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10 - Lipides

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baharicot2's version from 2017-04-15 09:20

Introduction

Question Answer
Caractéristiques des lipides- insolubles dans l'eau (hydrophobes), transportés par des protéines: albumine, lipoprotéines
- pas de caractéristique de structure commune
- pas de polymère
Rôles des lipides- énergétique: stockage d'énergie (9 Kcal / g)
- isolant thermique (panicule adipeux)
- structure: composant essentiel des membranes
- transduction de signaux: précurseurs d'hormones (eicosanoides + 2ds messagers)
Citer les ≠ substances lipidiques- acides gras libres (ou non estérifiés): AG à N paire de C
- acides gras estérifiés au glycérol: graisses neutres, MAG, DAG, TAG, tissu adipeux
- corps cétoniques: dérivés hydrosolubles d'AG
- lipides complexes: phospholipides, sphingolipides
- eicosanoides: dérivés hydrosolubles d'AG
- cholestérol, stéroïdes et autres dérivés
- vitamines liposolubles (AEDK)
Différence fondamentale entre le métabolisme du glucose et des acides gras lipidiquesLa concentration plasmatique des acides gras:
→ non soumise à un contrôle homéostasique comme le glucose.
→ dépend surtout de la vitesse de la lipolyse
→ est plus élevée à jeun qu'à l'état nourri
→ détermine la vitesse d'utilisation par les tissus (sauf cerveau)
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Beta-oxydation

Introduction

Question Answer
Définitionvoie métabolique permettant l'oxydation des acides gras, unis par une liaison trio-ester à un CoA
Se déroule où ?dans la mitochondrie (lien avec la chaîne respiratoire)
Mène à la production deAcétyl CoA, NADH, FADH2 (électrons ensuite transférés à l'ubiquinone)
Rôleun des contributeurs majeurs d'énergie:
- acétyl CoA utilisé par le cycle de Krebs
- électrons transférés dans la chaîne respiratoire
Citer les étapes majeures de la B-oxydation- activation d'un acide gras en acyl-CoA
- entée des acyl-CoA dans la mitochondrie: rôle de carnitine
- la B oxydation proprement dite (oxydation sur le 3e carbone, dit beta)
Structure du Coenzyme A - caractéristiques importantesStructure = 3'Phospho ADP + Pantéthéine
- présente un SH à son extrémité:
→ sur laquelle se fixent les AG pour être estérifiés
→ création d'une liaison riche en énergie
- molécule volumineuse et polaire
→ permet la solubilité des acides gras qui lui sont liés
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Activation d'un acide gras par ligation à du Coenzyme A

Question Answer
1)Ligase convertit un ATP en AMP + PPi
→ très favorable thermodynamiquement
→ formation d'une liaison très énergétique
→ formation d'intermédiaire acyl-adénylate
2)Coenzyme A se fixe sur le groupement carboxylique de l'AG (lié à l'AMP)
→ formation d'Acétyl CoA
→ libération d'AMP
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Transfert des acyl-CoAs dans la mitochondrie - rôle de la carnitine

Question Answer
1)Acyl-CoA formé dans le cytosol ne peut pas franchir la mb interne de la mitochondrie:
→ conversion réversible en acylcarnitine par la carnitine palmityl transférase I:
(libération SCoA + fixation AG sur le groupement OH de la carnitine = acylcarnitine).
→ cette conversion se fait à la mb externe de la mitochondrie
2)Acyl carnitine franchit la mb interne par un échangeur (carnitine-acymcarnitine)
3)- Régénération d'un acylCoA dans la matrice, grâce à carnitine palmityl transférase II:
→ CPT II se trouve à la face interne de la mb interne mitochondriale.
- Régénération d'un AG-SCoA
Inhibition de la CPT I parla manolyl CoA
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Première étape de la beta-oxydation proprement dite

Question Answer
1)Formation d'une double liaison entre carbones alpha et beta de l'AG:
→ réaction catalysée par acyl-CoA dehydrogénase (couplée à FAD)
→ FAD accepte les électrons et libération de FADH2
2)Le FAD restant est lié au site catalytique: les électrons sont acheminés vers la chaîne respiratoire par ETF:
→ FADH2 revient à sa forme réduite FAD
→ ETF oxydé passe à sa forme réduite
→ cette étape est similaire à la conversion du succinate en fumarate
3)ETF cède les e- à une ETF déshydrogénase, associée à la mb interne de la mitochondrie.
4)ETF déshydrogénase possède également du FAD (grpmt prosthétique): transfère les e- qu'elle reçoit à l'ubiquinone.
ETF =- electron transfert flavoprotein: protéine soluble,
-très abondante dans la matrice mitochondriale,
- comportant du FAD comme groupement prosthétique.
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Etapes 2 à 4 de la beta-oxydation proprement dite

