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S.A HAMMA. Introduction 1 Les acides gras ont un triple rôle : Structural - Phospholipides, glycolipides membranaire. Fonctionnel - Des dérivés dacides.

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1 S.A HAMMA

2 Introduction 1 Les acides gras ont un triple rôle : Structural - Phospholipides, glycolipides membranaire. Fonctionnel - Des dérivés dacides gras sont des messagers (diacylglycérol) et des modulateurs (prostaglandines et leucotriènes) cellulaires. Energétique - la β-oxydation, en aérobiose source dénergie (sauf les tissus gluco- dépendants) +++ muscles et myocarde, foie, tissu adipeux. --- cortex rénal, testicules….

3 Introduction 2 La majorité des acides gras sont exogènes. Synthèse endogènes à partir de lacétyl-CoA Le niveau de synthèse est bas, sauf dans certaines circonstances nutritionnelles : régime hyperglucidique. Le foie et le tissu adipeux peuvent remanier les acides gras (exogènes ou endogènes) par élongation et/ou désaturation. Foie Glande mammaire Tissu adipeux

4 Introduction 3 Le métabolisme des acides gras comprend : Le catabolisme par β-oxydation en acétyl-CoA. La synthèse à partir de lacétyl-CoA. Les réactions délongation et / ou désaturation

5 La β-oxydation 1 Acides gras Triglycérides Chylomicrons intestinaux VLDL hépatiques lipoprotéine lipase plasmatique Triglycérides Tissus adipeux Triglycéride lipase β-oxydation Origine des acides gras

6 La β-oxydation 1 La β-oxydation = hélice de Lynen : la voie du catabolisme oxydatif aérobie des acides gras (Acyl-CoA) en dacétyl-CoA. Oxydatif : par prélèvement datomes dhydrogène (sont accepteurs les NAD et FAD). Aérobie : en présence doxygène. Toutes les enzymes catalysant cette voie sont mitochondriales. Dans le foie et les reins, la β-oxydation a lieu également dans les peroxysomes).

7 La β-oxydation 2 1- Activation des acides gras 2- Transfert intra-mitochondrial des acyl-CoA Etapes préliminaires

8 La β-oxydation 3 R-CH2-COOH + ATP + HSCoA R-CH2-CO~SCoA + AMP + PPi Acyl-CoA synthétase 1- Activation des acides gras Etapes préliminaires PPi +H 2 O 2Pi Pyrophosphatase

9 La β-oxydation 4 Etapes préliminaires Membrane interne mitochondriale est imperméable aux acyl-CoA Navette de la carnitine

10 La β-oxydation 5 Etapes préliminaires N.B: Déficits en transférase et translocase altération de loxydation des acides gras

11 La β-oxydation 5 β-oxydation ou hélice de Lynen ß-oxydation Séquences formées de 4 réaction Oxydation par FAD hydratation Oxydation par NAD Coupure ( thiolyse ) par CoA Acide gras Cn Acide gras Cn-2 Acétyl-CoA Sens α ω

12 La β-oxydation 6 β-oxydation ou hélice de Lynen

13 La β-oxydation 7 β-oxydation ou hélice de Lynen

14 La β-oxydation 8 β-oxydation ou hélice de Lynen RÉPÉTITION DU CYCLE DE Β-OXYDATION

15 La β-oxydation 9 β-oxydation ou hélice de Lynen DEVENIR DE LACÉTYL-COA Molécules dintérêt biologique CO2+H2O

16 La β-oxydation 10 β-oxydation ou hélice de Lynen Certains acides gras nécessitent des étapes supplémentaires pour leur dégradation Acides gras insaturés Acides gras saturés à nombre Impair de carbones

17 La β-oxydation 11 β-oxydation ou hélice de Lynen ACIDES GRAS SATURÉS À NOMBRE IMPAIR DE CARBONE Succinyl-CoA CYCLE DE KREBS

18 La β-oxydation 12 ACIDES GRAS INSATURÉS EX: ACIDE LINOLEIQUE C18 :2 Δ 9,12 Cis-4-Enoyl-CoA 3,2-Enoyl-CoA isomérase Trans-delta2-Cis-delta6- Diénoyl-CoA Cis-delta3-Cis-delta6- Diénoyl-CoA Acétyl-CoA Trans-delta2-Cis-delta4- Diénoyl-CoA

