BCM1502-plan de cours 2016 - ESI

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BCM 1502 – FONDEMENTS DU MÉTABOLISME
(4 crédits)
Plan de cours - session hiver 2016
RESPONSABLE DU COURS: Jurgen Sygusch
PROFESSEURS
Jurgen Sygusch
Département de biochimie et médecine moléculaire,
local B-336-1
[phone]
[e-mail]
Christian Baron
Département de biochimie et médecine moléculaire,
local D-360
[phone]
[email protected]
Pierre Allard
CHU Sainte-Justine
Service de génétique médicale
[phone], poste 4095
[e-mail]
Mathieu Ferron
Institut de recherches clinique de Montréal
IRCM
[phone]
[e-mail]
DISPONIBILITÉS
Tutorat en ligne
Pour des questions ou précisions concernant la matière abordée en cours, il est suggéré d’utiliser dans un premier
temps le module de tutorat en ligne du Département de biochimie de l’Université de Montréal. Ceci ne vise pas à
vous empêcher de contacter les professeurs, mais comme plusieurs étudiants ont souvent les mêmes questions, cela
permet ensuite à tous d’avoir accès à l’ensemble des questions et réponses. Les tuteurs répondront le plus rapidement
possible à vos questions. L’adresse électronique du module de tutorat en ligne est : http://www.agorabcm.com
Professeurs
En dehors des cours, les professeurs peuvent être contactés par téléphone ou par courrier électronique. Si vous
utilisez un autre numéro de téléphone ou une autre adresse électronique que celles mentionnées ci-haut pour
contacter les professeurs, vous n’aurez pas de réponse (Ne posez pas de question aux professeurs sur StudiUM).
Pour rencontrer les professeurs, il faut avoir préalablement pris rendez-vous. Étant donné que les professeurs peuvent
à l’occasion ne pas être disponibles le jour même ou le lendemain, il est fortement recommandé de ne pas attendre la
veille d’un examen pour les contacter.

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NOTES DE COURS
À moins d’avis contraire, les notes de cours seront disponibles uniquement sur le portail électronique de l’Université
de Montréal (StudiUM). Il est donc de la responsabilité de chaque étudiant d’accéder au portail pour télécharger les
notes de cours. Dans la mesure du possible, les notes de cours seront mises en ligne au moins 2 jours avant la date du
cours. Si vous n’avez pas d’ordinateur personnel, vous pouvez accéder au portail électronique de l’Université de
Montréal via les ordinateurs disponibles aux différentes bibliothèques de l’Université de Montréal, ou demander à un
collègue de classe de vous donner le fichier ou une copie imprimée.
DÉROULEMENT DES COURS
Les cours seront tous magistraux. Il n’y a aucun travail à préparer. Il est fortement suggéré de faire les lectures
recommandées par chaque professeur avant le début de chaque cours. Le déroulement des cours et l’évaluation sont
présentés à la fin de ce plan de cours.
DESCRIPTION DU COURS
Le cours BCM1502 présente les voies principales du métabolisme dans un contexte global en mettant l’accent sur
certains éléments plus spécifiques, car il serait impossible de voir en détail chacun des éléments. Les sujets suivants
seront abordés : Enzymologie; glycolyse et gluconéogenèse; bioénergétique (phosphorylation oxydation et
photosynthèse); glyconéogenèse et glycogénolyse; biosynthèse et -oxydation des acides gras; biosynthèse et
dégradation des acides aminés, de l’hème, des purines et des pyrimidines; métabolisme des eicosanoïdes; synthèse du
cholestérol, sels biliaires et hormones stéroïdiennes.
Les notions de métabolisme abordées dans ce cours constituent une base essentielle de la biochimie. En effet, tout
organisme vivant doit synthétiser et dégrader une variété de composés chimiques afin de parvenir à se maintenir en
vie. Les êtres unicellulaires et les organismes pluricellulaires obéissent aux lois de la physique et de la chimie
(thermodynamique, bioénergétique), mais ils opèrent à température et pression constantes (conditions
physiologiques). Une des particularités du monde vivant réside dans le fait que les réactions chimiques sont
catalysées par des enzymes spécifiques qui augmentent la vitesse des réactions et forment des produits généralement
utiles. Ces enzymes sont le plus souvent des protéines qui transforment leur substrat selon des mécanismes classiques
de chimie organique. Certaines enzymes requièrent comme cofacteur des coenzymes souvent dérivées des vitamines
du complexe B. C’est dans ce contexte que les cours de Dr Sygusch abordent la thermodynamique, les mécanismes
d’action des enzymes et leur cinétique d’un point de vue biochimique.
Un organisme aussi simple que la bactérie E. coli nécessite plus de mille réactions chimiques pour se maintenir en
vie et assurer sa descendance. La majorité de ces réactions chimiques sont catalysées par des enzymes. Bien qu’il
ne soit pas possible ni pertinent de connaître chacune de ces réactions chimiques, il est cependant essentiel de
connaître les différentes voies métaboliques majeures, correspondant à l’ensemble des réactions chimiques
impliquées dans la synthèse ou la dégradation des composés principaux.
Un grand nombre des réactions enzymatiques nécessaires au bon fonctionnement des diverses fonctions cellulaires
nécessite une source énergétique. Dr Baron abordera dans la suite de ce cours les mécanismes nécessaires à la
production d’énergie et plus spécifiquement à la production d’ATP (phosphorylation oxydative), la molécule
énergétique par excellence de la cellule. Les principales voies métaboliques associées à la production d’énergie
seront également présentées, soit la phosphorylation oxydative, la dégradation (catabolisme) du glucose en condition
anaérobie (glycolyse anaérobique) et aérobie (glycolyse aérobique et cycle de l’acide citrique). Les mécanismes
permettant de produire de l’énergie par fermentation et à partir de lumière (photosynthèse), seront également
abordés.
Bien que le glucose et la phosphorylation oxydative soient au cœur de la production d’énergie chez les organismes
supérieurs, de nombreux autres composés chimiques sont nécessaires pour produire suffisamment d’énergie. Dr
Allard abordera dans la suite du cours une les voies de production du glucose (gluconéogenèse), les voies de
synthèse et de dégradation du glycogène (glycogénolyse et glyconéogenèse), des acides gras (-oxydation) et des

