Université Badji-Mokhtar- Annaba Faculté de Médecine Β-OXYDATION DES ACIDES GRAS Dr A GOURI, Email: biochcastel@gmail.com www.biochmed.blogspot.com

PLAN INTRODUTION ORIGINE DES AG SUBSTRATS SIEGE ET DEFINITION PRINCIPALES ETAPES REGULATION Anomalies

Introduction L'oxydation des acides gras est la source majeure d'ATP. Certains oiseaux migrateurs parcourent 1500 km grâce aux "combustibles lipidiques" ( glycogène muscles 1 heure) Une voie métabolique capitale pour l'homéostasie énergétique de la cellule (foie, cœur, muscle squelettique), notamment en période de jeûne.

Source d’énergie sauf pour le cerveau, GR, médullaire rénale… Origine : Exo : +++ alimentaire couvre les besoins (végétaux++) Endo: synthèse par le foie et tissu adipeux (sauf AGI) taux de synthèse faible sauf certaines situations nutritionnelles (ex: régime hyperglucidique)

2. Origines substrats CC Tissus Périphériques (muscles) Oxydation des AG Apport alimentaire FOIE AcétylCoA VLDL LPL AG-ALB Absorption intestinale AG CHYLOMICRON LPL LPL AG LHS 2. Origines substrats CC=corps cétoniques LPL=lipoprotéine lipase LHS= triglycéride lipase hormonosensible TG de Réserve = tissu adipeux

3. SIEGE ET DEFINITION 2 . SIEGE 1. DEFINITION - Catabolisme oxydatif aérobie des AG préalablement activés en acyl-CoA - Oxydation des acyl-CoA du cytoplasme en acétyl-CoA en présence de coenz transporteurs d’hydrogènes (NAD et FAD) vers la chaîne respiratoire. - Voie de la lipolyse - Voie la plus énergétique 2 . SIEGE - Principalement = mitochondrie - accessoirement = peroxysomes (foie)

1 2 Vue d’ensemble 3 5 4

4. Principales étapes 1. Activation des AG S/F d’acyl-CoA : Cytoplasme= face ext de la membrane ext mitochondriale Acyl-CoA synthétases= Acyl-CoA-thiokinases 2 étapes: R-COO- (R-C~AMP)-E R-C~S.CoA + H+ R. endergonique =consomme 2 liaisons riches en énergie avec formation d’1 seule. R. irréversible SH-CoA AMP 1 2 O O ATP PPi 2Pi Acyl-Adénylate (acyl-ENZ) Acyl-CoA

Tranfert des acyl-CoA « Navette Carnitine »

4 réaction / tour d’hélice: 1:oxydation:AcoAdéshydrogénase 2:hydratation:enoylcoA-hydratase 3:oxydation:L-hydroxyacylcoA déshydrogénase 4:thiolyse: -cétothiolase 3. - oxydation des acyl-CoA: Hélice de LYNEN 1. AG saturés à nombre pair de carbone   1 R-CH2-CH2-CH2-CO-SCoA Acyl-CoA(n) FAD FADH2 Cycle de Krebs 1  R-CH2-CH=CH-CO-SCoA trans2-enoyl-coA  R-CH2-CO-SCoA acyl-coA (n-2) 1’ H2O 2 CH3-CO-SCoA Acétyl-coA 4  R-CH2-CHOH-CH2-CO-SCoA L--hydroxy-acyl-coA SH-CoA  R-CH2-CO-CH2-CO-SCoA -céto-acyl-coA NAD+ NADH,H+ 3

Suite des étapes de la β-oxydation:HELICE - Répétition du cycle de 4 réactions (n) fois - Libération d’1 acétyl-CoA à chaque cycle avec 1 acyl-CoA (n-2) - Dernier tour quand il reste 1 acyl-CoA à 4 C = butyryl-CoA il subit une thiolyse = clivage: CH3-CO-SCoA 2 acétyl-CoA SH-CoA Thiolase CH3-CH2-CH2-CO-SCoA Butyryl-CoA

