close

Se connecter

Se connecter avec OpenID

CHMI 3226 F Biochimie II - Métabolisme

IntégréTéléchargement
CHMI 3226 F
Biochimie II - Métabolisme
Prof: Eric R. Gauthier, Ph.D.
Département de chimie et de biochimie
Université Laurentienne
E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
Biochimie II – A2010
1
Plan de cours
• 1. Principes généraux du
métabolisme
• 2. Structure des
carbohydrates
• 3. Métabolisme des
sucres:
– glycolyse, cycle de l’acide
citrique, gluconéogenèse,
voie des pentoses
– Régulation
– Maladies
• 5. Structure des lipides
• 6. Métabolisme des
lipides
• 7. Métabolisme des
acides aminés et le cycle
de l’urée
• 8. Métabolisme des
nucléotides
• 9. Intégration du
métabolisme
• 4. Phosphorylation
oxydative
E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
Biochimie II – A2010
– Diabète
– Obésité
– Famine
2
Principes généraux du
métabolisme intermédiaire
• But du métabolisme
intermédiaire:
– 1. Produire de l’énergie
à partir de l’alimentation
(catabolisme);
– 2. Produire les
macromolécules
nécessaires au
fonctionnement cellulaire
à partir d’un nombre
limité de molécule de
petite taille (anabolisme)
E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
Biochimie II – A2010
3
Anabolisme et catabolisme
• Anabolisme:
• Catabolisme:
– Matériel de départ: molécules
de faible masse moléculaire
(CO2, acetyl-CoA, intermédiaires du cycle de Krebs,
acides aminés, glucides
simples)
– Produit final: macromolécules
(triglycérides, protéines,
glycogène, amidon, acides
nucléiques);
– Matériel de départ:
macromolécules retrouvées
dans l’alimentation
(protéines, triglycérides,
amidon, acides nucléiques);
– Produit final: H2O, CO2, urée
– But: production d’énergie
sous forme d’ATP.
– Nécessite l’apport d’énergie
(ATP)
– But: fournir les
macromolécules essentielles
au fonctionnement de base de
la cellule.
E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
Biochimie II – A2010
4
Anabolisme et catabolisme
http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/M/Metabolism.html
E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
Biochimie II – A2010
5
Anabolisme
Stade I –
Rassemblement des
éléments de base
Stade II – Synthèse
des monomères
Stade III –
Assemblage des
polymères
Stade IV –
Assemblages de
structures
E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
• Stade I: Rassemblement des
éléments de base
– N = NO3-2, C= CO2, sucres, acides
aminés, métabolites, O = O2, H2O
• Stade II: Synthèse des
monomères:
– Glucides, acides aminés,
nucléotides, acides gras
• Stade III: Assemblage des
polymères:
– Synthèse des protéines,
ADN/ARN, glycogène/amidon,
phospholipides
• Stade IV: Assemblage de
structures:
– Membrane cellulaire, ribosomes.
Biochimie II – A2010
http://www.humboldt.edu/~rap1/C431.F01/PathwayDiagrams/StagesCat.gif
6
Catabolisme
E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
•
Stade I: dégradation de
macromolécules
(polysaccharides,
protéines, triglycérides) en
leurs monomères de base;
•
Stade II: formation d’acétyl
CoA, de pyruvate et
d’intermédiaires du cycle
de Krebs;
•
Stade III:cycle de Krebs:
production d’H2O, CO2 et
NADH;
•
Stade IV: production d’ATP
via la chaîne de transport
d’électrons.
Biochimie II – A2010
http://www.humboldt.edu/~rap1/C431.F01/PathwayDiagrams/StagesCat.gif
7
Voies métaboliques
Plusieurs étapes: possibilités
de régulation (tuning):
Rétro-inhibition par le produit final:
E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
•
Chaque étape est généralement irréversible (dans
les conditions prévalant dans la cellule) et catalysée
par une enzyme différente, possédant son propre
méchanisme de régulation.
•
Le flot des molécules le long d’une voie métabolique
dépend essentiellement de l’abondance du substrat
et des produits, ainsi que de l’activité relative des
enzymes faisant partie de la voie.
•
Certaines enzymes sont regroupées en complexes
de haute masse moléculaire permettant de cheminer
rapidement le substrat parmi plusieurs étapes
réactionnelles.
Stimulation de la voie métabolique par le produit
de la première réaction:
Biochimie II – A2010
8
Voies métaboliques
Voie linéaire
E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
Voie cyclique
Biochimie II – A2010
Voie en spirale
9
Les voies métaboliques forment
des réseaux interreliés
• Les réactions
métaboliques ne sont
pas isolées les unes
des autres;
• Certaines voies
(glycolyse [en bleu],
cycle de Krebs [en
rouge]) sont le point de
convergence de
nombreuses réactions
métaboliques;
• Certaines molécules
sont utilisées dans
plusieurs réactions
différentes (e.g: acétoglutarate).
E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
Biochimie II – A2010
10
Les voies métaboliques forment
des réseaux interreliés
E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
Biochimie II – A2010
11
ATP: monnaie d’échange qui fait
fonctionner le métabolisme
• L’ATP est une molécule essentielle au
métabolisme de TOUS les organismes
vivants.
• La source d’énergie de l’ATP provient de
l’hydrolyse des groupes phosphates.
E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
Biochimie II – A2010
12
L’ATP existe sous forme de
complexe avec le Mg+2
E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
Biochimie II – A2010
13
L’hydrolyse de l’ATP produit de
l’énergie
E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
Biochimie II – A2010
14
Pourquoi l’ATP est-il si riche en
énergie?
• (1) Répulsion électrostatique entre les atomes d’oxygène
(chargés négativement) des groupes phosphates de
l’ATP. Cette force de répulsion est considérément
réduite suite à l’hydrolyse de l’ATP;
• (2) Les produits de l’hydrolyse de l’ATP (ADP, AMP et
Pi) sont mieux solvatés que l’ATP. L’eau enrobant ces
produits protège contre la répulsion électrostatique des
groupes PO4-2.
• (3) Les produits de l’hydrolyse de l’ATP sont plus stables
que l’ATP lui-même: il y a davantage d’électrons
délocalisés (stabilisation par résonance) chez ADP, AMP
ou Pi que chez l’ATP.
E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
Biochimie II – A2010
15
Comment l’ATP est-il utilisé dans
le métabolisme?
• L’ATP est souvent couplé enzymatiquement à un substrat, formant
un intermédiaire covalent instable (et donc plus susceptible à
réagir);
• Cet intermédiaire est par la suite réarrangé enzymatiquement pour
générer le produit de la réaction et les produits d’hydrolyse de l’ATP.
E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
Biochimie II – A2010
16
Comment l’ATP est-il utilisé dans
le métabolisme?
• L’ADP est aussi utilisé dans la synthèse d’ATP
via la déphosphorylation enzymatique de
composés phosphatés riches en énergie.
E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
Biochimie II – A2010
17
Compartimentation du
métabolisme
E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
Biochimie II – A2010
18
Auteur
Документ
Catégorie
Без категории
Affichages
6
Taille du fichier
1 248 Кб
Étiquettes
1/--Pages
signaler