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14 - Métabolisme azoté

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baharicot2's version from 2017-04-29 06:58

Particularités des acides aminés

Question Answer
1) Pas de formes de stockage- toutes les protéines ont une fonction
- les AA en excès sont dégradés principalement par le foie
- pool d'AA libres représente +- 1% des AA totaux
- seulement 75% des AA libérés lors de la dégradation sont ré-utilisés: nécessité d'apports alimentaires
2) Seuls certains acides aminés peuvent être synthétisésles AA ne pouvant être synthétisés, dits "essentiels" (V, L, I, M, T, P, Lys, His, Thr), doivent provenir de la l'alimentation
3) Contrainte particulière du métabolisme des acides aminésL'ammoniaque (surtout présent sous forme d'ammonium NH4+) est toxique. Il doit donc:
- être transporté sous forme non-toxique = Gln, Ala
- être éliminé sous forme non-toxique = urée
4) Deux aspects à considérer dans la dégradation des acides aminés- le sort de l'azote: conversion en ammoniaque et en urée
- le sort du squelette carboné: oxydation et GNG
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Turnover des protéines et bilan journalier

Question Answer
Apport des acides aminés- protéines alimentaires
- par la synthèse des AA)
- dégradation des protéines
Utilisation des acides aminés- formation de porphyries, créatine, NT, purines, pyrimidines
- urée et NH4+
- glucose, glycogène
- acide gras, CO2
- protéines
Bilan journalier de la personne à jeun/ avec un régime pauvre en protéines- la vitesse de synthèse des protéines < vitesse de leur dégradation (alors que normal "=")
- on dégrade + de protéines pour avoir une source d’énergie
- bilan azoté négatif: le quantité de protéines diminue
- les AA utilisés servent à la GNGet aux synthèses incompressibles de ≠ composés aminés.
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Composés formés àp d'acides aminés

Acide aminéComposéFonction
Sérinecholine et ethanolaminephospholipides, acétylcholine
Glycine1) porphyrine
2) glutathion
3) sels biliaires
4) purines
1) cytochrome, hémoglobine
2) anti-oxydant
3) digestion des lipides
4) nucléotides, coenzymes, acides nucléiques
Aspartatepurines, pyrimidinesnucléotides, coenzymes, acides nucléiques
GlutamateGABANT
HistidineHistamineinflammation locale
sécrétion gastrique
Tyrosinedopaminemélanine
NT
hormones
Tryptophane1) sérotonine
2) NADP
1) vasoconstricteur et NT
2) coenzyme
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Vitesse de synthèse des protéines

Question Answer
Régulation individuelle dépend- de la quantité d'ARNm spécifique, lui-même dépendant de la transcription des gènes
- la présence de microARN
Régulation globale dépend( régulation par l'insuline, la testostérone, les facteurs de croissance)
dépend de la dé- ou phosphorylation de facteurs d'initiation et d'élongation de la synthèse protéique.
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Vitesse de dégradation des protéines

Question Answer
Régulation individuelle dépend de- la nature des protéines (protéines digestives vite dégradées)
- la présence de signaux de dégradation, comme:
→ l'amino-acide N-terminal
→ séquence PEST
→ rôle de l'ubiquitinylation
Régulation globale dépend- du jeûne: accélère la régulation globale
- des glucocorticoides et de la TNF: accélèrent aussi
Mécanisme de dégradation des protéines intracellulaires- par ubiqutinylation, rôle des protéasomes (ATP-dépendant: ATP permet la rupture des protéines)
- par digestion lysosomiale, pour les protéines phagocytées
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Métabolisme des acides aminés

