METABOLISME DES ACIDES GRAS

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METABOLISME DES ACIDES GRAS

• S.A HAMMA

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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 ß-oxydation, en aérobiose
  source dénergie (sauf les
  tissus gluco- dépendants) 
  muscles et myocarde , foie, tissu
  adipeux .
• 
  --- cortex rénal, testicules.

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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.
•  

Tissu adipeux
Foie
Glande mammaire
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Introduction 3

• Le métabolisme des acides gras comprend 
• Le catabolisme par ß-oxydation en acétyl-CoA.
• La synthèse à partir de lacétyl-CoA.
• Les réactions délongation et / ou désaturation

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

La ß-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 ß-oxydation a lieu
également dans les peroxysomes).
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La ß-oxydation 2 
Etapes préliminaires

• 1- Activation des acides gras 
• 2- Transfert intra-mitochondrial des acyl-CoA

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La ß-oxydation 3
Etapes préliminaires
1- Activation des acides gras
Acyl-CoA synthétase
R-CH2-COOH ATP HSCoA
R-CH2-COSCoA AMP PPi
Pyrophosphatase
PPi H2O
2Pi
9
La ß-oxydation 4
Etapes préliminaires
Membrane interne mitochondriale est imperméable
aux acyl-CoA
Navette de la carnitine
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La ß-oxydation 5
Etapes préliminaires
N.B Déficits en transférase et translocase
altération de loxydation des acides
gras
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La ß-oxydation 5
ß-oxydation ou hélice de Lynen 
ß-oxydation
Séquences formées de 4 réaction
Acide gras Cn
Oxydation par FAD hydratation Oxydation par
NAD Coupure ( thiolyse ) par CoA
Sens a? ? 
Acide gras Cn-2
Acétyl-CoA
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La ß-oxydation 6
ß-oxydation ou hélice de Lynen
13
La ß-oxydation 7
ß-oxydation ou hélice de Lynen
14
La ß-oxydation 8
ß-oxydation ou hélice de Lynen
RÉPÉTITION DU CYCLE DE ?-OXYDATION 
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La ß-oxydation 9
ß-oxydation ou hélice de Lynen
Molécules dintérêt biologique
CO2H2O
DEVENIR DE LACÉTYL-COA
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La ß-oxydation 10
ß-oxydation ou hélice de Lynen
Certains acides gras nécessitent des étapes
supplémentaires pour leur dégradation
Acides gras saturés à nombre Impair de carbones
Acides gras insaturés
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La ß-oxydation 11
ß-oxydation ou hélice de Lynen
ACIDES GRAS SATURÉS À NOMBRE IMPAIR DE CARBONE
Succinyl-CoA
CYCLE DE KREBS
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La ß-oxydation 12
ACIDES GRAS INSATURÉS EX ACIDE LINOLEIQUE C18
2?9,12
Cis-delta3-Cis-delta6- Diénoyl-CoA
3,2-Enoyl-CoA isomérase
Trans-delta2-Cis-delta6- Diénoyl-CoA
Acétyl-CoA
Cis-4-Enoyl-CoA
Trans-delta2-Cis-delta4- Diénoyl-CoA
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La ß-oxydation 13
Trans-delta2-Cis-delta4- Diénoyl-CoA
Trans-delta3-Enoyl-CoA
Trans-delta2-Enoyl-CoA
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La ß-oxydation 13
BILAN ENERGETIQUE
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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.

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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).
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La synthèse 3
La synthèse cytosolique
Transport du radical Acétyle de la matrice dans
le cytosol par le citrate
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La synthèse 3
La synthèse cytosolique
Transport du radical Acétyle de la matrice dans
le cytosol par le citrate
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La synthèse 4
La synthèse cytosolique
Malate déshydrogénase

• OAA NADH,H
  Malate NAD
• Malate NADP
  Pyruvate CO2 NADPH,H
• Pyruvate CO2 ATP H2O
  OAA ADP Pi 2H
• Somme des réactions
• NADP NADH,H ATP H2O
• 
  NADPH,H NAD ADP Pi H

Enzyme malique
Pyruvate carboxylase
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La synthèse 5
La synthèse cytosolique

• Lorigine du NADPH, Hest 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).

