– UE VII: – 2016-2017 Biochimie

2016-2017
Biochimie
Biochimie
– UE VII: –
Métabolisme des lipides (suite)
Semaine : n°7 (du 17/10/16 au
21/10/16)
Date : 19/10/2016
Heure : de 9h00 à
10h00
Binôme : n°93
Professeur : Pr. Brousseau
Correcteur : n°18
Remarques du professeur
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•
Diapos disponibles sur Moodle
La partie sur la synthèse des phospholipides ne sera pas dans l'examen, mais les autres synthèses le
seront !
PLAN DU COURS
II) Métabolisme des acides gras (suite)
E) Biosynthèse des acides gras insaturés : désaturation des acides gras
F) Régulation coordonnée de la biosynthèse et du catabolisme
III) Synthèse des triglycérides et des glycérophospholipides
A) Etape commune (triglycérides et glycérophospholipides)
B) Synthèse des triglycérides
C) Synthèse des glycérophospholipides
IV) Synthèse des sphingolipides
A) Etape commune
B) Synthèse des sphingolipides
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II)
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Métabolisme des acides gras (suite)
E)
Biosynthèse des acides gras insaturés : désaturation des acides gras
Rappels : structure des acides gras insaturés (AGI)
Présence de doubles liaisons C=C : monoinsaturés (AGMI/MUFA), polyinsaturés (AGPI/PUFA)
Configuration cis autour des doubles liaisons
Exemple : l'Acide linoléique
Pour la numérotation, on commence par la fonction principale : la fonction carboxylique, on va considérer
que ce carbone est le carbone principal, c’est le n°1 et ensuite on numérote à partir de lui.
Il y a 2 doubles liaisons dans l’acide linoléique,
Une entre les carbones 9 et 10, cette liaison est delta 9, l’autre delta 12 (étant présente entre les carbones 12 et 13).
On nomme la double liaison par le premier carbone pris dans celle-ci.
Cette nomenclature va s’intéresser à l’autre extrémité et dire que le carbone du CH 3 est le carbone n ou ω, on
commence la numérotation par ce carbone.
On est donc ensuite à n-1, n-2 etc la première double liaison est donc en oméga 6, ici, on prend le 2e carbone pris
dans la double liaison. La deuxième double liaison est en n-9 .
Si on utilise la classification chimiste et qu’on aligne les différents acides gras (AG) chez l’Homme, on n'arrive
pas à trouver une logique dans les doubles liaisons, si on prend la nomenclature biochimique, on voit qu’on peut
classer les acides gras en fonction de leur structure.
On peut les classer en 4 familles :
-Série oléique (n-9)
-Série palmitoléique (n-7)
-Série linoléique (n-6)
-Série linoléique (n-3)
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Exemple : L'acide palmitique C16
Il va falloir créer des doubles liaisons pour donner les AG qui dérivent de cet acide palmitique.
Chez l’Homme il y a 4 désaturases, déterminées par la position de la double liaison qu’elle crée, elles vont
intervenir dans un ordre séquentiel. La première désaturase est la Δ9 désaturase, puis la Δ6 désaturase, la Δ5
désaturase, et enfin laΔ4 désaturase, elles interviennent dans cet ordre.
La Δ9 désaturase crée une double liaison entre le carbone 9 et le 10. On voit apparaitre l’acide palmitoléique.
La deuxième désaturase est la Δ6, elle crée une double liaison entre le carbone 6 et le 7.
Imaginons qu’on fasse agir tout de suite la Δ5 désaturase qui crée une liaison entre le carbone 5 et 6 : or,
on n'a jamais un carbone impliqué dans 2 doubles liaisons. Il se passe donc quelque chose entre l’intervention de la
Δ6 et de la Δ5. Ça va être une élongation de l’acide gras, on va allonger l'acide gras de 2 carbones par l'extrémité
carboxylique. On va donc passer d'un acide gras à 16 carbones, à un acide gras à 18 carbones.
On peut maintenant faire intervenir la Δ5 désaturase.
