Métabolisme de acides gras Bilan
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Métabolisme de acides gras Toutes les formules du cours sont à savoir, elles n’apparaitront pas dans cette fiche, il faudra donc se référer au polycopié. I. La beta oxydation des acides gras : dans la matrice mitochondriale. Les acides gras sont une source majeure d’énergie pour nos cellules (9kcal/g). La bêta oxydation est leur voie métabolique principale. Il s’agit d’une réaction de catabolisme, car on part d’un nutriment brut pour arriver à la production d’énergie en le dégradant. • Cas général 1. Activation des AG qui vont être associés au coenzyme A. Utilisation de deux ATP. L’acide gras —> AcylCoa (via une acylthiokinase) 2. Création d’une double liaison entre les carbones alpha et bêta. On oxyde la molécule, donc utilisation de FAD qui se transforme en FADH2. AcylCoa —> trans delta 2 enoylCoa (via une acylCoa deshydrogénase.) 3. L’acide gras étant insaturé, on peut lui greffer un groupement hydroxyle sur le C bêta par élimination de la double liaison. Nécessité d’H2O. Trans delta 2 enoylCoa —> L-3hydroxyacylCoa (via une crotonase) 4. On se débarrasse de l’hydrogène excédentaire au niveau du groupement hydroxyle, afin d’obtenir un groupement carbonyle. On utilise un cofacteur oxydant : le NAD+ —> NADH2. L-3-hydroxyacylCoa —> 2 cétoacylCoa (via une deshydrogénase.) 5. Clivage de la molécule après le carbone alpha pour obtenir un AcylCoa à n-2 carbones et un AcetylCoa. Nécessité de CoaSH pour pouvoir réutiliser la molécule d’AcylCoa n-2C. Bilan : Acyl Coa (n)C + FAD + NAD + H2O + CoaSH —> AcylCoa (n-2)C + AcetylCoa + FADH2 + NADH2 L’AcylCoa raccourci va pouvoir refaire un nouveau cycle de bêta-oxydation. Grâce à la production d’équivalents réducteurs et d’AcetylCoa, on va avoir production d’ATP via un couplage avec la respiration mitochondriale et le cycle de Krebs : Etape 1 (activation) -2 ATP une seule fois par molécule. Etape 2 +2 ATP par tour Etape 3 Etape 4 +3 ATP par tour Etape 5 +12 ATP par tour + 12 ATP au dernier tour Si AG avec double liaison sur un carbone pair -3 ATP par tour Si AG avec double liaison sur un carbone impair - 2 ATP par tour • Bêta oxydation des AG à nombre impair de carbone Les informations contenues dans cette fiche ne peuvent en aucun cas faire l'objet de contestation au concours de PACES. Tous droits réservés au TeD. Au terme du dernier cycle de bêta-ox, production d’AcetylCoa et d’un PropionylCoa qui après conversion en SuccinylCoa va pouvoir rejoindre le cycle de Krebs. II. La cétogénèse : dans la matrice mitochondriale. Dans certaines situations, l’AcetylCoa, au lieu de rejoindre le cycle de Krebs, pourra s’engager dans la cétogénèse. C’est notamment le cas en situation de jeûne lorsqu’il y a Néoglucogénèse : l’oxaloacétate devient insuffisant pour rentrer dans le CK, il y a donc limitation de cette voie métabolique —> l’AcetylCoa produit par bêta oxydation rejoindra donc la cétogénèse. 1. Condensation de deux AcetylCoa —> AcetoacetylCoa (via une 3 cétothiolase : il s’agit de la même enzyme que celle utilisée lors de la dernière étape de la bêta oxydation) 2. Condensation d’une 3ème molécule d’AcetylCoa —> 3 hydroxy 3 méthylglutarylCoa (HMGCoa) : c’est un intermédiaire de la synthèse du cholestérol (via une HMGCoa synthase) 3. Clivage avec carrefour réactionnel, production d’Acétoacétate ( via une enzyme de clivage: l’HMGCoa lyase). L’acétoacétate peut alors subir deux transformations : - En Acétone via une décarboxylation spontanée (qui sera éliminée par voie pulmonaire. - En BêtaHydroxyBuryrate (forme de transport sanguin de l’acétoacétate) via une déshydrogénation, avec utilisation de NADH2 et production de NAD (c’est une réaction réversible) Bilan : 2 AcetylCoa (on ne compte pas celui utilisé à l’étape 2 car au niveau de l’étape 3 il y a régénération d’un AcetylCoa) + NADH2 —> BêtaOHbutyrate + NAD + 2CoaSH. • Utilisation des corps cétoniques : L’Acétoacétate peur être activé en AcétoacétylCoa via deux réactions différentes : - Activation directe via condensation au CoaSH. Nécessité de deux liaison riches en énergie, soit de 2 ATP - Echange de groupement CoaSH avec le succinylCoa via une CoA transférase. Nécessité d’une seule molécule d’ATP. L’AcétoacétylCoa ainsi produit peut ensuite se cliver en deux AcetylCoa via une bêta cetothiolase. Les corps cétoniques sont très utilisés par le coeur, quelle que soit la situation, qui les retransforme en AcetylCoa pour les incorporer dans le cycle de Krebs. Les informations contenues dans cette fiche ne peuvent en aucun cas faire l'objet de contestation au concours de PACES. Tous droits réservés au TeD. III. La biogenèse des acides gras : dans le cytoplasme. Attention, contrairement aux deux voies précédentes, celle-ci se déroule dans le cytoplasme de la cellule, principalement au niveau du foie et du tissu adipeux. • La biogenèse permet de « rajouter » 2C à une molécule initiale. 