Le Métabolisme

Le Métabolisme
Une vue globale Biochimie Structurale 2.2
James Sturgis
1
Métabolisme ­ une vue globale
Macromolécules
Anabolisme
Molécules de Couplage
ATP, NAD(P)H
Catabolisme
Petites molécules
Biochimie Structurale 2.1
James Sturgis
2
Métabolisme ­ une vue globale
Macromolécules
Macromolécules
Macromolécules
Protéines
ARN/ADN
Lipides
Polygluc.
Protéines
ARN/ADN
Lipides
Polygluc.
Monoméres
Amino Acides Nucléo Gluc
Acides Gras ­tides ­ides
Monoméres
Amino Acides Nucléo Gluc
Acides Gras ­tides ­ides
Molécules de Couplage
ATP NAD(P)H
Petites molécules
CO2
Biochimie Structurale 2.1
Petites molécules
Petites molécules
CO2
James Sturgis
3
Le Métabolisme
Lysosome
Les différents compartiments de la cellule sont spécialisés dans différents aspects du métabolisme
Golgi
Noyau
Mitochondrie
Cytosol
Réticulum endoplasmique
Biochimie Structurale 2.2
James Sturgis
4
Le Métabolisme
Macromolécules
Lysosome
Protéines
ARN/ADN
Lipides
Polygluc.
Golgi
Noyau
Mitochondrie
Monoméres
Amino Acides Nucléo Gluc
Acides Gras ­tides ­ides
Petites molécules
CO2
Biochimie Structurale 2.2
Cytosol
Réticulum endoplasmique
James Sturgis
5
Le Métabolisme
Les différents compartiments et les membranes ne sont pas homogènes mais sont structurés avec des machines moléculaires qui ont souvent des rôles métaboliques spécifiques...
Biochimie Structurale 2.2
Lysosome
Golgi
Noyau
Mitochondrie
Cytosol
Réticulum endoplasmique
James Sturgis
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Le Métabolisme
Les différents compartiments et les membranes ne sont pas homogènes mais sont structurés avec des machines moléculaires qui ont souvent des rôles métaboliques spécifiques...
Biochimie Structurale 2.2
Beck et al. Science 2004
James Sturgis
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Le Métabolisme
Les différents compartiments et les membranes ne sont pas homogènes mais sont structurés avec des machines moléculaires qui ont souvent des rôles métaboliques spécifiques...
Biochimie Structurale 2.2
Baumeister Biol.Chem. 2004
James Sturgis
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Le Métabolisme
Les différents compartiments et les membranes ne sont pas homogènes mais sont structurés avec des machines moléculaires qui ont souvent des rôles métaboliques spécifiques...
Biochimie Structurale 2.2
Un Protéosome
Baumeister Biol.Chem. 2004
James Sturgis
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Le Métabolisme
Macromolécules
Protéines
ARN/ADN
Lipides
Polygluc.
Lysosome
Golgi
Noyau
Ribosomes
Mitochondrie
Monoméres
Amino Acides Nucléo Gluc
Acides Gras ­tides ­ides
Petites molécules
CO2
Biochimie Structurale 2.2
Cytosol
Réticulum endoplasmique
James Sturgis
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Le Métabolisme des ARN
Le différentes interconversions et synthèses sont organisées en voie métabolique...
C'est une petite simplification pour rendre la compréhension plus facile.
Macromolécules
Protéines
ARN/ADN
Lipides
Polygluc.
ARN polymerase
1 ATP
ATP GTP CTP UTP
Monoméres
Amino Acides Nucléo Gluc
Acides Gras ­tides ­ides
2 ATP
AMP GMP UMP
Uracil
Adenine
Petites molécules
Guanine
PRPP
2 ATP
CO2
Biochimie Structurale 2.2
ARN
Glucose 6 P
Ribose 5 P
2 NADPH + CO2
James Sturgis
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Le Métabolisme des ARN
ARN
ARN polymerase
Beaucoup de composés phosphorylés
Beaucoup d'ATP utilisé
Plein de petites étapes simples pour faire des réactions complexes.
