Cours Meta Lipides M21 S4 2015-16-17 Prof Houria EL BOURY Sep 2017.pdf (1).crdownload

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UNIVERSITE MOHAMED V FACULTE DES SCIENCES RABAT DEPARTEMENT DE BIOLOGIE LABORATOIRE DE BIOCHIMIE-IMMUNOLOGIE Année universitaire 2015 – 2016 2016 – 2017 Module M21 d’Enzymologie et métabolisme semestre 4 Cours de METABOLISME DES LIPIDES Professeur : El BOURY HOURIA  METABOLISME DES LIPIDES A_ Rappels sur les lipides I. Les acides -gras (A - G) 1. Schéma simplifié d’un acide - gras 2. Exemples d’écriture 3. Numérotation 4. Représentation 5. Exemples d’acides - gras II. Principaux lipides 1. Triglycérides 2. Phospholipides 3. Glycolipides 4. Cholestérol B_ Catabolisme des lipides I. Hydrolyse des Triglycérides par les lipases 1. Contrôle hormonal 2. Libération du glycérol et des A-G 3. Destinée du glycérol II. Dégradation des A-G 1. Lieu de dégradation 2. Activation a. 1ére étape b. 2éme étape H. El BOURY  3. Transfert des acyl CoA dans la matrice mitochondriale a. La carnitine b. Transfert en 2 étapes 4. β-oxydation a. Illustration par un exemple simple b. Les 4 réactions d’un tour de β-oxydation - 1 ère réaction. - 2éme réaction. - 3 éme réaction. - 4 éme réaction. c. Cas d’un A-G avec doubles liaisons d. Cas d’un A-G à nombre impair de carbones e. Calcul du rendement énergétique de l’oxydation complète d’un A-G 5. Cétogenèse a. Lieu b. Formation des corps cétoniques C_ Anabolisme des lipides I. Synthèse des A-G 1. La Synthèse n’est pas l’inverse de la dégradation. 2. Transfert des acetyl CoA vers le cytosol a. Rôle du citrate b. La citrate-lyase H. El BOURY  3. Carboxylation de l’acetyl CoA en malonyl CoA 4. Activation a. Rôle de l’ACP b. Liaison avec l’ACP 5. Cycle d’élongation a. 1ére réaction b. 2éme réaction c. 3 éme réaction d. 4éme réaction e. Poursuite de l’élongation jusqu’au palmityl ACP f. Cas des AG plus longs ou avec doubles liaisons g. Autres Cas II. Régulation de la synthèse des A-G a. Etape militante b. Rôle des hormones III. Tableau conparatif entre dégradation et synthèse IV. Synthèse d’autres lipides 1. Exemple des triglycérides a. Formation du glycérol 3P b. Formation de l’acide lysophosphatidique c. Formation de l’acide phosphatidique d. Formation d’un diglycéride e. Formation d’un triglycéride H. El BOURY 2. Exemple des phospholipides 3. Exemple des glycolipides 4. Exemple du cholestérol a. Rôle du cholestérol b. Lieu de synthèse c. Synthèse à partir de l’acetyl CoA d. Les différents étapes - Formation du mévalonate - Formation de l’isopentenyl pp - Formation du diméthylallyl pp - Formation du géranyl pp - Formation du farnesyl pp - Formation du squaléne - Formation du cholestérol e. Les sels biliaires dérivés du cholestérol H. El BOURY  METABOLISME DES LIPIDES A. Rappels  Schéma simplifié d’un acide gras (AG) O H3 C C R COOH Chaine hydrocarbonée saturée ou insaturée OH  Exemples d’écriture 18 :0 AG à 18 C saturé (sans double liaison) 18 : 2 AG à 18 C avec 2 doubles liaisons Si on veut préciser la position et la configuration de la double liaison : Cis ∆9 : double liaison cis entre C9 et C10 Trans ∆2 : double liaison trans entre C2 et C3  Numérotation 3 2 1 O H3 C – CH2 – CH2 ----------------------- CH2 – CH2 – C ω β α OH  Représentation COOH AG à 10C saturé : AG à 10C avec une double liaison cis : AG à 10c avec une double liaison trans : H. El BOURY   Exemples d’AG Acide oléique (oléate) 18 : 1 cis ∆9 Acide linoléique (linoléate) 18 : 2 cis ∆9 ∆12 Acide palmitique (palmitate) 16 :0 Acide stéarique (stéarate) 18 :0  Principaux