Voies Métaboliques et Régulation
Aperçu des semaines
Fiche- contacte
Auteur
Non: Kadjoudj
Prénom: Nadia
Grade : Maître assistant classe « B »
Institut : Sciences de la Nature et de la Vie
Filière: Sciences Biologiques
Département : sciences biologiques et agricoles
Contact : kadj.nadia@centre-univ-mila.dz
Numéro de téléphone: 0662663171
Disponibilité :au département des sciences biologiques et agricoles: lundi, Mercredi et Jeudi de 09h30 -15h00.
Etablissement : Centre Universitaire A. BOUSSOUF, Mila, 43000, Algérie.Objectifs du cours
A l'issue de sa formation, l'étudiant de 2ème année master de Biochimie Appliquée doit être capable de :
1. Décrire les notions scientifiques sur les connaissances fondamentales en bioénergétique et du métabolisme (catabolisme et anabolisme).
2. Définir les voies grandes métaboliques majeures impliquées dans le métabolisme oxydatif, des glucides, des lipides, des acides aminés, du cholestérol et des hormones stéroïdes.
3. Différencier les enzymes qui interviennent dans l'interconversion de ces voies métaboliques.
4. Illustrer et maîtriser les interrelations entre ces voies métaboliques, leurs régulations, leurs fonctions biologiques et/ou énergétiques.
5. Intégrer les divers processus métaboliques, réaliser des bilans et évaluer le rendement énergétique de ces différentes voies.
6. Estimer les liens qui existent entre les processus des différentes voies métaboliques afin de maintenir l'intégralité de l’organisme.
Prérequis
• Posséder les connaissances fondamentales de biochimie structurale et métabolique et de physiologie animale.
• Être capable d'intégrer l'ensemble des métabolisme et leur régulation dans une dynamique des systèmes physiologiques.
• Maîtriser les techniques biochimiques liées au diagnostic clinique.
Plan globale
I- Rappel du métabolisme énergétique, mécanismes de régulation. Métabolisme des glucides (rappel glycolyse, néoglycogénèse, synthèse et dégradation du glycogène, voie des pentoses phosphates).
II- Métabolisme des lipides (lipogenèse+ β-oxydation des acides gras).
III- Métabolisme des acides aminés.
IV- Synthèse du cholestérol et des hormones stéroïdes.
Introduction
Les êtres vivants requièrent un apport permanent d'énergie libre pour réaliser trois objectifs essentiels : (1) un travail mécanique au cours de la contraction musculaire ou des mouvements cellulaires, (2) le transport actif de molécules et d'ions, et (3) la synthèse de macromolécules ou d'autres biomolécules à partir de précurseurs simples.
L'énergie libre utilisée dans ces processus qui maintiennent un organisme dans un état éloigné de l'équilibre, est tirée de l'environnement. Les organismes photosynthétiques, ou phototrophes, trouvent de l'énergie en captant la lumière solaire tandis que les chimiotrophes, qui incluent les animaux, tirent leur énergie par l'oxydation des aliments produits par les phototrophes.
L'énergie dans les cellules est fournie donc par le catabolisme oxydatif d'un nutriment provenant de la digestion intestinale des aliments énergétique. Les molécules soumis au catabolisme oxydatif sont essentiellement les glucides avec le glucose, les lipides avec les acides gras, concernant les protéines et leurs fameuses briques constitutive c'est-à-dire les acides aminés retenus qu'elles peuvent être utilisées à des fins énergétiques seulement en carence en glucides et en lipides, ces acides aminés ont un rôle dans la synthèse des protéines.
L'énergie nécessaire au bon fonctionnement des cellules peu également provenir de réserves de nature glucidique essentiellement dans « le foie » et dans « les muscles striés squelettiques » on parle donc de la « glycogène ». Il existe des réserves autres que glucidique de nature lipidique sous forme de « triglycérides » dans « les tissus adipeux » mais, il n'existe pas des réserves énergétiques protéiques.
Il existe une petite molécule énergétique qui circule dans vos cellules elle possède des liaisons particulières dont la rupture du dernier groupement phosphate permis de libérer de l'énergie je parle ici de l'ATP. Cette molécule permet par couplage énergétique à de nombreuses réactions énergétiques exergoniques d'être réalisé s qu'on appelle « une véritable monnaie énergétique » pour la cellule. L'ATP donc permet la réalisation de nombreux travaux cellulaires nécessitant un apport énergétique. Les voies métaboliques est donc défini comme l'ensemble des réactions chimiques au sein d'un organisme. Ces réactions permettent la dégradation et la synthèse de molécules appartenant aux trois lignées glucidique, lipidique et protidique ainsi que l'extraction et l'utilisation d'énergie à partir de celles-ci.