Question Answer
MécanismeEtaoe de clivage:
→ attaque par le groupement SH d'un CoASH = thiolyse par une thiolase
→ on se trouve avec un acylCoA raccourci de 2carbones, celui-ci est alors ré-utilisé comme nouveau substrat
Réactions similaires àla conversion du fumarate en oxaloacétate dans cycle de Krebs (hydratation du fumarate en L-malate, puis oxydation de ce dernier par une deshydrogénase à NAD).
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Bilan

Question Answer
RéactionPalmityl CoA + 7 CoASH + 7 Q + 7 NAD + 7 H2O ➜ 8 AcétylCoA + 7QH2 + 7NADH + 7H
8 acétylCoA96 ATP
7 QH214 ATP
7 NADH21 ATP
Activation d'un palmitate- 2 ATP
Total129 ATP
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Oxydation des acides gras à nombre impaire de C

Question Answer
1)Carboxylation du propionyl-CoA en D-méthylmalonyl-CoA racémase
→ Cofacteur = biotine
→ Enzyme = propionyl CoA carboxylase
2)Conversion D-méthylmalonyl-CoA racémase en L-méthylmalnolyl CoA par la Méthylmalonyl-CoA racémase
3)Conversion L-méthylmalonyl CoA en Succinyl CoA grâce à la Méthyl-malonyl-CoA mutase (Vit B12)
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Lipogenèse

Différences entre la dégradation des acides gras et leurs synthèse

DifférencesDégradation des acides gras (B-oxydation)Synthèse des acides gras
Localisationdans la matrice mitochondrialedans le cytosol
CofacteursFAD et NADNADPH (x2)
Groupement prosthétiqueR'' = CoAR'' = Phosphopanthéthéine
Groupement activéacétyl CoAmalonyl CoA
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Question Answer
Lipogenèse - tissusFoie, Tissu Adipeux, Glandes mammaires
Lipogenèse - substratsAcétyl-CoA (glucides, lipides, acides aminés) et NADPH
Lipogenèse - produitsacides gras saturés, nombre pair de C
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Voie métabolique - enzymes

Caractéristiques1) Acétyl Coa carboxylase2) Synthase des acides gras
Réaction catalyséeAcétylCoA + ATP + HCO3- ➔ Malonyl-CoA + ADP + Pi + H+7 activités enzymatiques différentes (7 sites catalytiques ≠!)
RôlesCatalyse une étape limitante: contrôle le flux, régulation par phosphorylation et citrate.enzyme multifonctionelle (dimérique): - domaine "acyl carrier protein" (bras phosphopantéthéine) = fixation et transfert des AG aux réactions successives
- Cys périphérique = sert de donneur d'acétyle ou d'acyle dans la réaction de condensation.
Cofacteurbiotine/
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Voie métabolique - réactions

Question Answer
1)On fixe un acétyl CoA sur le groupementt SH de la synthase via acyl-transferase
Acétyl-CoA + ACP-SH -> Acétyl-ACP + CoASH
Acetyl-ACP + P-SH -> ACP-SH + P-S-Acétyl
2)On fixe le malonyl CoA sur le groupement SH de l'ACP de la synthase via malonyl transferase:
Malonyl-CoA + ACP-SH -> Malonyl-ACP + CoASH
3)Décarboxylation (libération CO2) du malonyl CoA par l'enzyme de conversion
→ formation d'un 3 kéto acyl:
ACP-S-CO-CH2-COO + P-S-CO-CH3 -> ACP-S-CO-CH2-CO-CH3 + CO2
4)Réduction du 3 céto acyl par la NADPH + H+ par une cétoacyl réductase:
Ketoacyl-ACP + NADPH + H -> Hydroxyacyl-ACP + NADP
5)On retire une molécule d'eau (déshydratation) et on forme une double liaison entre les carbones 2 et 3 par une deshydratase:
Hydroxyacyl-ACP -> Enoyl-ACP + H2O
6)Réduction par la NADPH + H+ via l'enoyl reductase
→ formation d'un dérivé butyril, fixé sur la pantéthéine
Enoyl-ACP + NADPH + H -> Acyl-ACP + NADP
7)le groupement butiryl est déplacé sur la cystéine de la synthase, initialement occupée par l'acétyl, par la transférase:
Acyl-ACP + P-SH -> P-S-Acyl + ACP-SH
→ on fait la même réaction qu'en 1): ajout de malonyl CoA
→ on refait la décarboxylation en 2) si ce n'est que le C2 du malonyl se fixe sur le C de l'acétyl
→ on rallonge ainsi la molécule
8)succession de réduction, déshydratation, réduction et hydrolyse (->par une thioestérase):
→ libération de palmitate (16 C)
→ régénération de fatty synthase
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Elongases et dénaturasse