19 La β-oxydation 13 Trans-delta2-Cis-delta4- Diénoyl-CoA Trans-delta3-Enoyl-CoA Trans-delta2-Enoyl-CoA

20 La β-oxydation 13 BILAN ENERGETIQUE

21 La synthèse 1 La synthèse des acides gras à partir de lacétyl-CoA fait appel à trois mécanismes distincts, à localisation intracellulaires différents : - La synthèse cytosolique ou voie de Wakil à partir de lacétyl-CoA jusquau palmitoyl-CoA (C 16). - Lélongation mitochondriale allongeant au-delà de C16 les acides gras préformés dans le cytosol. - Lélongation et la désaturation microsomales formant les acides gras insaturés.

22 La synthèse 2 La synthèse cytosolique Les substrats de la synthèse du palmitoyl-CoA - Lacétyl-CoA - LATP - Le NADPH, H + Origine de lacétyl-CoA - La glycolyse surtout. - Le catabolisme dacides aminés (lors des régimes hyperprotidiques).

23 La synthèse 3 La synthèse cytosolique Transport du radical Acétyle de la matrice dans le cytosol par le citrate

24 La synthèse 3 Transport du radical Acétyle de la matrice dans le cytosol par le citrate La synthèse cytosolique

25 La synthèse 4 OAA + NADH,H + Malate + NAD + Malate + NADP + Pyruvate + CO 2 + NADPH,H + Pyruvate + CO 2 + ATP + H2O OAA + ADP + Pi + 2H+ Somme des réactions NADP + + NADH,H + +ATP + H 2 O NADPH,H + + NAD + + ADP + Pi + H + Malate déshydrogénase La synthèse cytosolique Enzyme malique Pyruvate carboxylase

26 La synthèse 5 Lorigine du NADPH, H+est triple : - La décarboxylation oxydative du malate en pyruvate (surtout dans le tissu adipeux) - Les 2 premières réactions de la voie des pentoses phosphate (surtout dans le foie et les glandes mammaires en période de lactation). - La réaction catalysée par lisocitrate déshydrogénase cytosolique (réaction mineure). La synthèse cytosolique

27 La synthèse 6 Tansformation de lacétyl-CoA en malonyl-CoA CH3-CO~SCoA + CO2 + ATP HOOC-CH2-CO~SCoA + ADP + Pi Réaction irréversible, cest létape qui engage la synthèse des AG La synthèse cytosolique l'acétyl-CoA carboxylase

28 La synthèse 7 La synthèse cytosolique Cycle délongation des acides gras Acide gras synthase

29 La synthèse 8 La synthèse cytosolique

30 La synthèse 9 Réaction 1 Transfert du groupement acétyl de lacétyl-CoA sur le SH de la β -cétoacylsynthase. Enzyme : Acétyl transacylase. Réaction2 Transfert du groupement malonyle du malonyl-CoA sur le SH de de lACP. Enzyme : malonyl transacylase. La synthèse cytosolique

31 La synthèse 10 Réaction 3 Condensation des groupements acétyl et malonyle en groupement acétoacyle (β-cétoacyl) lié au –SH de lACP, avec élimination dune molécule de CO 2, réaction irréversible. Enzyme : β-cétoacylsynthase. β-cétoacyl La synthèse cytosolique

32 La synthèse β- hydoxyacyl Trans-Δ2-énoyl. Butyryle β-cétoacyl La synthèse cytosolique

33 La synthèse 12 La synthèse cytosolique

34 La synthèse 13 La synthèse cytosolique

35 La synthèse 14 La palmitoyl-CoA, après passage dans la matrice mitochondriale grâce à la navette de la carnitine, poursuit son élongation par simple réversion de la β oxydation (la seule différence est la dernière réaction doxydoréduction : le NADP remplace le FAD), lacétyl- CoA étant donneur dunités dicarbonées. Lélongation mitochondriale