1. Réactions de transamination

Question Answer
Réactionéchange d'un groupe aminé contre une fonction cétone:
Acide aminé + Acide 𝛂 cétonique ⇌ Acide aminé + Acide 𝛂 cétonique
Enzymeaminotransférase (transaminase), proche de l'équilibre thermodynamique.
Cofacteur enzymatiquepyridoxal phosphate
Rôle du glutamate- est produit dans de nombreuses réactions de transamination
- donneur d'amine dans réactions de synthèses d'AA non-essentiels
- donneur d'amine pour AST, qui forme Asp nécessaire à la synthèse de l'urée
- substrat pour la formation de glutamine
- peut être utilisée ou formée par la glutamate déshydrogénase
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Pyridoxal phosphate

Question Answer
Structurenoyau pyridine, fonction aldéhyde, groupement phosphate
Précurseurformé à partir de vitamine B6, présente dans notre alimentation
Co-facteur de réactions comme- les transaminations
- la déacrboxylation des acides aminés
- la racémisation d'acides aminés
- la glycogène phosphorylase
Fonctionforme une base de Schiff avec des amines primaires:
- dans les transaminases, la BS est convertie en pyridoxamine phosphate, avec libération d'un céto-acide
- dans les décarboxylases, la formation d'une BS facilite la décarboxylation
Réaction de formation du pyridoxal phosphatePyridoxine (vitamine B6) est:
1) phosphorylée par une kinase
2) oxydée par une oxydase (OH converti en aldéhyde, + réactionnel)
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Mécanisme des aminotransférases

Question Answer
Mécanisme ping pong - définitionréaction où l'on transfère un gpmt d'un substrat à un autre ; l'enzyme réagit avec le 1er substrat, elle est modifiée pendant la réaction, stocke le gpmt, puis le place sur le 2e substrat, et revient à sa forme initiale.
Rôle des aminotransférases- dans la dégradation des AA
- dans le transport d'électrons (navettes entre cytosol et mitochondrie)
- das le transport d'ammonium
- dans la formation d'AA non essentiels
Utilité diagnostique des aminotransférasesla présence d'AT dans le plasma est le signe d'une souffrance cellulaire.
Mécanisme ping-pong - citer les étapes1) pyridoxal phosphate (PP) + glutamate ⇌ α-­cétoglutarate
PP devient pyridoxamine phosphate (PMP)
2) PMP + oxaloacétate ⇌ aspartate
PMP redevient PP
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2. Glutamate déshydrogénase

Question Answer
Rôleenzyme mitochondriale servant à réaliser la désamination oxydative du glutamate ou la réaction inverse.
Co-facteur- pas besoin de pyridoxal P!
- peut utiliser le NAD+ = équilibre déplacé vers la dégradation glutamate
- ou le NADPH = équilibre favorisant l'oxydation du glutamate
Régulation● Régulée allostériquement par:
- ATP et GTP (inhibiteurs)
- ADP et GDP (activateurs)
● Baisse du rapport NTP/NDP, en cas de déficit énergétique = favorise l'oxydation du glutamate
Actionlorsque son action est couplée avec celles de transaminases, elle permet:
- la libération de NH3 àp d'autres a.a
- ou alors la formation d'autres a.a avec utilisation d'ammoniaque
RéactionAsp + α cétoglutarate → glutamate + oxaloacétate (transaminase)
Glutamate + NAD+ → α cétoglutarate + NH4+ + NADH (GDSH)
Bilan: Asp + NAD+ → oxaloacétate + NADH + NH4+
⟹ pour beaucoup de réactions, on sait pas faire une désamination directe, donc on passe par une transamination suivie d'une désamination du glutamate.
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3. Synthèse de la glutamine et son hydrolyse

EnzymeRôleLocalisation
Glutamine synthétasepermet la fixation de NH3 sur une glutamate, elle consomme un ATP
→ formation de glutamine
dans de très nombreux tissus
Glutaminasehydrolyse l'amide de la glutamine, permettant la formation de NH3
→ formation de glutamate
dans le foie (alimente la synthèse de l'urée) et dans le rein (permet l'élimination de protons)
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Question Answer
Rôles de la glutamine - citer- synthèse des protéines
- forme de transport non-toxique pour le NH3
- donneur d'amine (< amide) dans ≠ biosynthèses (purines, glucosamine 6P, nicotinamide)
- participe à l'élimination accrue de NH4+ par le rein lors d'un jeune prolongé
- a.a le + abondant dans le plasma
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Transport de l'ammoniaque vers le foie

