Bases de Biochimie métabolique

Résumé du document

(...) Métabolisme : catabolisme + anabolisme.
- catabolisme : ensemble de réactions qui permettent la production d'énergie.
- anabolisme : ensemble de réactions qui consomment de l'énergie.

Il existe différentes voies métaboliques (certaines voies biochimiques sont propres aux végétaux comme la photosynthèse) dont le carrefour est la glycolyse et dont l'intermédiaire commun est l'Acétyl Co Enzyme A (= ACOA).

Les 3 principales étapes du métabolisme énergétique passent par :
- les Acides Aminés (= AA) eux-mêmes issus des protéines.
- le glucose issu des glucides.
- les Acides gras (= AG) issus des lipides.

Ces produits permettent par la suite l'obtention du pyruvate, lui-même précurseur de l'ACOA : ainsi, le pyruvate est transformé en ACOA (dans les mitochondries) via l'action de l'enzyme pyruvate déshydrogenase qui utilise comme co-facteur le NAD +.

La réaction inverse (transformation de l'ACOA en pyruvate) est possible mais seulement dans le cytoplasme.

L'organisme cherche à faire de l'énergie : l'ACOA en est la clef !
Cette énergie permet à la cellule de se mouvoir (contraction des microtubules), à l'organisme de se déplacer (contraction musculaire), permet le transport de molécules (via l'utilisation de pompes qui sont des transporteurs actifs), permet la réplication (formation de nouveaux nucléotides pour les inclure dans l'ADN), ...

(...)

. Cycle de Krebs : On a reformation du FAD et du NAD+ via la chaîne respiratoire : elle nécessite de l'O2 obligatoirement car sinon l'oxydation des cofacteurs n'est pas possible et la formation d'ATP non plus. (ex : l'oxydation complète, c'est-à-dire glycolyse + cycle de Krebs + chaine respiratoire, du glucose en Carbones et molécules d'eau fournit 2840 kcal/mol).

Ainsi, lors de la chaîne respiratoire, on a mise en jeu de 4 complexes (I, II, III et IV) ainsi que de l'ATP synthase. Le complexe II est spécial car il permet la réoxydation de FADH2 en FAD+ qui est couplée avec la transformation du succinate en fumarate, mais il ne permet pas le passage des protons (...)

Extraits

[...] Ainsi, les AG doivent être sous forme Acyl Co A. Cette coûte de l'énergie car on a destruction ATP et ACOA (liaison thioester riche en énergie). C'est seulement après cette transformation que les Acyl Co A vont être dégradé par la béta-oxydation dans la mitochondrie. L'acyl Co A va entrer dans la mitochondrie via CPT ( =Carnitine Palmitoyl Transferase ) avant de subir la béta-oxydation au sens strict du terme. Cf diapo sur Moodle pour le détail de la béta-oxydation Cependant cette voie métabolique dépend de beaucoup de facteur en terme AG : Si AG est saturé, alors il va influencer la réaction . [...]

[...] Cf diapos sur Moodle pour avoir le cycle ! Métabolisme lipidique : 1)Lipolyse : Les lipides peuvent être stockés dans le tissus adipeux , sous forme de TriGlycerides TG ) mais très peu dans les muscles. Le foie est lui le lieu de transit des lipides mais il peut aussi faire quelques Acides Gras et quelques TG qui seront ensuite exportés vers les tissus cibles. La dégradation des lipides se fait au niveau des muscles, en grande quantité au niveau des adipocytes . [...]

[...] L'organisme cherche à faire de l'énergie : ACOA en est la clef ! Cette énergie permet à la cellule de se mouvoir (contraction des microtubules) , à l'organisme de se déplacer ( contraction musculaire ) , permet le transport de molécules ( via l'utilisation de pompes qui sont des transporteurs actifs permet la réplication ( formation de nouveaux nucléotides pour les inclure dans ADN) II- Les liaisons riches en énergie. -Liaison pyrophosphate : liaison entre 2 molécules de Phosphate ex : ATP, ADP, P-P L'hydrolyse d'une telle liaison permet d'obtenir une énergie de 7 kcal/mol . [...]

[...] -Liaison énol phosphate : ex : au niveau du PEP ( = phosphoénolpyruvate), dont l'hydrolyse libère l'équivalent de l'hydrolyse de 2 ATP ( environ 14 kcal/mol) . -Liaison phosphamide : ex : au niveau de la phosphocréatine dont l'hydrolyse libère 10,8 kcal/mol. -Liaison thioester -Liaison de S adenosylméthionine : permet le transfert de groupement méthyle sur ADN ( pour modifier le profil de méthylation de l'ADN ) . -Liaison de nucléosides di-phosphates oses : ex : UDP-glucose utilisé dans la glycogénogenèse). -Liaison d'ester d'alcool III-Co-enzymes transporteurs électrons . [...]

[...] 1)Synthèse du glycérophosphate : Elle se déroule à 2 niveaux : au niveau hépatique : issu de la glycolyse via l'utilisation du glycérolphosphate déshydrogenase sur le DHAP ; il peut aussi être issu de l'action de la glycérol kinase sur le glycérol . Au niveau adipeux : Seule la glycérophosphate déshydrogenase fonctionne ( on ne peut pas utiliser la glycérokinase ici ) . 2)Régulation de la phosphorylation oxydative : Elle est fonction de la quantité de NAD disponible , de la présence O2 et du ration ATP/ADP. En plein repos : ATP/ADP augmente et phosphorylation oxydative diminue. En plein effort : ATP/ADP diminue et phosphorylation oxydative augmente. [...]