– UE VII: Sciences biologiques–

2015-2016
Coenzymes dérivés de vitamines
Coenzymes dérivés de vitamines
– UE VII: Sciences biologiques–
Semaine : n°13 (du 30/11/2015 au
04/12/2015)
Date : 02/12/2015
Heure : de 9h à 10h
Binôme : n°26
Professeur : Pr. Briand
Correcteur : 25
Remarques du professeur
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Diapos sur moodle
PLAN DU COURS
III) Coenzymes de Transférases
A)
La lipoamide
B)
Le CoE-A
C)
La thiamine pyrophosphate
D)
Les CoE a rôle de transporteurs mono-carbonné
1)
La Biocytine
2)
Le tétrahydrofolate
E)
Le PLP
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C) La thiamine pyrophosphate
Thiamine pyrophosphate: Rôle de transporteur d'acides alpha cétoniques et a pour précurseur la thiamine
(=Vitamine B1)
•
La V B1:
- est retrouvé abondamment dans l'alimentation. On a pas de carence, car elle est retrouvée dans l'alimentation
variée.
- composition: noyau pyrimidine aminé & méthylé + noyau thiazolium.
- Son activation constitue a l'ajout d'un pyrophosphate → Obtention d'un Pyrophosphate de Thiamine.
•
Enzyme de réaction: kinase particulière: thiamine pyrophospho kinase.
•
La Thiamine Pyrophosphate:
- partie réactive: C2 du noyau thiazolium.
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Comment fonctionne la thiamine pyrophosphate?
C'est un groupement prosthétique, il reste associé au site actif des enzymes.
Au sein des Sites actifs (Sa) de ces décarboxylases, la thiamine pyrophosphate va engager une liaison covalente
avec le substrat de cette décarboxylase alpha cétonique.
La décarboxylase agit sur ce complexe pour hydrolyser et libérer la fonction carboxylique ce qui amène a une
décarboxylation.
Les carence en vitamine B1: carboxylases fonctionnent mal, et dysfonctionnement du cycle de Krebs
Parmi les carboxylases qui utilisent le TPP:
–
celles intervenant dans les réactions catalysées par la pyruvate déshydrogénase: le produit de la
décarboxylation du pyruvate serra transféré a l'état d’aldéhyde activé, de la TPP sur le lipo-amide.
–
La thiamine pyrophosphate intervient dans les transcétolases dans la deuxième partie de la voie des PP
pour assurer l'interconversion pentose hexose. Les transcétolases interviennent à deux reprises pour le
transfert de groupements à deux atomes de carbone d'un aldose vers un cétose.
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Réaction de transcétolisation se fait en 2 étapes:
1) Le cétose donneur, 1er S de la réaction vient se positionner dans le site actif → création d'une liaison entre
C2 du noyau thiazolium et le C porteur de la fonction cétonique.
Cette liaison va permettre a la transcétolase d'hydrolyser la liaison entre C2 et C3 du cétose et de libérer un
aldose.
2) Sous cette forme de TPP, le site actif a une affinité pour un aldose. Production d'un cétose qui est libéré du
site actif.
D) Les CoE a rôle de transporteurs mono-carboné
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Biocytine
La biotine (vit B8) résulte de la condensation d'un cyle imidazoline et un cyle tétrahydrothiophène avec une chaine
carbonée = acide valérique.
L'activation de cette vitamine pour qu'elle puisse servir de groupement prosthétique se produit par la formation
d'une liaison amide entre la partie COOH de l'acide valérique et le NH2 du résidu lysine appartenant a l'E.
La biotine sert de coenzyme comme transporteurs d'unités monocarbonnées complètement oxydées(CO2 et CO-).
Les carboxylase a biothine:E qui catalyse l'incorporation d'un chainon monocarboné dans un substrat:
1) E accueille dans son SA du bicarbonate (1er S)
Par hydrolyse d'une molécule d'ATP → création d'une liaison entre CO2 issue du bicarbonate et N du coE.
On obtient la carboxy-biotinyl-Enzyme.
2) Le S se lie a l'E dans le Sa et l'E catalyse le transfert du CO2 de la biotine sur le substrat.
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Dans les réactions de la néoglucogénèse :
Pyruvate carboxylase: enzyme a biotine.
PC catalyse la carboxylation du pyruvate en oxaloacétate.
Organisation du SA d'une carboxylase a biotine. On voit l'existence de 2 sous sites:
–
–
un sous site Carboxylase
un sous site carboxyl-transférase
Le CoE est lié entre ces 2 sous sites par l'intermédiaire de ce bras.
Bras = chaine latérale de la lysine + acide valérique
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Tétrahydrofolate
La vitamine B9/ acide folique/ folacine
Les femmes enceintes en consomment pour le développement du fœtus.
VB9 est ingérée dans l'organisme et subit des étapes d'activation dans l'organisme de 2 types:
–
Etapes de réduction au dépend du NADH H+ sur atome C5,6,7,8 de la base ptéridine pour donner un tétra
hydrofolate → Réduction a 4 reprises.
–
Etapes de conjugaison a l'acide glutamique au dépend de l'ATP, on aura jusqu'à 7 molécules d'acide
glutamique (poly glutamate = CoE dérivé de VB9).