Même raisonnement pour la Δ4 désaturase, ce n'était pas possible qu'elle intervienne parce qu'il y aurait eu deux
doubles liaisons sur un même carbone, on va donc faire intervenir une élongase et obtenir C20 puis la Δ4
désaturase va pouvoir intervenir.
L’action de la Δ 9 désaturase avec l’acide palmitique permet de synthétiser tous les AG de la série n-7.
On aurait pu faire la même chose en prenant comme précurseur l’acide stéarique C18. L’action de la Δ9 désaturase
avec lui va permettre de synthétiser tous les AG de la série n-9.
Or on a des série n-3 et n-6, et on n'a pas de désaturases capables de fabriquer des AG dans ces endroits.
Les précurseurs insaturés ω 3 et ω 6 doivent être apportés par l’alimentation.
L’acide linoléique C18 : 3 (n-3) ( ω 3) et l’acide linoléique C18 : 2 (n-6) ( ω 6) sont essentiels (c'est à dire qu'ils
doivent être apportés par l’alimentation).
F)
Régulation coordonnée de la biosynthèse et du catabolisme
On ne synthétise et ne catabolisme pas au même moment, il y a donc une régulation de la lipolyse
(adipocytes).
La libération des acides gras, la lipolyse, est la première étape avant la β-oxydation. En même temps, la
biosynthèse des AG peut se terminer dans l’adipocyte. Il faut donc voir la régulation coordonnée des AG dans
l’adipocyte.
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La lipase hormonosensible (LHS) est une enzyme qui permet d’hydrolyser les triglycérides pour donner
3 molécules d’AG. Quand la lipase hormonosensible doit être active c'est lorsque les apports en glucose sont
faibles, donc elle va être activée par le glucagon. On doit l’inhiber quand on veut stocker les AG, quand les
apports énergétiques sont élevés en glucose, ça va donc être l’insuline qui va l’inhiber.
Apports énergétiques en glucose :
-Déficit : LHS active (lipolyse)
-Abondants : LHS inactive (stockage AG)
La forme active est la forme phosphorylée de la lipase hormonosensible. On a donc besoin d’une
protéine kinase. C’est une protéine AMPcyclique dépendante. Pour activer la protéine kinase, on doit augmenter
les quantités d’AMPc, que l'on obtient en partant de l’ATP, on va donc avoir besoin de l’adénylate cyclase. C’est
elle qui est activée par le glucagon.
L’adénylate cyclase transforme l’ATP en AMPc qui active la protéine kinase AMPc dépendante, qui va
phosphoryler la lipase hormonosensible et la rendre active.
Si les apports énergétiques sont importants, il faut désactiver la LHS. Pour la désactiver, le plus simple,
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c’est de la déphosphoryler. La lipase phosphatase va déphosphoryler l’enzyme et cette lipase phosphatase est
activée par l’insuline.
C’est bien de la déphosphoryler mais il faudrait bloquer sa phosphorylation, il faut désactiver la protéine kinase. Il
faut diminuer les concentrations d’AMPc, il suffit donc de couper le cycle, grâce à une phosphodiestérase qui va
coupler le cycle qui va donc donner de l’AMP au lieu de l’AMPc, et elle est activée par l’insuline.
Quand on a des apports importants en glucose, l’hormone qui prédomine est l’insuline, on a donc une
biosynthèse des AG et la lipogénèse. L’insuline va activer l’acétylCo enzyme A carboxylase. L’insuline va
favoriser la synthèse de toutes les enzymes, comme le complexe de l’acide gras synthétase. L’activation le Acétyl
co A carboxylase est un effet allostérique activateur du citrate. Plus les concentration de citrate augmentent dans le
cytoplasme, plus l’acétyl CoA carboxylase va être active. La présence de ce citrate dans le cytoplasme, c’est
l’indicateur que le cycle de Krebs « déborde » :
L’augmentation du citrate est signe d’un excès de CoA dans la cellule, il faut donc activer l’acétyl CoA
carboxylase.