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acides aminés. Le catabolisme des acides aminés entraîne la production d’ammoniac, un déchet hautement toxique
pour l’organisme. Nous verrons donc aussi les mécanismes d’élimination de l’azote excédentaire (désamination et
cycle de l’urée). Pour terminer cette section de cours, nous verrons les voies de synthèse et de dégradation de
l’hémoglobine. Bien que cette protéine ne soit pas directement impliquée dans le métabolisme énergétique, comme
elle est le principal outil de transport de l’oxygène aux mitochondries pour la phosphorylation oxydative, elle a un
rôle essentiel à la vie chez les organismes supérieurs.
La dernière portion du cours abordera quelques voies métaboliques qui n’ont pas de lien avec le métabolisme
énergétique, mais qui sont tout aussi importantes. Les nucléotides sont des précurseurs à la synthèse d’ADN et
d’ARN, en plus d’avoir plusieurs autres fonctions physiologiques. Dr Feron présentera donc les principales étapes
de la synthèse et du catabolisme des purines et des pyrimidines, puis le métabolisme des eicosanoïdes qui ont des
rôles physiologiques importants : réponse inflammatoire, régulation de la pression artérielle, induction de la
coagulation sanguine, etc. Le cours portera ensuite sur la voie métabolique de synthèse du cholestérol qui a un rôle
majeur au niveau de la membrane lipidique, et les voies de composés synthétisés à partir du cholestérol (sels biliaires
et hormones stéroïdiennes). Finalement, les notions principales abordées dans ce cours par les quatre professeurs
seront présentées dans un contexte intégré, pour mettre en évidence que les différentes voies métaboliques
fonctionnent de façon unifiée.
OBJECTIFS SPÉCIFIQUES:
À la fin de ce cours, l’étudiant(e) sera en mesure de:
 Comprendre les principes thermodynamiques qui s’appliquent à l’être vivant, notamment au niveau de la
catalyse enzymatique et du métabolisme.
 Connaître les voies métaboliques principales qui permettent à l’organisme de dégrader les biomolécules afin
notamment de produire d'une part l'énergie nécessaire au maintien de la vie, et d'autre part, des molécules
simples qui permettront la biosynthèse de molécules plus complexes.
 Comprendre les mécanismes qui contrôlent les différentes voies du catabolisme.
 Comprendre comment certains dérèglements innés ou acquis du fonctionnement de certaines voies métaboliques
entraînent la maladie.
 Être capable d’intégrer les principales notions de métabolisme vues en cours, en vue d’avoir une compréhension
globale du métabolisme énergétique chez l’homme.
OUVRAGES RECOMMANDÉS:
Biochimie, D. Voet et J.G. Voet, 2ième édition (traduction de la troisième édition américaine), 2005 (De Boeck
Université)