lipides : Acides gras (AG) Constituants des triglycérides, phospholipides et glycolipides Triglycérides (TG) Constitués d’un alcool, leglycérol, et d’AG 1er type : phosphatides (glycérophospholipides) constitués de glycérol, d’AG et d’un alcool phosphorylé Phospholipides (PL) 2éme type : sphingolipides constitues d’un alcool, la sphingosine, et d’AG Glycolipides (GL) Constitués de sphingosine, d’AG et d’oses cholestérol Squelette hydrocarboné à 27C B. Catabolisme (dégradation) des lipides I. Hydrolyse des TG par les lipases O CH2OH R1 COOH O H2C O C R1 R2 C O CH O + 3H2O HOCH + R2 COOH H2C O C R3 CH2OH R3 COOH TG Glycerol 3AG H. El BOURY Schéma (facile à retenir) AG1 AG1 AG 2 + 3H2O + + AG+2 AG3 AG3 II. Dégradation des AG 1. Activation O O O R C R C R C SCoA OH ATP PPi AMP CoASH AMP AG Acyl-AMP Acyl-CoA 2 Pi La réaction d’activation est catalysée par l’acylCoA synthétase (ou acide gras thiokinase) et a lieu sur la membrane mitochondriale externe. 2. Transfert des acylCoA dans la matrice mitochondriale Se fait en 2 étapes catalysées par l’acylCoA carnitine transférase a) acylCoA + carnitine acylcarnitine + CoASH b) acylcarnitine + CoASH acylCoA + carnitine schema récapitulatif: Cytosol Matrice mito AG AcylCoA Acylcarnitine AcylCoA mb mito externe mb mito interne H. El BOURY  3. Β.oxydation O R CH2 CH2 CH2 C S CoA Acyl CoA FAD Oxydation FADH2 H O R CH2 C C C S CoA Déhydroacyl CoA H H2O Hydratation OH H O R CH2 C C C S CoA H H L-Hydroxyacyl CoA NAD+ Oxydation + H +NADH O O R CH2 C CH2 C S CoA Cétoacyl CoA CoA -SH Thiolyse O O R CH2 C S CoA + H3 C C S CoA Acyl CoA amputé de deux C Acétyl CoA atomes Les 4 enzymes qui interviennent, de Carbone dans l’ordre :  Déshydrogénase  Hydratase  Déshydrogénase  Thiolase Le rendement énergétique sera étudié en T-D H. El BOURY  C. Anabolisme des lipides I. Synthèse des AG 1. Transfert des acetylCoA vers le cytosol Le citrate va diffuser vers le cytosol puis : Citrate + ATP + CoASH acetyl CoA + OA + ADP + Pi 2. Carboxylation de l’acetylCoA en malonylCoA O O O H3C C + ATP + HCO3- C CH2 C + ADP + Pi + H+ O- SCoA SCoA AcetylCoA MalonylCoA Cette réaction est catalysée par l’acetylCoA carboxylase 3. Activation acetylCoA + HS-ACP acetylACP + CoASH malonylCoA + HS-ACP malonylACP + CoASH H. El BOURY  4. Cycle d’élongation O O O H3C C S ACP + C CH2 C S ACP -O Acétyl ACP Malonyl ACP ACP + CO2 Condensation O O Acétoacétyl - ACP H3C C CH2 C S ACP NADPH Réduction NADP + O H D-3-Hydroxybutyryl-ACP H3C C CH2 C S ACP OH Déshydratation H2O O H Crotonyl-ACP H3C C C C S ACP H NADPH Réduction + NADP O Butyryl-ACP H3C CH2 CH2 C S ACP Les 4 enzymes qui interviennent, dans l’ordre : Enzyme condensante Réductase Deshydratase Réductase H. El BOURY  Tableau comparatif entre dégradation et synthèse : Dégradation synthèse Localisation Intra mitochondriale Extra mitochondriale Liaisons des intermédiaires Avec CoA Avec ACP Enzymes Non associées Complexe multienzymatique Coenzymes FAD, NAD+ NADPH Organes Muscle et foie Tissu adipeux et foie Déroulement d’un tour La chaine d’AG perd 2C à La chaine d’AG s’allonge de 2C chaque tour à chaque tour II. Synthèse d’autres lipides 1. Exemple des triglycérides DHA P P Glycérol 3 Acide lysophosphatidique Acide phosphatidique diglycéride Glycérol Triglycéride Schéma simplifié : AG1 AG1 AG1 AG1 AG2 AG2 AG2 P P P AG3 Glycérol 3 P Acide lysophosphatidique Acide phosphatidique diglycéride triglycéride 2. Exemple du cholestérol Acetyl CoA mévalonate isopentenyl pp geranyl pp farnesyl pp (2C) (6C) (5C) (10C) (15C) Squaléne cholesterol (30C) (27C) H. El BOURY