36 La synthèse 15 Face luminale du réticulum endoplasmique lisse. Elongation catalysée par des élongases. - Donneur dunités dicarbonéesl: le malonyl-CoA. - Coenzyme réducteur :le NADPH,H+. Désaturations par des acyl-CoA désaturases. La première double liaison est créée en position 9. Le palmitoyl-CoA (C16 :0) palmitoléoyl-CoA (C16 :1 Δ9) le stéaroyl-CoA (C18 :0) oléoyl-CoA (C18 :1). Lélongation et la désaturation microsomales

37 La synthèse 16 Chez les animaux : doubles liaisons entre la Δ9 et latome de carbone carboxylique. Chez les végétaux, elles peuvent être introduites également entre le Δ9 et latome de carbone méthylique. le linoléate et lα-linolénate (précurseur des eicosanoïdes) ne peuvent être synthétisés chez les animaux = AG indispensables, leur besoin est couvert par les lipides dorigine végétale.

38 La synthèse 17 Lélongation et la désaturation microsomales linoléate, α-linolénate - Δ6 désaturation - Elongation - Δ5 déaturation ω-6 et ω-3 acide eicosatrienoïque (C20 :3Δ8,11,14) eicosatetranoïque(C20 : 4Δ5,8,11,14)(acide arachidonique) eicopentanoïque(C20 : 5Δ5,8,11,14,17) précurseurs des eicosanoïdes (prostaglandines, prostacyclines, thromboxane et leucotrènes).

39 Régulation de la synthèse des acides gras 1 La capacité de stockage énergétique sous forme glucidique (glycogène) est limitée lénergie des glucides en excès Stockage sous forme lipidique (acides gras) dans le tissu adipeux. La disponibilité en substrats dorigine glucidique Lactivité de lacétyl-CoA carboxylase

40 Régulation de la synthèse des acides gras 2 - Acétyl-CoA Pyruvate dorigine glycolytique. - ATP Oxydation de lacétyl-CoA dans le cycle de lacide citrique - NADPH, H + Voie de pentoses phosphate (moitié). Insuline Hormone de létat post-prandial Facilite la pénétration du glucose dans ladipocyte Transporteur GLUT 4 insulinodépendant Accélère la glycolyse 1- Disponibilité en substrats dorigine glucidique

41 Catalyse la réaction limitante de la synthèse. Acétyl CoA + CO2 + ATP Malonyl CoA + ADP + Pi Enzyme soumise à: a- un contrôle allostérique b-une régulation par modification covalente Régulation de la synthèse des acides gras 3 2- De lactivité de lacétyl-CoA carboxylase

42 Régulation de la synthèse des acides gras 4 2- De lactivité de lacétyl-CoA carboxylase Protomère inactifPolymère filamenteux actif a- Le contrôle allostérique

43 Régulation de la synthèse des acides gras 5 2- De lactivité de lacétyl-CoA carboxylase a- Le contrôle allostérique Besoins cellulaires satisfaits Excès dATP Citrate Cytosol OAA + acétyl-CoA Phosphofructokinase I G6P Voie des pentoses phosphate NADPH,H + Acétyl-CoA carboxylase Citrate Isocitrate α -cétoglutarate Isocitrate déshydrogénase

44 Régulation de la synthèse des acides gras 6 b-une régulation par modification covalente 2- De lactivité de lacétyl-CoA carboxylase

45 Régulation de la synthèse des acides gras 7 Régulation de lactivité de lacétyl-CoA carboxylase

46 Régulation de la synthèse des acides gras 8 2- De lactivité de lacétyl-CoA carboxylase b-une régulation par modification covalente Tissu adipeux Période post-prandiale Charge glucidique Rapport insuline/glucagon Synthèse des acides gras Malonyl-CoA Carnitine acyl- transférase I Inhibition ß-oxydation. + - Triglycérides

47 Régulation de la synthèse des acides gras 9 ß-oxydation Tissus consommateurs dacides gras ( muscles et myocarde) Tissus consommateurs dacides gras ( muscles et myocarde) 2- De lactivité de lacétyl-CoA carboxylase b-une régulation par modification covalente Période de jeûne ou activité physique Acides gras lipolytiques Rapport insuline/glucagon Adrenaline - Acétyl-CoA carboxylase Malonyl-CoA Carnitine acyl- transférase I


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