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DÉROULEMENT DU COURS
BCM1502, session d’hiver 2016
date
heure
salle
sujet
professeur
Mardi10h30-12h30
Jeudi 12h30-14h30
janvier
12
X
P-310
Présentation du cours & Introduction à l’enzymologie
Jurgen Sygusch
14
X
G-415
Taux des réactions enzymatiques
Jurgen Sygusch
19
X
P-310
Catalyse enzymatique
Jurgen Sygusch
21
X
G-415
Catalyse enzymatique
Jurgen Sygusch
26
X
P-310
Thermodynamique appliquée au métabolisme
Jurgen Sygusch
28
X
E-310
Intra I
Jurgen Sygusch
février
2
X
P-310
Introduction au métabolisme
Christian Baron
4
X
G-415
Glycolyse aérobique et anaérobique
Christian Baron
9
X
P-310
Fermentation et régulation
Christian Baron
11
X
G-415
Cycle de l'acide citrique
Christian Baron
16
X
P-310
Transport d'électrons et phosphorylation oxydative
Christian Baron
18
X
G-415
Photosynthèse
Christian Baron
23
X
P-310
Intra II
Christian Baron
25
X
G-415
Glyconéogénèse et glycogénolyse (partie I)
Pierre Allard
mars
1
CONGÉ (période d’activités libres)
3
CONGÉ (période d’activités libres)
8
X
P-310
Régulation de la glyconéogénèse et glycogénolyse (partie II)
Pierre Allard
10
X
E-310
Gluconéogenèse et cycle des pentoses.
Pierre Allard
15
X
P-310
-oxydation des acides gras
Pierre Allard
17
X
E-310
Biosynthèse des acides gras et des lipides membranaires
Pierre Allard
22
X
P-310
Biosynthèse et dégradation oxydative des acides aminés
Pierre Allard
24
X
E-310
Désamination des acides aminés et cycle de l’urée
Pierre Allard
29
X
E-310
Intra III
Pierre Allard
31
X
E-310
Biosynthèse et dégradation de l’hème
Mathieu Ferron
avril
5
X
P-310
Biosynthèse et catabolisme des purines/pyrimidines/nucléotides
Mathieu Ferron
7
X
E-310
suite cours précédent (1h) et métabolisme des eicosanoïdes (1h)
Mathieu Ferron
12
X
P-310
Synthèse du cholestérol, sels biliaires et hormones stéroïdiennes
Mathieu Ferron
14
X
E-310
Intégration générale du métabolisme énergétique
Mathieu Ferron
26
X
P-310
Intra IV
Mathieu Ferron

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ÉVALUATION
 L’évaluation de ce cours repose sur quatre (4) examens d’une durée de deux (2) heures chacun. Les évaluations
varient selon les professeurs, et seront de type à choix de réponse, à court développement, ou un mélange de ces
deux types.
 Pour chacun de ces examens, la matière n’est pas cumulative et le poids relatif de chacun est déterminé en
fonction du nombre d’heures consacrées aux différents sujets.
 Toute absence non motivée à un examen entraîne la note zéro.
Toute absence motivée acceptée par le département/faculté permettra à l’étudiant de faire un examen de reprise.
La date et les détails de cet examen de reprise sont laissés à la discrétion du professeur concerné.
Il n’y a qu’une seule reprise possible et conséquemment, toute absence motivée ou non à un examen de reprise
entraîne la note zéro.
 Le plagiat à l'Université de Montréal est sanctionné par le Règlement disciplinaire sur la fraude et le plagiat
concernant les étudiants. Pour plus de renseignements, consultez le site www.integrite.umontreal.ca
Examens intrasemestriels:
Le 28 janvier, de 12h30 à 14h30:
 Matière assujettie: Matière couverte par Dr Sygusch
 Poids relatif: 22 % de la note finale du cours
Le 23 février, de 10h30 à 12h30:
 Matière assujettie: Matière couverte par Dr Baron
 Poids relatif: 26 % de la note finale du cours
Le 29 mars, de 10h30 à 12h30:
 Matière assujettie: Matière couverte par Dr Allard
 Poids relatif: 30 % de la note finale du cours
Le 26 avril, de 10h30 à 12h30:
 Matière assujettie: Matière couverte par Dr Ferron
 Poids relatif: 22 % de la note finale du cours