissement
en tant que processus préprogrammé, 719-722
et mortalité, 712
gènes impliqués
découverte chez des organismes modèles, 721
facteurs de transcription, 722
théorie métabolique, 720
théories par usure, 712-718
espèces réactives de l’oxygène, 714-716, 714f,
715f
glycation des protéines, 717, 718, 718f
mitochondries, 716-717
radicaux libres, 716
rayons ultraviolets, 717, 717f
réactions hydrolytiques, 712-714, 713f
Vieillissement, théorie de l’usure associée aux mécanismes de réparation moléculaire
altération des protéines, 719
mécanismes de relecture et de réparation, 718-719
mécanismes enzymatiques et chimiques, 718
Vieillissement, théorie par usure, 713-718
espèces réactives de l’oxygène, 714-716, 714f, 715f
glycation des protéines, 717, 718, 718f
mécanismes de réparation moléculaire et, 718-719
mitochondries, 716-717
radicaux libres, 716
rayons ultraviolets, 717, 717f
réactions hydrolytiques, 712-714, 713f
VIH/HIV, protéase du, dans la catalyse acido-basique,
62
Viral, oncogène. Voir Oncogènes
Virale, infection, 580, 768
Virtuelles, cellules, 102
Virus
altération de la synthèse des protéines de la cellule
hôte, 420f
causes de cancer, 727, 728t
Virus de la grippe aviaire (H5N1), 607
représentation schématique, 607
Vision et vitamine A, 544
Vitamine A, 544
carence, 545
dans la vision, 544
excès/toxicité, 545-546
fonctions, 544
Vitamine B, complexe de la,. Voir aussi les différentes
vitamines
coenzymes dérivés, 60
dans le cycle de l’acide citrique, 173
Vitamine B1 (thiamine), 551
carence, 551
effet sur le métabolisme du pyruvate, 181, 183,
551
coenzymes dérivés, 60
dans le cycle de l’acide citrique, 173
Vitamine B12 (cobalamine), 554
absorption, 554
facteur intrinsèque, 537
carence, 554-555
dans l’acidurie méthylmalonique, 197
Vitamine B12, enzymes dépendantes de la, 555
Vitamine B2 (riboflavine), 552
carence, 552
coenzymes dérivés, 60, 552
dans le cycle de l’acide citrique, 173
déshydrogénases qui en dépendent, 122
847
Vitamine B6 (pyridoxine/pyridoxal/pyridoxamine), 559
carence, 553
excrétion de xanthurénate l’accompagnant, 302,
302f
excès/toxicité, 575-576
Vitamine C (acide ascorbique), 206, 559
carence, 558
effet sur le collagène, 47
coenzyme, 557
comme antioxydant, 154
dans la synthèse du collagène, 46, 557
effets bénéfiques, 558
et absorption du fer, 537, 557
Vitamine D, 549
carence, 548
dans l’absorption du calcium, 537, 547
excès/toxicité, 548
l’ergostérol comme précurseur, 153, 153f
métabolisme, 546-548
Vitamine D3 (cholécalciférol), 549, 550
comme antioxydant, 124, 153
formation et hydroxylation, 503f
Vitamine E, 564, 565, 766
Vitamine H. Voir Biotine
Vitamine K, 550, 552
carence, 550
dans la coagulation, 549
et protéines de liaison au calcium, 550, 551
Vitamine K, facteurs de coagulation en dépendant,
676
effet des anticoagulants coumariniques, 680
Vitamine K, hydroquinone, 551, 552f
Vitamines, 3, 553-559, 545t. Voir aussi les différentes
vitamines
dans le cycle de l’acide citrique, 173
digestion et absorption, 537
fonctions métaboliques, 543
hydrosolubles, 551-558
liposolubles (dans les graisses), 543-551, 547t
Vitamines, toxicité des, 545
Vitesse
effet des inhibiteurs, 80
initiale, 75
maximale (Vmax)
détermination par l’équation de Michaelis-Menten, 77
effet des inhibiteurs, 77
effets allostériques, 90
influence de la concentration en substrat, 76
Vitesse initiale, 76
effet des inhibiteurs, 80
Vitesse maximale (Vmax)
effets allostériques sur la, 90
effet des inhibiteurs, 80-81
Vitesse, constante de, 74
Keq en tant que rapport de, 75
Vitesse, réaction limitante du point de vue de la, régulant le métabolisme, 88
VLDL. Voir lipoprotéine de très faible densité
Vmax. Voir Vitesse maximale
VNTR, répétitions en tandem en nombre variable,
593
en médecine légale, 459
Voltage, canaux dépendants du, 484, 485, 642t
von Gierke, maladie de, 190t, 349
von Hippel-Lindau, syndrome de, 283
von Willebrand, facteur de, 681, 682
