protéines

• Acides aminés: Fonctions

  • Acides aminés protéinogènes: rentrent dans la constitution d´unités monomériques des peptides et des protéines de l´organismes humain
  • Les acides aminés libres vont dans la chaine polypeptidique -> protéine
  • Acides aminés cétogènes: participent à la formation des corps cétoniques (foie)

  Acides aminés glucoformateurs: participent à la formation du glucose dans le foie
• Acides aminés:

  • Participent à la formation d´acide gras dans le foie 


  Jouent un rôle dans la formation et régénération de l’énergie (cycle de Krebs, chaine respiratoire, créatine)
• Toutes les protéines de tous les êtres vivants sont constituées de 20 acides aminés universels et 3 acides aminés particuliers.

  • Pyrrolysine
  • Sélénocystéine
  • Formyl- L-méthionine
• Pyrrolysine

  • que chez certaines archées méthanogènes (produisent méthane)

  Code par le codon UAG (stop) et l´élément PYLYS
• Sélénocystéine :

  • Codée par le codon UGA (stop) et élément SECIS chez les bactéries
  • Présente dans la partie 3´-UTR d´un ARNm chez les archées et les eucaryotes 


  Présent dans quelques enzymes de la famille des oxydoréductases
• Formyl- L-méthionine

  • Codée par le codon AUG (start) chez les bactéries, mitochondries et chloroplastes 


  Son groupe Formyl est souvent enlevé après la traduction
• Acides aminés

  • 19 acides aminés ont que 4 éléments: C, H, O ,N
  • 2 acides aminés ont le souffre en plus 


  1 acide aminé rare contient un atome de sélénium (S) -> Sélénocystéine
• Provenance des Acides aminés

  • Protéines de l´organismes; dégradation-recyclage et catabolisme - anabolisme -> 400g/jour
  • Protéines de l´alimentation

  1. 0 g/ jour jeûne
  2. 600 g / jour -> diète hyper- protéinique
  3. Environ 100 g /jour -> moyenne 


  Synthèse d´endogène d´acides aminés non essentiels (pas obtenus par la diète)
• Acides aminés essentiels

  • Il y en a 8

  1. Tryptophane (Trp)
  2. Lysine (Lys)
  3. Méthionine (Met). Peut être recyclée par un cycle métabolique – B12/Folate-mais reste essentiel car l´organisme nécessite un apport net
  4. Phénylalanine (Phe)
  5. Thréonine (Thr)
  6. Valine (Val)
  7. Leucine (leu)
  8. Isoleucine (Ile) 


  Ne peuvent pas être synthétises par l´organisme
• Acides aminés semi-essentiels


  histidine (His) et Arginine (Arg) car les nourrissons ont besoin d´un apport externe (on les trouve dans le lait maternel)
• L´arginine devient un acide amine essentiel dans certaines maladies génétiques du métabolisme

  • maladie du cycle de l´urée
  • Détoxification hépatique de l´ammoniac

  Prévalence 1 :8´000
• Cystéine, glycine, Tyrosine sont parfois nécessaires à certaines population qui ne sont pas capables de les synthétisé en quantité suffisante (lien avec les ethnies et les populations)
• Phénylcétonurie : les personnes qui ont cette maladie doivent minimiser l´absorption de phénylalanine car il est précurseur de la tyrosine. La tyrosine ne peut plus être synthétise et devient essentielle
• Acides aminés: Source d’énergie

  • Sont utilisés par les cellules pour générer de l’énergie
  • Aboutissent à la formation de composes qui pourront entrer dans le cycle de Krebs(succinyl-Coa, Acétyl-CoAetc.) 