1. La première étape se divise en deux sous-étapes : - D’une part : une molécule d’AcetylCoa (préalablement transformée en malonylCoa, besoin d’ATP) se condense à un groupement acide pantothénique (c’est un analogue du CoaSH), appartenant à l’acide gras synthase. - D’autre part : les groupements acyles se fixent sur un deuxième site de liaison de l’enzyme correspondant à un groupement cystéine. 2. Les deux molécules ainsi obtenues se condensent pour former un 3 cetoacylenzyme. Nécessité d’une molécule d’eau. (via une 3 cétoacylsynthase) 3. On réduit le 3 cétoacylenzyme en 3 hydroxyacylenzyme. Nécessité de NADPH2 qui sera oxydé en NADP+ (via une réductase) 4. On transforme le groupement hydroxyle en groupement carbonyle —> delta 2 trans enoylenzyme. Départ d’une molécule d’eau. (via une deshydratase) 5. Réduction de la double liaison et obtention d’un acylenzyme à (n+2)C (via une réductase) Après 7 cycles d’élongation, on aboutit à la formation de palmitate (à 16C). C’est sous l’action d’une thioestérase qu’il sera libéré. L’élongation des AG > 16C se déroulera dans le réticulum endoplasmique. Bilan de la synthèse du palmitate : 8 AcetylCoa + 7 ATP (au niveau de l’activation de l’AcetylCoa) + 14NADPH2 —> Palmitate + 8Coa + 7 ADP + 14 NADP • Acides gras insaturés : Il existe des désaturase chez l’homme qui permettent de créer des doubles liaisons au sein de la chaîne carbonnée : - delta 9 désaturase - delta 4 désaturase - delta 5 désaturase - delta 6 désaturase La biosynthèse des AG ayant des doubles liaisons au delà du C9 est impossible, c’est pour cela qu’ils sont indispensables. (acide linoléique et linolénique) Les informations contenues dans cette fiche ne peuvent en aucun cas faire l'objet de contestation au concours de PACES. Tous droits réservés au TeD. Les autres AG polyinsaturés sont synthétisés par une combinaison de réactions de désaturation et d’élongation. IV. Les eicosanoïdes. Ce sont des dérivés oxygénées d’AG polyinsaturés à 20 atomes de C. On distingue : - Les prostaglandines formées via les cyclo-oxygénases. - Les leucotriènes et les lipoxynes formées par les lipoxygénase. • Les prostaglandines. Structure Effets Prostaglandine D -Fonction OH en C9 -Fonction cétone en C11 -Inhibition de l’agrégation plaquettaire -Inhibition de la migration et prolifération lymphocytaire -Inhibition de la production de cytokines inflammatoires -Vasodilatateur Prostaglandine E -Fonction OH en C11 -Fonction cétone en C9 (inverse de PGD) -Vasodilatateur -Diminue la sécrétion gastrique -Favorise les contractions utérines -Favorise l’agrégation plaqettaire -Inhibe la biosynthèse des leucotriènes -Pyrogène -Bronchodilatatrice Prostaglandine F -Fonctions OH sur C9 et C11. -Vasoconstricteur -Bronchoconstricteur Thromboxane A -2ème cycle avec un O qui relie les carbones 9 et 11 -Liaison ether entre C11 et C12 -Pro-agrégant plaquettaire -Vasoconstricteur. Prostaglandine I : Prostacycline -2ème cycle avec un O qui relie C9 et C6 -Fonction OH en C11 -Anti-agrégant plaquettaire -Vasodilatateur -Bronchodilatateur -Diminution des sécrétions gastriques • Les leucotriènes. Ils sont synthétisés via la voie de la 5-lipoxygénase. Les informations contenues dans cette fiche ne peuvent en aucun cas faire l'objet de contestation au concours de PACES. Tous droits réservés au TeD. - L’acide arachidonique donne les leucotriènes de série 4. - L’EPA donne les leucotriènes de série 5. - L’acide eicosatriènoïque donne les leucotriènes de série 3. Ils ont des effets biologiques très importants : - Pro inflammatoires (migration et prolifération lymphocytaire ainsi que sécrétion de cytokines pro-inflammatoires) - Pro agrégants plaquettaires - Vasodilatateurs - Bronchoconstricteurs Les informations contenues dans cette fiche ne peuvent en aucun cas faire l'objet de contestation au concours de PACES. Tous droits réservés au TeD.