 

Caractéristiques ElongasesDésaturation des acides gras
Type de protéinesprotéines transmembranairesprotéines transmembranaires
Localisationmembrane du REmembrane du RE
Fonction(s)- catalyse l'allongement d'acyl CoA (16C) jusqu'à 26 C
- importante pour la myéline (24C)
- oxydase à fonction mixte: O2, NADH, Cytochrome b5
- action sur les acyl-CoA
- pas la capacité de faire des omégas 3 et 6: acides linolénique et linéique sont essentiels
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Substrats

Question Answer
Citer les 3 substratsacétyl CoA, malonyl CoA, NADPH
Origine de l'acétyl CoA et de la malonyl CoA- glucides(pyruvate) -> PDH -> acétyl CoA
- lipides, acides aminés -> acétyl CoA
Origine du NADPHcycle des pentoses phosphates et enzyme malique (L malate déshydrogénées décarboxylate)
Transport de l'acétylène CoA de la mitochondrie au cytosol ?1) formation de citrate (franchit la mb externe de la mitochondrie) àp d'oxaloacétate et d'acétyl CoA, par la citrate synthase
2) dans le cytosol, le citrate est hydrolysé on Ox+AcCoA par l'ATP citrate lyase.
3) Ox transformé en L-Malate grâce à NADH
4) Malate convertie en pyruvate grâce à l'enzyme malique
5) Pyruvate peut franchir la mb esterne de la mitochondrie
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Contrôle de la synthèse et de la dégradation des acides gras

Régulation de la lipogenèse

 

RégulateursEffet(s)
Citrateprovoque l'assemblage de l'ACC en polymères filamenteux
PKAactivée par le glucagon, inactive l'ACC, diminue malonyl CoA, inhibe la lipogenèse
Insulineinactive le glucagon donc l'activation de la PKA: active la lipogenèse
Glucagonfavorise l'oxydation des acides gras, active PKA donc inhibe la lipogenèse
Malonyl CoAinhibe l'entrée et l'oxydation des acides gras dans la mitochondrie (par inhibition de la CPT I) -> active lipogenèse
Srebp1c et ChREBPfacteurs de transcription augmentant l'expression de l'ACC lors d'un régime hypocalorique
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Régulation de la beta oxydation

RégulateursEffet(s)
Transport des AGla CD36 (fatty acid translocase) détermine l'entre des acides gras dans la cellule
Acyl CoA synthétaseconvertit ATP en AMP + PPi et AG en AcylCoA --> activation en dérivés AcylCoA dans le cytosol, pour les AG > 12C
CPT 1permet l'entrée des AcylCoA dans la membrane externe de la mitochondrie pour les AG > 12C
Malonyl CoAinhibe la CPT1 et donc la beta oxydation (empêche entrée AG >12C)
- le malonyl est produit àpd Acétyl CoA dans le muscle, en petites quantités, pour réguler la dégradation des AG !
CPT 2permet l'entrée des AG > 12 C dans la membrane interne mitochondriale
Ligase mitochondrialepermet l'activation des AG < 12 C en acyl-CoA (qui entrent passivement dans la mitochondrie)
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Estérification des acides gras

Localisation des TAGRôle(s)
Foiesynthèse sans stockage (sinon stéastose)
Tissu adipeuxsynthèse et stockage
Glandes mammairessynthèse et export
Entérocytessynthèse sans stockage
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EnzymeRôle et réaction catalysée
Glycérol 3 Phosphate acyl transférase1) Glycérol-3-P + acyl-CoA -> MAG-P + CoASH
(Monoacylglycerol-P = acide lysophosphatidique)
2) MAG-P + acyl-CoA -> DAG-P + CoASH
(DiacylglycerolP = acide phosphatidique)
Phospatidate phosphataseDAG-P + H2O -> DAG + Pi
Diacylglycérol acyltransféraseDAG + acyl-CoA -> TAG + CoASH
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Lipolyse

Question Answer
Enzyme dans la foielippes lysosomiale (faible contribution)
Enzyme dans le tissu adipeuxlippes hormono-sensible (LHS) activée par phosphorylation par PKA
Action de la LHStriacylglycérol + 3H2O --> 3 acides gras libres + glycérol ; exerce la lipolyse.
Régulation de la lipolyse- stimulée par l'adrénaline
- inhibée par l'insuline (diminue la concentration d'AMP cyclique)
Perlipine(activée par phosphorylation par la PKA) cette protéine du tissu adipeux favorise l'action de la LHS en lui facilitant l'accès aux triglycérides.
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