Métabolisme des acides aminés

Le métabolisme des protéines et des acides aminés

Avec les glucides, les graisses et les acides nucléiques, les protéines sont l'une des molécules organiques qui composent la plupart des formes de vie. Elles sont chargées de catalyser la plupart des réactions chimiques qui ont lieu dans la cellule. Elles fournissent aux cellules une grande partie de leurs composants structurels et contribuent à la liaison des cellules dans les tissus.

Les protéines sont généralement digérées et absorbées sous forme d' acides aminés.

Il existe 20 types différents d'acides aminés qui constituent les protéines, et laséquence d'acides aminés détermine la structure et les propriétés de la protéine résultante .

Définition du métabolisme des acides aminés

Rappelle que le métabolisme désigne les réactions chimiques qui ont lieu dans les organismes vivants pour fournir l'énergie nécessaire aux processus de maintien de la vie et pour synthétiser de nouvelles matières organiques. Voyons maintenant la définition du métabolisme des acides aminés.

Les acides aminés peuvent être divisés en deux types : les acides aminés essentiels et les acides aminés non essentiels .

• Lesacides am inés essentiels sont des acides aminés nécessaires à la survie d'un organisme. Comme nous ne pouvons pas synthétiser ces acides aminés essentiels par nous-mêmes, nous devons les obtenir de notre alimentation.

• Les acides aminésnon essentiels sont des acides aminés qui peuvent être synthétisés par l'organisme.

Le tableau ci-dessous présente les acides aminés essentiels et non essentiels chez l'homme adulte.

Sais-tu que tous les acides aminés nécessaires aux processus biologiques de l'organisme n'ont pas besoin d'être ingérés par le biais de la nourriture ? Après avoir accompli leur durée de vie, les protéines déjà présentes dans le métabolisme peuvent être recyclées!

Les réserves d'acides aminés cellulaires sont constamment partiellement vidées et remplies à mesure que l'organisme synthétise et dégrade des protéines.

Chez un humain adulte en bonne santé, environ 300 à 600 g de protéines sont décomposées et synthétisées chaque jour. Le renouvellement des protéines permet non seulement de faire varier la quantité de protéines synthétisées en fonction des besoins physiologiques de l'organisme, mais aussi d'éliminer les protéines dysfonctionnelles.

Selon le rôle spécifique qu'elles remplissent, les protéines ont des taux de renouvellement différents. Par exemple, les protéines enzymatiques ont tendance à avoir une durée de vie plus courte pour mieux s'adapter aux besoins métaboliques de l'organisme, tandis que les protéines structurelles ont généralement des demi-vies plus longues (de l'ordre de plusieurs années).

Une fois les protéines décomposées, les acides aminés libres se combinent aux acides aminés non essentiels produits par le foie et à ceux recyclés à partir des propres protéines de l'organisme, constituant ainsi le pool d'acides aminés accessible aux processus métaboliques.

Les acides aminés libres peuvent être utilisés de deux manières principales :

• Ils peuvent être utilisés pour synthétiser des protéines et d'autres composés contenant de l'azote comme les bases nucléotidiques, les neurotransmetteurs et les hormones.

• Les squelettes carbonés des acides aminés peuvent également être oxydés puis utilisés comme source d'énergie ou servir à la synthèse du glucose en cas d'hypoglycémie (état caractérisé par un faible taux de glucose dans le sang).

Classification métabolique des acides aminés

Le métabolisme des acides aminés commence par la décomposition d'une protéine en acides aminés, qui sont les éléments constitutifs de la synthèse des protéines. Ensuite, ces acides aminés peuvent subir une réaction importante impliquée dans le métabolisme des acides aminés, appelée transamination . Le principal organe responsable des réactions de transamination est le foie.

Ensuite, l'acide glutamique subit un processus appelé désamination oxydative, au cours duquel le groupe aminé est enlevé et l'acide aminé est utilisé pour produire de l'énergie. Ce processus produit de l'ammoniac, qui est converti en urée pour l'excrétion rénale.

Les acides aminés peuvent également être classés en fonction des voies impliquées dans leur dégradation :

• Lesacides aminés glucogènes sont ceux dont le squelette carboné est converti en pyruvate ou en un autre intermédiaire du cycle de l'acide citrique (cycle TCA).
• Lesacides aminés cétogènes sont ceux dont les squelettes carbonés sont convertis en acétyl-CoA ou en acétoacétyl-CoA, tous deux utilisés pour produire des corps cétoniques. La leucine et la lysine sont les seuls acides aminés purement cétogènes. Leur dégradation produit de l'acétyl-CoA et de l'acétoacétyl-CoA.

Le métabolisme des acides aminés peut également conduire à la formation d'intermédiaires qui appartiennent aux deux catégories et sont donc appelés à la fois glucogènes et cétogènes. Par exemple, la décomposition de l'isoleucine produit à la fois de l'acétyl-CoA et du succinyl-CoA.

Les acides aminés sont classés comme glucogènes, cétogènes ou les deux dans le tableau 2 ci-dessous.

Enzymes du métabolisme des acides aminés

Parlons maintenant du rôle des enzymes dans le métabolisme des acides aminés.

Une chaîne d'enzymes peut catalyser une série de réactions appelées voies pour synthétiser ou décomposer des molécules biologiques complexes.

Les enzymes interviennent à la fois dans la synthèse et la dégradation des acides aminés. Elles interviennent également dans la coordination des réactions impliquées dans la synthèse des protéines et dans la production d'urée.

Troubles du métabolisme des acides aminés

Les troubles du métabolisme des acides aminés(AA ) sont des maladies provoquées par le dysfonctionnement des enzymes. Les personnes atteintes de troubles des acides aminés ont des difficultés à décomposer certains acides aminés en raison d'enzymes manquantes ou inactives. Ces acides aminés, ainsi que d'autres substances toxiques, s'accumulent alors dans l'organisme et causent des problèmes.

Traitement des troubles du métabolisme des acides aminés

Passons en revue quelques exemples de troubles du métabolisme des acides aminés et la façon dont ils sont généralement dépistés et traités.

Phénylcétonurie (PCU)

Laphénylcétonurie est un trouble héréditaire du métabolisme des acides aminés dans lequel le corps ne peut pas transformer l'acide aminé phénylalanine en tyrosine en raison d'une mutation de l'enzyme phénylalanine hydroxylase. Lorsque les niveaux de phénylalanine sont trop élevés, le cerveau peut être endommagé et provoquer une déficience intellectuelle grave.

Acidurie argininosuccinique (ASA)

L'acidurie ar gininosuccinique est une maladie caractérisée par le dysfonctionnement ou l'absence de l'enzyme argininosuccinate lyase.

Lessymptômes de l'ASA comprennent la somnolence, peu d'appétit, des problèmes respiratoires, des crises d'épilepsie et des mouvements corporels inhabituels.

Cette maladie est mortelle, et les bébés atteints d'ASA qui ne sont pas traités peuvent mourir dans les premières semaines de leur vie.

Le traitement de l'ASA peut aller de la recommandation d'aliments pauvres en protéines et riches en nitrites à la prise de grandes quantités d'arginine exogène, qui favorisera la synthèse de l'argininosuccinate.