Question Answer
Dans la plupart des tissusle NH3 est fixée sur le glutamate, grâce à la glutamine synthétase, avec formation de glutamine. Celle-ci sert alors de forme de transport vers le foie.
Dans les musclesla transamination avec le pyruvate (< glucose) comme accepteur, permet la formation d'alanine, qui est transportée vers le foie: cycle glucose/alanine
Dans le foie- la glutamine issue des tissus et est reconvertie en glutamate par la glutaminase
- le glutamate subit une désamination couplée à la formation de pyruvate àp d'alanine (alanine amine transférase)
- le pyruvate est transformé en glucose, qui est transporté dans les muscles: cycle glucose-alanine
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4. Décarboxylation des acides aminés

PrécurseurAcide aminé produit par décarboxylation
Histidine
Tyrosine
5-OH tryptophane
Di-OH phénylalaline
Sérine
Cystéinate
Aspartate
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5. Synthèse de l'urée

Question Answer
Lieudans le foie
Arginaseenzyme hépatique, hydrolysant l'arminien en urée et en omithine
Urée formée à partir de
Urée construite surl'omithine, qui sert de support et est reformée lors de la dernière réaction (cycle de l'urée)
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Question Answer
1)- Formation du carbamyl P
- à partir de NH4+, de HCO3--, 2ATP hydrolysés
- catalyse par carbamylphosphate synthétase I
- étape irréversible
- stimulée allostériquement par N-acétyl glutamate
- dans la mitochondrie
2)- Formation de citrulline
- catalyse par ornithine transcarbamylase
- dans la mitochondrie
3)Transport citrulline dans le cytosol
4)- Synthèse d'arginino-succinate
- catalyse par ligase convertissant ATP en AMP + PPi
- dans le cytosol
5)- clivage de l'arginino-succinate par élimination d'un fumarate
- catalyse par lyase, avec formation d'une double liaison
- dans le cytosol
6)- Hydrolyse de l'arginine par l'arginase
- formation d'urée et d'ornithine
- dans le cytosol
7)- Transport de l'ornithine vers la mitochondrie
- diffusion de l'urée hors du foie
8)Fumarate converti en oxaloacétate, qui peut redevenir de l'aspartate par transamination.
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Question Answer
Stechiométrie globaleAspartate + NH3 + CO2 + 3 ATP ⟹
Urée + fumarate + 2ADP + AMP + 2Pi + PPi + 3 H2O
Régulation- N acétyl glutamate contrôle la vitesse de CPS. I
- synthèse de Nacaétylglutamate stimulée par l'arginine
Sources d'aspartate- dégradation des protéines
- hydrolyse de l'asparagine
- transamination du glutamate (< autres acides aminés)
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Sources d'ammoniaque

Hyperammoniémie

Question Answer
Critèresi > 50 𝛍m
Symptomatologieapathie, somnolence, coma si > 100𝛍m
ToxicitéHyperammoniémie favorise:
1) la formation du glutamate à partir d'𝛂 cétoglutarate:
- déplétion d'intermédiaire du cycle de Krebs
- modification du rapport NADH/NAD+ par consommation. de NADH
- déficit énergétique
2) la conversion de glutamate en glutamine:
- entraîne déplétion glutamate (NT)
- entraîne accumulation de gllutamine dans les astrocytes
- ceci provoque un oedème cérébral
Causes acquisestoutes formes d'insuffisance hépatique, cirrhose alcoolique
Causes héréditairesdéficits de synthèse de l'urée, se manifestant après naissance:
- déficit en ornithine transcarbamylase
- autres déficits décrits
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