Conclusion
Les voies métaboliques est un ensemble de réactions métaboliques successives aboutissant à la production d'un composé biologique ayant une fonction indispensable pour l'organisme qui les réalise. Elle est constituée de plusieurs réactions catalysées par des enzymes diverses. Chacune de ces enzymes peut éventuellement participer à plusieurs voies métaboliques. Lorsque le métabolisme d'un composé implique un très grand nombre d'étapes, et plusieurs carrefours métaboliques, la synthèse totale constitue un ensemble de voies métaboliques successives.
La régulation de ces voies métaboliques est le processus par lequel toutes les cellules, des bactéries aux humains, contrôlent les processus chimiques nécessaires à la vie. Le métabolisme est organisé en réactions complexes, dépendantes des étapes, appelées voies métaboliques. Des protéines spéciales omniprésentes appelées enzymes sont le principal moyen de réguler ces voies, bien que la concentration de nutriments, de déchets et d'hormones puisse contrôler les taux métaboliques.
Glossaires
- FAD
La flavine adénine dinucléotide (FAD) est une coenzyme d'oxydo-réduction dérivant de la riboflavine (vitamine B2). Il est associé aux enzymes de la classe des oxydo-réductases auxquelles il est lié par une liaison covalente : c'est un groupement prosthétique la flavine adénine dinucléotide (FAD ou FADH2) est un facteur oxydant important dans la βoxydation des acides gras et dans le cycle de Krebs et est impliquée dans le transport des électrons dans le processus biochimique appelé chaîne de transport d'électrons.
- FADH2
Est une molécule de transport d'énergie métabolique, utilisée comme substrat dans la phosphorylation oxydative mitochondriale. La FADH2 est réoxydée en FAD, entraînant par la suite la synthèse de deux molécules d'ATP par FADH2. NAD est une coenzyme dérivée d'une vitamine B, la niacine. Au cours des réactions chimiques cataboliques productrices d'énergie, le NAD intervient dans l'extraction et le transfert d'ions hydrogène (H+) et d'électrons contenus dans les substrats moléculaires.
- NADP
Le nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADP) est une coenzyme présente dans toutes les cellules vivantes. Il s'agit d'un dinucléotide, dans la mesure où la molécule est constituée d'un premier nucléotide, dont la base nucléique est l'adénine, uni à un second nucléotide, dont la base est le nicotinamide. Le NADP existe sous une forme réduite, notée NADPH, et une forme oxydée, notée NADP+. Très semblable au NAD, il ne diffère chimiquement de ce dernier que par la présence d'un groupe phosphate sur le second atome de carbone du β-D-ribofurannose du résidu d'adénosine.
- Le NAD
Est phosphorylé en NADP par la NAD+ kinase tandis que le groupe phosphate du NADP est clivé pour redonner du NAD par la NADP+ phosphatase. Le NADP intervient dans le métabolisme comme transporteur d'électrons dans les réactions d'oxydoréduction, le NADPH comme réducteur et le NADP+ comme oxydant. Plus spécifiquement, le NADPH fournit du pouvoir réducteur dans les réactions de biosynthèse de l'anabolisme.
- HS-ACP
Une protéine porteuse d'acyle, généralement désignée par le terme anglais acyl carrier protein (ACP), est une protéine déterminante dans la biosynthèse des acides gras et des polycétides qui possède un résidu de phosphopantéthéine capable d'établir une liaison thioester avec un groupe acyle R–CO– susceptible d'être allongé par des condensations de Claisen
Abréviations
- CoA : Coenzyme A
- FAD : Flavine Adénine Dinucléotide
- NAD : Nicotinamide Adénine Dinucléotide
- NADP : Nicotinamide Adénine Dinucléotide Phosphat
- AG : Acide Gras
- HS-ACP : Acyl carrier Protein
Références bibliographiques
1. LEAMAN.W., 2012. Le métabolisme : concepts de base et architecture. https://complements.lavoisier.net /Stryer_Chapitre15.pdf
2. BELKACEM. L., 2023. métabolisme de glucogène, support pédagogique ,université de CONSTANTINE faculté de médcine ,8PP
3. BENSAAD.S.2022.Structure et métabolisme du glycogène,support pédagogique,université de Constantine 3,16p.
4. ZEKRI.S., 2021.métabolisme des acides gras.support pédagogique de 1ere année médecine Faculté de médecine Constantine Université 3,11P.
5. https://fMETABOLISME DES ACIDES GRAS.