dans l’activation plaquettaire, 682
von Willebrand, maladie de, 681
848
Index
W
Warburg, effet, 741
Warfarine, 550, 551, 680
effet sur la vitamine K, 549-551
Watson-Crick, appariements de bases, 10, 379, 379f
Wernicke-Korsakoff, syndrome de, 548t
Wernicke, encéphalopathie de, 552
Williams-Beuren, syndrome de, 615
Wilson, maladie de, 491t, 664
et méthylhistidine, 309
gènes mutés, 477t, 664
taux de céruloplasmine observés, 665
Wobble (flottement), 410
X
X, chromosome, maladies dégénératives liées au, 769
X, maladies liées au chromosome, diagnostic par
RFLP, 460
Xanthine, 336, 336f
Xanthine oxydase, 122
déficit associé à l’hypouricémie, 349
Xanthurénate, excrétion lors de carence en vitamine
B6, 302, 302f
Xénobiotiques
définition, 703
métabolisme, 703
enzymes impliquées, 703
phases, 703, 704
pour l’excrétion hors du corps, 703, 704
réactions de conjugaison, 705-707
principales classes, 703
réponse aux
antigénicité, 708
carcinogènes, 708
pharmacologie, 707
toxicité, 707, 708, 708f
Xénobiotiques, enzyme les métabolisant, effet de facteurs, 708
Xeroderma pigmentosum, étude de cas, 785-786
Xérophthalmie, par déficit en vitamine A, 543, 548t
XP. Voir Xeroderma pigmentosum
d-Xylose, 140f, 141t
d-Xylulose, 140f
l-Xylulose, 141t
accumulation lors de pentosurie essentielle, 212
Y
YAC (chromosome artificiel de levure), vecteur, 450
Z
Z, ligne, 631, 632f
Zellweger, syndrome de, (cérébrohépatorénal), 224,
573, 574t
Zinc, 560
Zinc, motif en doigt à, 439, 440
Zone pellucide, 603
ZP. Voir Zone pellucide
Zwitterions, 20
Zymogènes, 92, 537
dans la coagulation sanguine, 676, 677f
et réponse rapide à la demande physiologique, 91
I
Weil
Claire, concise et illustrée tout en couleur, la Biochimie
de Harper, n’a pas son équivalent pour clarifier le lien
entre la biochimie et les bases moléculaires des maladies. En combinant d’excellentes illustrations en
couleur à un exposé intégré des maladies biochimiques
et des données cliniques, cette édition présente une
organisation et un équilibre harmonieux de détails et de
concision qui fait défaut à tous les autres ouvrages traitant de ce sujet.
u Chaque chapitre a été mis à jour pour rendre compte
des derniers progrès des connaissances et de la technologie.
u Chaque chapitre débute à présent par une liste des
objectifs, suivie d’un bref exposé sur l’importance
biomédicale des sujets traités dans le chapitre.
u Un nombre accru de tableaux, qui résument les informations importantes, comme par exemple les besoins
en vitamines ou en sels minéraux.
Traduction de la 29e édition américaine
ISBN : 978-2-8041-7561-0
image : D.R.
Conception graphique : Primo&Primo
a Plus de 600 illustrations en couleur
a Une liste des objectifs au début de chaque chapitre
a Des focus qui font le lien entre le sujet étudié et
l’application biomédicale
a 250 questions à choix multiples
a Un résumé et des références bibliographiques
à la fin de chaque chapitre
a Une liste actuelle des sites internet de biochimie
Lionel Domenjoud est Maître de conférences à l’Université
de Nancy 1, traducteur des ouvrages Biochimie (Voet), Précis
de génomique (Gibson) et Principes de génie génétique
(Primrose) pour les éditions De Boeck Supérieur.
www.deboeck.com
HARPER
I
Bender
Murray
Kennelly
I
I
I
Bender
Botham
Rodwell
Weil
I
Biochimie
de Harper
Traduction de Lionel Domenjoud
u 250 questions à choix multiples pour tester vos connaissances et votre compréhension.
Biochimie de Harper
Un ouvrage clair et actualisé
I
Pour une compréhension claire des principes Les nouveautés de cette 5e édition française
de biochimie et de biologie moléculaire en u Des nouveaux chapitres sur le vieillissement, le cancer
et la chimie clinique.
relation avec la médecine moderne
Murray
Biochimie de Harper
Weil
Rodwell
Botham
I
I
I
Rodwell
Bender
I
Kennelly
I
Kennelly
Murray
Botham
Murray_2013_Biochimie de Harper 17/04/13 11:20 Page1
5 e édition