  Exemple: utilisation de Ile, Val, Met et Thr dans la voie des propionyl-Coa carboxylase et methylmalonyl-CoA mutase -> succinyl-Coa disponibles pour le cycle de Krebs
• Acide aminés: Structure

  • Ont tous la même structure ;
  • Carbone alpha au centre
  • Acide carboxylique (COOH)
  • Amine (NH3+)
  • Chaine latéral(R)

  Les acides aminés polymérisent entre eux par les liaisons peptidiques-> chaine polypeptidique Les R sont des résidus dans ce cas

  
• Acides aminés: Propriétés acides et basiques

  • En solution les acides aminés ont un groupe légèrement acide (COOH) et un groupe légèrement basique (NH3+)
  • Tous les acides aminés ont 2 atomes H dissociables
  • Le degré de dissociation des groupes ionisables (C ou N) dépend du pH du milieu
  • pH acide : les 2 groupes sont protonés et la molécule a une charge positive
  • pH neutre : C est le 1er à se dissocier (COOH -> COO-) et la molécule a une charge neutre
  • pH basique : le groupe N se dissocie (NH3+ -> NH2) et la molécule a une charge négative

  
• Acides aminés: Point isoélectrique (PI)

  • C´est le pH auquel l´acide amine existe comme une charge neutre (zwitterion)
  • Le Pi dépend de la nature de la chaine latéral( R) de l´acide aminé
  • Acide aminé acide : Pi ~ 3
  • Acide aminé neutre : Pi ~5-6
  • Acide amine basique : Pi ~9
  • Dans un polypeptide, seules les charges aux extrémités et celles des groupes latéraux vont compter pour le Pi (en rouge) 


  Comme certains acides aminés, les peptides et les protéines ont un Pi où ils ne bougent pas dans un champ électrique
• Acide aminés: Apolaires (aliphatiques ou hydrophobes)

  • Chaine latérale ne fait pas de pont H
  • La chaine latérale ne perd ni ne reçoit de protons
  • Occupent le centre des protéines ou offrent des point d'adhérence à leur surface pour les lipides par exemple

  1. Glycine
  2. Alaline
  3. Valine
  4. Leucine
  5. Isoleucine
  6. Phenylalanine
  7. Tryptophan
  8. Methionine
  9. Proline
• Acides aminés: Polaires non chargés

  • Charge nette = 0 a pH neutre
  • Ser, Thy, Thr ont un groupe -OH (hydroxyle) qui peut former des ponts H
  • Gln et Asn ont des groupes carbonyle (C=O) et amine (NH2) qui peuvent former des ponts H

  1. Serine
  2. Thréonine
  3. Tyrosine
  4. Asparagine
  5. Glutamine
  6. Cystéine
• Acides aminés Polaires Acides

  1. Acide aspartique
  2. Acide glutamique 


  Donneurs de protons pH neutre, charges négativement
• Acide aminés: Polaires Basiques

  1. Histidine (faiblement basique ou neutre selon le contexte)
  2. Lysine
  3. Arginine 


  Accepteurs de protons à pH neutre et Chargés positivement
• Sérine: Acide aminé non essentiel

  • Obtenu par:

  1. Diète, catabolisme des protéines ou des phospholipides
  2. Biosynthèse depuis le 3-phosphoglycertae (Glycolyse)
  3. Biosynthèse depuis la glycine
  4. Synthèse fétale endogène (très peu de passe de la mère au fœtus). C´est déjà synthétisé par le fœtus dans le ventre de la mère
  5. Après la maturation de la barrière hémato-encéphalique, synthèse cérébrale endogène. Aucun passage depuis la périphérie
  6. Le cerveau en fabrique aussi
• Sérine: Acide aminé non essentiel:

  • Déficiences génétiques en serine (PGDH; PSAT ; PSPH)= problèmes dans le cerveau

  1. Microcéphalie
  2. Défauts majeurs de développement cérébral létales si pas traités
  3. Ser en excès pour forcer le transport à la barrière hémato-encéphalique
• Sérine: Acide aminé non essentiel

  • Impliquée dans:

  1. Prolifération cellulaire (synthèse des purines et pyrimidine -> nucléotides)
  2. Synthèse d´autres acides aminés (glycine et D-sérine) -> neurotransmission
  3. Gluconéogenèse
  4. Synthèse d´homocystéine et cystathionine

  Synthèse des Lipides membranaires
• PCU : phénylcétonurie. Prévalence 1:10'000

  • Déficience génétique en phénylalanine hydroxylase (PAH)