1 ATP
ATP GTP CTP UTP
2 ATP
AMP GMP UMP
Uracil
Adenine
Guanine
PRPP
2 ATP
Glucose 6 P
Ribose 5 P
2 NADPH + CO2
Biochimie Structurale 2.2
James Sturgis
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Le Métabolisme
Une voie : La Glycolyse
Biochimie Structurale 2.2
James Sturgis
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Une réaction chimique
Substrats
Catalyseurs
Maltose
Saccarose
Amidon
Biochimie Structurale 2.2
Levure et eau
Produits
CO2
Ethanol
James Sturgis
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Une réaction chimique
Substrats
Maltose
Saccarose
Amidon
Biochimie Structurale 2.2
Catalyseurs
Enzymes
Glucose
Produits
CO2
Ethanol
James Sturgis
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Une réaction chimique
Les réactions cataboliques
Glucose O
H
HO
H
H
H
C
C OH
C H
C OH
C OH
CH2OH
Ethanol
CH3 CH2OH
Gaz Carbonique
O=C=O
Stoechiomètrie
Glucose (C6H12O6) ­> 2 x CO2 + 2 x ethanol (C2H6O) Biochimie Structurale 2.2
James Sturgis
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Une voie métabolique – Les étapes
Les premières étapes : activation du substrat
Activation du substrat
Récupération d'énergie
Élimination des déchets
Biochimie Structurale 2.2
Glucose O
H
HO
H
H
Fructose 1,6 bis Phosphate H
C
C OH
C H
C OH
C OH
CH2OH
HO
H
H
CH2OPO32­
C O
C H
C OH
C OH
CH2OPO32­
James Sturgis
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La voie metabolique – Les reactions
Ensuite récupération d'énergie
Fructose 1,6 bis Phosphate Activation du substrat
Récupération d'énergie
Élimination des déchets
Biochimie Structurale 2.2
HO
H
H
CH2OPO32­
C O
C H
C OH
C OH
CH2OPO32­
Pyruvate
X2
O
­
O
C
C O
CH3
James Sturgis
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La voie metabolique – Les reactions
Elimination des déchets
Pyruvate
Activation du substrat
Récupération d'énergie
Élimination des déchets
Biochimie Structurale 2.2
O
­
O
C
C O
CH3
Ethanol +
CO2
O C O
CH2OH
CH3
James Sturgis
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Transport du glucose
Activation du substrat
Localisation importante pour le métabolisme
Import HXT1/2
Hexokinase
Phosphoglucoisomerase
Phosphofructokinase
Récupération d'énergie
Élimination des déchets
Biochimie Structurale 2.2
Glucose (extracellulaire) O
H
HO
H
H
H
C
C OH
C H
C OH
C OH
CH2OH
Glucose (intracellulaire) O
H
HO
H
H
H
C
C OH
C H
C OH
C OH
CH2OH
James Sturgis
20
Activation du glucose
Hexokinase
Investissement d'énergie.
Activation du substrat
Glucose
Import HXT1/2
Hexokinase
Phosphoglucoisomerase
O
Phosphofructokinase
Récupération d'énergie
Élimination des déchets
H
HO
H
H
H
C
C OH
C H
C OH
C OH
CH2OH
ATP
Biochimie Structurale 2.2
Glucose­6­Phosphate
O
H
HO
H
H
H
C
C OH
C H
C OH
C OH
CH2OPO32­
ADP
James Sturgis
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Une isomérisation
Phosphoglucoisomerase
Activation du substrat
Import HXT1/2
Hexokinase
Phosphoglucoisomerase
Phosphofructokinase
Récupération d'énergie
Élimination des déchets
Biochimie Structurale 2.2
Glucose­6­Phosphate
O
H
HO
H
H
Fructose­6­Phosphate H
C
C OH
C H
C OH
C OH
CH2OPO32­
HO
H
H
CH2OH
C O
C H
C OH
C OH
CH2OPO32­
James Sturgis
22
Une deuxième activation
Phosphofructokinase
Activation du substrat
Import HXT1/2
Fructose­6­Phosphate Fructose 1,6 bis Phosphate Hexokinase
Phosphoglucoisomerase
Phosphofructokinase
Récupération d'énergie
Élimination des déchets
HO
H
H
CH2OH
C O
C H
C OH
C OH
CH2OPO32­
ATP
Biochimie Structurale 2.2
HO
H
H
CH2OPO32­
C O
C H
C OH
C OH
CH2OPO32­
ADP
James Sturgis
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