– UE VII : Sciences biologiques 2016-2017 Catabolisme des AA

2016-2017 Catabolisme des AA
Métabolisme des AA
– UE VII : Sciences biologiques
Semaine : n°9 (du 2/11/16 au 4/11/16)
Date : 04/11/16 Heure : de 9h à 10h Professeur : Pr. Gervois
Binôme : n°24 Correcteur : 9
Remarques du professeur :
- diapos disponibles sur Moodle
- faire le lien entre les différents métabolismes énergétiques
- exercice possible sur le devenir de l'ammoniaque dans les différents tissus lors de l'examen
- possibilité également d'exercices sur les rôles du cycle de l'urée
PLAN DU COURS
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IV) Catabolisme des AA
A) Elimination de l'azote
1) Devenir du glutamate
2) Devenir de l'ion ammonium formé
3) Devenir de l'ammoniaque hépatique
4) Cycle de l'urée
4.1) Les 5 étapes du cycle de l'urée
4.2) La régulation du cycle de l'urée
4.3) Bilan du cycle de l'urée
5) Situation pathologique
B) Catabolisme du squelette carboné
1) AA glucoformateurs et cétogènes
2) Situations pathologiques
2.1) Phénylcétonurie

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IV) Catabolisme des AA
A) Elimination de l'azote
1) Devenir du glutamate
Le glutamate va subir une désamination oxydative. Cela va donner du NH4+ et de l'alpha-cétoglutarate. Cette
réaction est activée par la consommation du NAD+.
La glutamate déshydrogénase qui catalyse cette réaction est une enzyme allostérique :
–Elle est dans les mitochondries.
–Elle fait partie des enzymes du cycle de l'urée (foie).
–Elle est inhibée par l'ATP et le GTP alors qu'elle est activée par l'ADP et le GDP.
→ Ainsi l'oxydation des AA est favorisée si la charge électronique de l'organisme diminue.
Bilan des réactions de transamination et de désamination oxydative :
–Les AA transfèrent en groupement NH2 un accepteur qu'on appelle l'alpha-cétoglutarate donc
transamination des AA pour former du glutamate.
–Ensuite le glutamate va relâcher l'atome d'azote sous forme d'ion NH4+ qui va être directement pris en
charge et utilisé pour la formation de l'urée donc un des groupement NH2 de l'urée provient de NH4+.
2) Devenir de l'ion ammonium formé
Dans les tissus le NH4+ libéré est toxique (il a été formé au niveau des tissus par une réaction de
transamination), il n'y a donc pas de formation de l'urée. Il faut donc un système de transport : glutamine et
alanine. Ce sont des transporteurs inter-organes de l'ion ammonium qui évitent donc son accumulation. Le NH4+
est notamment transporté jusqu'au foie pour être transformé en urée.
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Pour cela, dans les tissus (tel que les tissus musculaire) :
–le glutamate devient du gamma-glutamyl-P par phosphorylation (le groupement phosphate va être apporté
par l'ATP)
–Ion ammonium + glutamine synthétase pour la formation de la glutamine
–La glutamine arrive alors dans le foie par passage sanguin qui va produire la réaction inverse jusqu'au
glutamate et libérera alors l'ion NH4+ qui ira cette fois jusqu'au cycle de l'urée dans les tissus hépatiques.
L'enzyme alors utilisée est la Glutaminase.
3) Devenir de l'ammoniaque hépatique
Le pyruvate devient de l'alanine par réaction de transamination grâce à ALAT. L'alanine arrive aux tissus
hépatiques via le sang et elle sera de nouveau transformée en pyruvate par sens inverse. Cette réaction va reformer
du glutamate qui va libérer du NH4+ grâce à la glutamate déshydrogénase qui cette fois encore va rentrer dans le
cycle de l'urée.
Dans la mitochondries hépatique, le glutamate passe par une transformation en base de Schiff qui permet de libérer
du NH4+ qui passe ensuite dans le cycle de l'urée.
Le glutamate passe par une transformation en base de Schiff pour donner du NH4+ qui va entrer dans le cycle
de l’urée.
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4) Cycle de l'urée
= voie métabolique cyclique dans le foie
Une partie du NH4+ formé est consommé par la biosynthèse de composés azotés.
L'excès est converti en urée : pour les vertébrés terrestres on parle d'uréotéliques.
L'urée est une molécule très simple :
–Un NH2 provient de NH4+ qui provient de la désamination oxydative du glutamate
–Un NH2 provient de l'aspartate
–Le groupement carboné provient de HCO3- après hydrolysation du CO2
→ L'élimination de l'urée est rénale.
C’est une molécule très soluble dans l’eau. Comme elle est petite, elle est très diffusible. C’est donc un
avantage pur éliminer les atomes.
Comme elles sont solubles dans l’eau, l’urée est éliminé par le rein. Les molécules non solubles sont éliminées
dans les matières fécales.
4.1) les 5 étapes du cycles de l'urée
Le cycle de l'urée se déroule en 5 étapes.
Remarque : il faut le connaître par cœur.
1ere étape :
La première étape se déroule dans la mitochondrie :
On part de l'ion NH4+ qui va réagir avec HCO3- pour former le carbamyl phosphate. Cette réaction est
catalysée par le carbamyl-P-synthétase (CPS). C'est une réaction qui nécessite de l’énergie apporté par 2ATP.
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2e étape :
La deuxième étape se déroule également dans la mitochondrie :
Réaction entre l'ornithine et le carbamyl phosphate pour donner de la citrulline (= AA avec une fonction
métabolique). Les 2 molécules vont être associées par une liaison covalente. Cette réaction est catalysée par
l'ornithine transcarbamylase (OCT)
3e étape :
La troisième étape se déroule cette fois dans le cytosol :
Il y a un transfert de la citrulline dans le cytosol et elle réagit avec l'aspartate. L'atome d'azote utilisé provient de
l'aspartate (en rouge) qu'il va falloir greffer sur la citrulline.
L'enzyme qui catalyse la réaction est l'arginosuccinate synthétase. On obtient alors l'arginosuccinate. On forme des
composés de plus en plus complexe qui ressemble de plus en plus à de l'urée.
→ Cela nécessite de l’énergie fournit par l'ATP.
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