Les parties réactives de la molécules:
Elles s'étendent de N5 a N10. Cette tétrahydrofolate fonctionne sur le co-subsrat pour le transport de chainons
monocarbonés. Ils assurent le transport de chainons de différents niveaux d'oxydations.
Quelle est l'origine du chainon carboné?
Les réactions qui donnent des chainons mono carbonés: ce sont des réaction issu du catabolisme des AA et le
métabolisme de base azotés;
–
La réaction du catabolisme de la glycine va générer du formyl-tétrahydrofolate.
–
L’interconversion sérine-glycine amène a la formation de méthylène tétrahydrofolate
–
Le métabolisme de l'histidine amène a la formation de formiminotétrahydrofolate
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Les réactions de métabolisme permettre de générer a partir de méthylène tétrahydrofolate du méthylFH4
tétrahydrofolate.
- Le tétra hydrofolate intervient dans les réactions de synthèse des AA telle que la méthionine ou le méthyl FH4
est un co substrat.
La méthionine est le 1er AA appelé pour la traduction d'une protéine, la méthionine va donner la formule
méthionine ARN de transfert.
Les tétras hydrofolate sont importants comme donneurs de C dans la synthèse des bases puriques.
Ils sont aussi donneur de groupement hydrocarboné dans la synthèse de thymine a partir d'uracile sous forme de
désoxythimidilate → étape finale nécessaire pour la synthèse de l'ADN et donc la prolifération cellulaire.
Le Tetrahydro apporte un groupement carboné et cede au substrat 2 protons.
Au terme de cette réaction, perte de deux H libérés sous forme de dihydrofolate ;
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Ce dihydrofolate est régénéré sous forme de FH4 pour de nouveau lui transféré un groupement carboné et fabrique
a nouveau des bases.
D'autres formes de vie utilisent les folates pour le métabolisme de leur bases azotés et utilisent d'autre inhibiteurs
de leur FH2 réductases pour lutter contre des infections bactérienne, des parasites.
E) Le PLP:
Le PLP:
- dérivé de Vitamine B6
- intervient pour faire le transport d'AA
- coE du métabolisme des AA, mais aussi un coE de la glycogène phosphorylase.
La vit B6 est présente dans l'alimentation sous différentes formes: pyridoxine, pyridoxal et piridoxamine
Une fois ingéré:
–
activation au niveau hépatique par action d'une pyridoxine oxydase, les formes pyridoxine et piridoxamine
sont transfomées en pyridoxal.
–
Puis la pyridoxal kinase va phosphoryler le pyridoxal pour obtenir le P-pyridoxal.
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Le PLP existe sous formes de deux tautomères stables:
la forme a droite se présente sous cette forme dans le site actif des AA
La partie réactive de la molécule se situe au niveau des aldéhydes: en absence de Substrat au sein du SA de ces E,
le coE est stabilisé, lié de façon covalente a un résidu lysyl. Il s'établit une base de shiff protonnée. Cette base est
stabilisé par effet ionique entre attraction de la charge négative de l'O et charge positive du N.
Lorsque que le S se place dans le sa → déplacement de la base de shiff
Le coE reste associé au SA par des liaisons covalentes.
L'E va pouvoir catalysé de l'une des liaison entre le carbone alpha et soit l'un des 3 substituants a,b,c.
La liaison qui serra déstabilisé serra celle avec le groupement COOH → formation d'une amine primaire.
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Ce type de réaction se retrouve dans la réaction clef des neuromédiateurs produits par décarboxylations des AA
(histidine, DOPA, ou tryptophane).
Ces E interviennent dans les réaction pour la synthèse de l'hème qui requiert la présence de vitamine B6 dans
l'organisme.
Dans le SA des transaminases: la liaison avec H qui est rompu → réarrangement à la libération d'un acide alpha
cétonique. A ce moment le phosphate de pyridoxane reste liée au SA.
La transaminase catalyse le transfert du groupement amine sur un acide alpha aminé.
Elles sont nombreuses dans l'organisme, il y en a deux comme marqueurs de pathologies
–
présence dans le plasma recherchées, rôle marqueurs de pathologies (ALAT et ASAT).
–
Toutes les deux dépendantes de la vit B6
–
ALAT: catalyse le transfert, retrait de NH2 d'une acide glutamique et transfère ce NH2 sur le pyruvate
–
ASAT: donnera alpha céto glutarate pour le transférer sur l'oxalo-acétate pour donner acide aspartique.
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Le phosphate de pyridoxal :
La sérine une fois liée au phosphate de pyridoxal va subir une rupture de la liaison entre le carbone alpha. Ce
chainon serra transféré au tétra hydrofolate.
Les carence en vit B6
entraine aussi des défauts du métabolisme du glycogène, une grande partie de B6 est utilise comme groupement
prostéthiques de la glycogène phosphorylase;
VB6 fonctionne sous un mode de catalyse acide base: B6 est un CoE
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Important:
savoir reconnaître les structures des vitamines. Il faut savoir dire « ça c'est le tétrahydrofolate »
–
pouvoir associer les différentes coE au types de groupement transporte et aux grandes fonctions dans le
métabolisme;
Exemple : NAD/ NADH2 sont des groupement qui interviennent dans les oxydo réductions pour le transport
des électrons et interviennent comme co S;
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