Il y a un rétro contrôle exercé, par les AG sur l’acétyl Co A carboxylase. La voie de synthèse des AG est une voie
saturable. Il ne faut pas que les acides gras aillent dans la mitochondrie pour qu’ils soient dégradés. Il faut donc
bloquer la navette carnitine. C'est donc le malonyl CoA qui va l’inhiber.
Apports faibles en glucose : lipolyse et β-oxydation périphérique.
Le glucagon va activer la libération des acides gras au niveau de la LHS et activer la β-oxydation. Il faut bloquer la
biosynthèse, le glucagon inhibe donc l’acétyl CoA carboxylase et le complexe AG…
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III)
A)
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Synthèse des triglycérides et des glycérophospholipides
Etape commune (triglycérides et glycérophospholipides)
La structure des triglycérides (TG) et les glycérophospholipides (GPL) partagent le même squelette de
glycérol, ils ont donc une voie commune dans leur synthèse.
Le précurseur des triglycérides nécessite comme précurseur le 3-P dihydroxy-acétone qui dérive du glucose, qui
va permettre de donner le squelette du glycérol. Le glucose permet de produire les AG et de les stocker donc.
Ça va se transformer en 3-P glycérol par la glycérol 3-P deshydrogénase, avec le NADH2 qui va donner NAD. Il
suffit juste par une glycérol phosphate acyltransférase pour obtenir de acides phosphatidiques qui servent de
précurseur aux TG et GPL.
L’autre moyen est de récupérer le glycérol formé dans l’adipocyte au cours de la lipolyse. Dans l’adipocyte, on a
des TG, on libère des AG, on libère le glycérol dans l’adipocyte, et il ne peut pas être estérifié dans l’adipocyte, il
faut qu’il repasse par le foie pour être phosphorylé. Il passe donc dans le sang.
B)
Synthèse des triglycérides
On a l’acide phosphatidique, on va enlever le groupement phosphate par une phophatase qui va permettre
de donner un diglycéride et grâce à une diglycéride acyltransférase on va avoir des triglycérides.
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C)
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Synthèse des glycérophospholipides
On a l’acide phosphatidique, on a un groupement phosphate, et à la fin, on veut une phosphocholine. On
va d’abord enlever le groupement phosphate, on va faire agir la phosphatase, on va à nouveau avoir une
diglycéride et c’est sur celui-ci qu’on va fixer la phopshocholine.
La CDP choline va donner la phosphocholine et donner du CMP, on va donc sur le diglycéride fixer la
phosphocholine pour donner du phosphatidylcholine. Pour le phosphatidyléthanolamine c’est à peu près la même
chose, sauf que le groupement phosphoéthanolamine est donné par la CDP- éthanolamine.
Pour donner du phosphatidylinositol, on va activer l’acide phosphatidique, on va fixer sur le phosphate un
phosphate, ribose, cytosine grace au CTP on a donc du CDP diacylglycérol.
Pour les sérines, on va simplement échanger l’éthanolamine avec la sérine, et inversement.
IV)
A)
Synthèse des sphyngolipides
Etape commune
On a un squelette composé de la sérine, et de l'acide palmitique. On va condenser ces 2 molécules, c’est
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une réaction qui va fixer l’acide palmitique sur le carbone asymétrique de la sérine. On va se libérer de la fonction
COOH, c’est une décarboxylation. On va réduire la fonction cétone en alcool et puis on va créer une double liaison
dans la chaîne latérale qui vient de l’acide palmitique, on va donc former la sphyngosine.
On peut fixer un acide gras sur la fonction amine et puis ensuite on peut fixer les radicaux sur la fonction alcool.
B)
Synthèse des sphingolipides
A partir des céramides qui vont pouvoir donner des sulfatides, on va pouvoir faire des cérébrosides
(ajout d'un glucose et d'un galactose), des gangliosides (ajout d’un glucose et oses complexes) ou des
sphingomyélines (en rajoutant un groupement phosphate et une choline, éthanolamine).
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