Bilan métabolique et rendement énergétique de l’oxydation d’un AG saturé à nbre pair de carbone Un tour d’hélice: 1 acyl-CoA (n)+ CoA + FAD +NAD+ + H2O  1 acyl-CoA (n-2)+ 1 acétyl-CoA + FADH2 + NADH,H+ Pour un acide gras à n carbones, il y a : [(n/2) - 1] tours d'hélice de Lynen [(n/2) - 1] NADH [(n/2) - 1] FADH2 (n/2) acétyl CoA

PalmitoylCoA (C16) = 7 cycles de 4 réactions: palmitoylCoA + 7FAD + 7 NAD+ +7CoA + 7 H2O  8 acétylCoA + 7FADH2 + 7 NADH,H+ 1 NADH,H+ oxydé dans la CRM  3 ATP 1 FADH2 oxydé dans la CRM  2 ATP 1 acétylCoA oxydé par le cycle de Krebs et CRM  12 ATP Bilan d’oxydation du palmitoylCoA= 131 ATP Bilan d’oxydation du palmitate = 129 ATP

2. - oxydation des AG saturés à Nbre impair de carbone : Minoritaires, d’origine végétale (+++) Mêmes ENZ Produit final = propionylCoA (C3) Dégradé par le cycle de Krebs via le succinylCoA Carboxylase Epimérase D- méthylmalonylCoA propionylCoA CO2 SuccinylCoA Cycle de KREBS L-méthylmalonylCoA

3. - oxydation des AG insaturés Exp de l’acide oléique C18: 19 (NBR PAIR) Même réaction jusqu’à la 1ère  CO-SCoA oléylCoA CH3 9 3 cycles de β-oxydation Cis- 3 enoylCoA 3,2, enoylCoA isomérase CO-SCoA CH3 CH3 CO-SCoA crotonase Trans- 2- enoylCoA OH L--hydroxyacylCoA 4 autres cycles 2 acetylCoA Au total = 8 cycles = 9 actylCoA

4. - oxydation des AG à très longue chaîne carbonée (>18c) Racourcissement de la chaîne carbonée dans les peroxysomes du foie par des oxydases  12 à 14 c Les acyls réduits en Nbre de carbone poursuivent leur oxydation dans la mitochondrie.

5. RÉGULATION + - + + - AG malonylCoA AcylCoA Acyl-Carnitine acétylCoA ACC=acétylcoA carboxylase + AG malonylCoA Cytosol activation - + AcylCoA CPT.I Acyl-Carnitine + - 1. PPP = INS/GLU (ADR) Foie + tissu adipeux: => Lipogenèse+ =>malonylcoA =>lipolyse – 2. PJeûne , activité= Foie + tissu adipeux: INS/GLU (ADR)  Muscle (ADR ) => Lipogenèse – => malonylcoA  =>lipolyse + (Β-oxydation ) Mitochondrie Β-oxydation acétylCoA Cycle de Krebs

6. Anomalies Déficit primaire en carnitine : Autosomique récessive Déficit du transporteur membranaire de la carnitine (rein, muscle, coeur, intestin et les fibroblastes) L’âge (1 mois et 7 ans). Cardiomyopathie dilatée progressive. Diagnostiquer précoce, affection curable avec une simple supplémentation orale à vie en L-carnitine

Autosomique récessive 2. Déficit en Acyl-coa déshydrogénase des acides gras à chaîne moyenne (MCAD) :  Autosomique récessive Mutations dans le gène qui code pour l’enzyme MCAD Hypoglycémie et acidose métabolique lors d’un jeûne prolongé ou d’un stress (exercice, maladie, infection).  L’âge de 3 mois et de 3 ans L’une des causes de mort subite du nouveau-né. MCAD sont souvent traités par des suppléments de carnitine.