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MÉTABOLISME

Le métabolisme intermédiaire

Le métabolisme intermédiaire a été souvent défini comme l'ensemble des phénomènes de dégradation ( catabolisme) et de synthèse ( anabolisme) qui permettent un cycle continu d'échanges entre la cellule et les substances, autrement dit substrats, apportées par l'alimentation : glucides, lipides et protides. Actuellement, ce terme désigne deux types de processus biochimiques : l'un, variable, avec les divers substrats ; l'autre, appelé « système métabolique central », identique pour toutes les cellules animales et végétales : alimenté en petites molécules par le premier, il fournit à l'organisme l'énergie qui lui est nécessaire, mais aussi des matériaux pour des biosynthèses. Le système métabolique central, situé dans les mitochondries des cellules animales et végétales, comprend deux ensembles multienzymatiques associés aux structures mitochondriales : le cycle citrique et les chaînes d'oxydoréduction (cf. mitochondries).

Le cycle citrique (ou cycle tricarboxylique, ou cycle de Krebs) a pour rôle essentiel, mais non exclusif, l' oxydation en gaz carbonique et en eau d'une unité à deux atomes de carbone, l'acétyl-coenzyme A, dénominateur commun du catabolisme glucidique et lipidique. Au cours du cycle, les oxydations des substrats libèrent de l'hydrogène ; celui-ci, transporté sur les chaînes d'oxydoréduction, permet la production d'énergie, rôle majeur de ce cycle biochimique. De plus, le cycle de Krebs fournit des matériaux pour des biosynthèses. Ce système, qui oriente les molécules vers le catabolisme ou l'anabolisme, est régulé par des mécanismes de contrôle dont on commence à entrevoir la complexité.

Les chaînes d'oxydoréduction reçoivent les protons (H+) arrachés aux substrats pendant le déroulement du cycle citrique et libèrent de l'énergie sous forme d'acide adénosine triphosphorique (ATP), accumulateur et générateur d'énergie à la demande.

Le cycle citrique et les chaînes d'oxydo-réduction phosphorylante, ainsi couplés, représentent pour toutes les cellules le mécanisme biochimique capable de fournir de l'énergie utilisable.

Le système métabolique central

Le cycle citrique

Cycle de Krebs et chaîne respiratoire

Cycle de Krebs et chaîne respiratoire

Le cycle citrique est la pierre angulaire du système métabolique central. Les réactions biochimiques de ce cycle sont représentées dans la figure 2.

Citrate synthétase

Citrate synthétase

La condensation de l'acétyl-coenzyme A avec l'oxaloacétate conduit à la formation du citrate, acide tricarboxylique à six atomes de carbone, qui a donné son nom au cycle. L' enzyme, découverte par S. Ochoa et ses collaborateurs, appelée enzyme condensante ou citrate-synthétase, catalyse une réaction complexe dont l'équilibre est fortement déplacé en faveur du citrate. La citrate-synthétase a, en effet, trois fonctions : énolasique, lyasique et hydrolasique (cf. enzymes). L'enzyme de condensation est inhibée par les acyl-CoA à longue chaîne, et notamment par le palmityl-CoA, selon un mode allostérique.

Conversion du citrate

Conversion du citrate

La conversion du citrate en isocitrate est catalysée par l' aconitase (aconitate-hydratase), qui exige la présence de Fe2+. Cette étape, dont on suppose qu'elle procède par l'intermédiaire d'un cation carbonium, est caractérisée par la formation d'un équilibre entre le citrate, le cis-aconitate et l'isocitrate (respectivement 89, 3 et 8 %). Le citrate, composé de structure moléculaire symétrique, a un comportement asymétrique en présence de l'aconitase. A. G. Ogston pense que cette dernière propriété est liée au fait que le citrate s'attache en trois points situés à la surface de l'enzyme ; l'adhérence qui en résulte favorise l'approche d'un ion OH d'un seul côté et la genèse d'un composé asymétrique, possédant deux carbones asymétriques : l'isocitrate.[...]

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Écrit par

  • : ancien maître de conférences, agrégé, biologiste des hôpitaux de Paris
  • : professeur honoraire à la faculté de médecine de Strasbourg.
  • : professeur à la faculté de médecine de Paris

. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Cycle de Krebs et chaîne respiratoire

Cycle de Krebs et chaîne respiratoire

Citrate synthétase

Citrate synthétase

Conversion du citrate

Conversion du citrate

Autres références

  • MÉTABOLISME, notion de

    • Écrit par Dominique de VIENNE
    • 1 518 mots

    Les organismes vivants sont en permanence le siège d'innombrables réactions chimiques, qui consomment ou produisent de l'énergie en transformant la matière, et dont l'ensemble constitue le métabolisme (du grec metabolê, « changement »). Quelle est la raison d'être de ce flux continu...

  • AÉROBIOSE & ANAÉROBIOSE

    • Écrit par Claude LIORET
    • 2 734 mots
    • 1 média
    La vie consiste ainsi en l'élaboration de cette information et de cette machinerie, selon cette information et par cette machinerie, à partir des aliments, substances minérales pour les « autotrophes », petites molécules organiques pour les « hétérotrophes ». Cette élaboration nécessite de l'énergie,...
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    Effets métaboliques. L'action globale de l'adrénaline est d'entraîner une hyperglycémie, une hyperlactacidémie, et une augmentation des acides gras libres. Elle augmente le métabolisme de base. L'adrénaline augmente la production de glucose par le foie en stimulant les deux...
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    • Écrit par Marie-Christine STÉRIN
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    Non seulement les anabolisants accroissent le processus de construction des tissus vivants, ils sont aussi des substances susceptibles de modifier le métabolisme de ces derniers. Il s'agit essentiellement de dérivés des hormones mâles favorisant l'anabolisme protidique, ce qui se traduit...

  • AUXINES

    • Écrit par Catherine PERROT-RECHENMANN
    • 5 008 mots
    • 2 médias
    Lemétabolisme de l'AIA recouvre des processus d'oxydation et de conjugaison qui modifient soit le noyau indole soit la chaîne latérale et causent la perte de l'activité biologique. Certaines formes de conjugaison font partie du catabolisme de l'AIA, dans la mesure où les conjugués...
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Voir aussi