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La synthèse 6
La synthèse cytosolique

• Tansformation de lacétyl-CoA en malonyl-CoA 
• CH3-COSCoA CO2 ATP
• 
  HOOC-CH2-COSCoA ADP Pi
• Réaction irréversible , cest létape qui engage
  la synthèse des AG

l'acétyl-CoA carboxylase
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La synthèse 7
La synthèse cytosolique
Cycle délongation des acides gras
Acide gras synthase
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La synthèse 8
La synthèse cytosolique
30
La synthèse 9
La synthèse cytosolique
Réaction 1 Transfert du groupement acétyl de
lacétyl-CoA sur le SH de la ß-cétoacylsynthase.
Enzyme  Acétyl transacylase.
2
Réaction2 Transfert du groupement malonyle du
malonyl-CoA sur le SH de de lACP. Enzyme 
malonyl transacylase.
1
31
La synthèse 10
La synthèse cytosolique
Réaction 3 Condensation des groupements acétyl
et malonyle en groupement acétoacyle (ß-cétoacyl)
lié au SH de lACP, avec élimination dune
molécule de CO2, réaction irréversible. Enzyme 
ß-cétoacylsynthase.
6
4
5
ß-cétoacyl
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La synthèse 11
La synthèse cytosolique
6
5
4
ß-cétoacyl
4
ß- hydoxyacyl
5
Trans-?2-énoyl.
6
Butyryle
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La synthèse 12
La synthèse cytosolique
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La synthèse 13
La synthèse cytosolique
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La synthèse 14
Lélongation mitochondriale 

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

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La synthèse 15
Lélongation et la désaturation microsomales 

• 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 ?9)
• le stéaroyl-CoA (C18 0)
  oléoyl-CoA (C18 1).

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La synthèse 16

• Chez les animaux doubles liaisons entre la ?9
  et latome de carbone carboxylique.
• Chez les végétaux, elles peuvent être introduites
  également entre le ?9 et latome de carbone
  méthylique.
• le linoléate et la-linolénate (précurseur des
  eicosanoïdes) ne peuvent être synthétisés chez
  les animaux AG indispensables, leur besoin
  est couvert par les lipides dorigine végétale.

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La synthèse 17
Lélongation et la désaturation microsomales
linoléate , a-linolénate
- ?6 désaturation -
Elongation - ?5 déaturation
?-6 et ?-3
acide eicosatrienoïque (C20 3?8,11,14) eicosatetr
anoïque(C20  4?5,8,11,14)(acide arachidonique)
eicopentanoïque(C20  5?5,8,11,14,17)
précurseurs des eicosanoïdes (prostaglandines,
prostacyclines, thromboxane et leucotrènes).
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Régulation de la synthèse des acides gras 1 
lénergie des glucides en excès
La capacité de stockage énergétique sous forme
glucidique (glycogène) est limitée
La disponibilité en substrats dorigine
glucidique 
Lactivité de lacétyl-CoA carboxylase
Stockage sous forme lipidique (acides gras) dans
le tissu adipeux.
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Régulation de la synthèse des acides gras 2
1- Disponibilité en substrats dorigine
glucidique 
- 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
Accélère la glycolyse
Facilite la pénétration du glucose dans
ladipocyte Transporteur GLUT 4
insulinodépendant
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Régulation de la synthèse des acides gras 3
2- De lactivité de lacétyl-CoA carboxylase

• 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 

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Régulation de la synthèse des acides gras 4
2- De lactivité de lacétyl-CoA carboxylase
a- Le contrôle allostérique 
Protomère inactif
Polymère filamenteux actif
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Régulation de la synthèse des acides gras 5
2- De lactivité de lacétyl-CoA carboxylase
a- Le contrôle allostérique 
Citrate
Isocitrate
Besoins cellulaires satisfaits

Excès dATP
Isocitrate déshydrogénase
-
a -cétoglutarate
? ? Citrate
Acétyl-CoA carboxylase
Cytosol
OAA acétyl-CoA
Phosphofructokinase I
-
Voie des pentoses phosphate
G6P
NADPH,H
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Régulation de la synthèse des acides gras 6
2- De lactivité de lacétyl-CoA carboxylase
b-une régulation par modification covalente 
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Régulation de la synthèse des acides gras 7
Régulation de lactivité de lacétyl-CoA
carboxylase
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Régulation de la synthèse des acides gras 8
2- De lactivité de lacétyl-CoA carboxylase
b-une régulation par modification covalente 
Triglycérides

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