  1. Enzyme hépatique : Phe -> Tyr
  2. Accumulation de Phe : toxique pour le cerveau
  3. Déficience en Tyr: devient un acide aminé essentiel

  Risquent une carence en neurotransmetteurs
• Acides aminés: Propriétés optiques

  • La plupart sont chirales car ils ont des carbones asymétriques
  • La glycine est la seule qui n´est pas chirale. 2 formes: L (left) et D (droite)
  • Tous les acides aminés des protéines sont de configuration L

  1. Chez les plantes et bactéries : forme D
  2. Nourriture ; acides aminés D libre

  • Acides aminés D (produits artificiellement) dont utilisés dans la fabrication d´antibiotiques et des médicaments
  • Les aromatiques absorbent dans l´ultraviolet

  1. Phénylalanine
  2. Tyrosine
  3. Tryptophane

  
• PCU: phénylcétonurie

  • Traitement pour un développement normal :

  1. Test de Guthrie à la Naissance
  2. Diète sans Phe 


  Supplément en Tyr
• Phénylcéturie : compétition entre excès de Phe et insuffisance en Tyr pour le transport de Tyr et Trp au cerveau -> neurotransmission 


  L´excès de Phe empêche les 2 autres acides aminés d´entrer dans la cerveau a cause de la compétition
• Créatine

  • C´est un acide aminé 


  C´est un neurotransmetteur
• Créatine: Synthèse

  • A partir d´arginine (arg facteur limitant) et de glycine (Gly)
  • 2 pas enzymatiques (AGAT+GAMT) 


  1 intermédiaire (GAA) méthylé àpartir de S-adénosyl-méthionine (AdoMet)
• Drépanocytose:

  • Maladie génétique des globules rouges, résultant d'une Mutation sur le gène codant les sous-unités p de l'hémoglobine :
  • Mutation d'un résidu glutamate (polaire)par une valine (apolaire).
  • Mutation dans l'ADN codant
  • L'Hb mutée polymérise en longues fibres ces fibres "tordent" 'érythrocyte ces érythrocytes bloquent la circulation dans les capillaires causant des microinfarctus dans les tissus, très douloureux
• Créatine: Synthèse

  • A partir d´arginine (arg facteur limitant) et de glycine (Gly),
  • 2 pas enzymatiques (AGAT+GAMT) 


  1 intermédiaire (GAA) méthylé àpartir de S-adénosyl-méthionine (AdoMet)
• Créatine: Fonction principale

  • Energie par régénération de l´ATP au système Cr/Pcr/créatine kinase (CK) 


  Stockage et véhiculage des phosphates à haute énergie sous forme de phosphocréatine (Pcr) à l´intérieur des cellules
• Créatine: Dans le cerveau

  • Système Cr/PCr/Ck
  • Energie cérébrale
  • Croissances axonale et dendritique
  • Un des osmolytes 4 principaux du cerveau
  • Régule la pression de l´eau dans le cerveau
  • La synthèse de la créatine est faite pour que la créatine puisse entrer dans le cerveau -> Synthèse cérébrale endogène de la créatine

  Perméabilité faible de la BHE (barrière hémato-encéphalique) pour la créatine
• Synapse chimique des transmetteurs


  Terminaison pré-synaptique de l´axone ; vésicules avec neurotransmetteurs (souvent des acides aminés qui peuvent être recyclés)
• Fente synaptique


  1. Largage de neurotransmetteur sous potentiel d'action

  2. Liaison du neurotransmetteur sur un récepteur post-synaptique à la surface du bouton dendritique
• Dendrite, post synaptique


  1. Transmission de l´information par activation du récepteur post synaptique

  2. Inactivation du neurotransmetteur ou reprise par les astrocytes ou neurone pré-synaptique
• Il y a des échanges cellulaires entre les relations métaboliques des neurones et les astrocytes
• Navettes Lac/Ala et Gln/Glu entre astrocytes et neurones


  Transfert de NH4+ par Ala entre neurone glutamatergique et astrocyte
• Axonale : cellules nerveuses du cerveau