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Professeur Jean-Luc Olivier> Faculté de Médecine

Jean-Luc.Olivier@univ-lorraine.fr

Introduction et Acides Gras satures

Les LIPIDES : introductionDes propriétés physico-chimiques particulières (1)

lipides = lipos

insolubles dans l'eau,

solubles dans les solvants organiques

Molécule de lipide complètement apolaire

Solvant – milieu hydrophobe, apolaire

Inte

rfac

eEau

Molécule de lipide amphiphile

milieu hydrophobe, apolaire(huile)

Fonctionpolaire

lipides « insolubles » dans l’eau

structure générale : chaînes hydrocarbonées apolaires

Groupes chimiques : -CH2- ou H3C- ou HC=CH

3HC CH2 CH2 CH2

C H2 CH2 CH2

chaîne linéaire

+ Fonctions "polaires" COOH/COO-

OH NH2 etc...

Lipidesamphiphiles

chaîne isoprénique ( H2C CH

C CH2

CH3

(

n

Les LIPIDES : introductionLes LIPIDES : introductionDes propriétés physico-chimiques particulières (2)

Rôle des lipides hydrophobes

Molécule de lipide complètement apolaire

Phase hydrophobe

- Ils sont transportés ou stockés entourés par des lipides et des protéines amphiphiles qui les isolent des milieux aqueux extras et intracellulaires

- Les enzymes qui les utilisent comme substrat doivent agir à l’interface hydrophile/hydrophobe

Conversion en dérivés hydrophiles pour produire de l’énergie

Lipides hydrophobes: rôle de réserve énergétique

Les LIPIDES : introductionDes propriétés physico-chimiques particulières (3)

Lipides amphiphiles

Inte

rfac

e

Eau

Molécule de lipide amphiphileFonctionpolaire

milieu hydrophobe, apolaire(membrane, lipides hydrophobes)

« Isolement » deslipides hydrophobes

dans le sang (lipoprotéines)et le cytosol des

cellules (gouttelettes lipidiques)

Structure de basedes membranes

biologiques

Lipides amphiphiles:Rôle structural

Les LIPIDES : introductionDes propriétés physico-chimiques particulières (4)

Les lipides amphiphiles: constituants de base des membranes cellulairesCf cours de biologie cellulaire

Un point commun Interface hydrophile / Hydrophobe : lipides amphiphiles

Différentes membranes cellulaires: composition et rôles différents

Noyau

Milieuextracellulaire

Cytosol

Mitochondrie(membranes)

Réticulum, golgi(membranes)

Goutteletteslipidiques

Membraneplasmique

Membranenucléaire

Les LIPIDES : introductionDes propriétés physico-chimiques particulières (5)

Les LIPIDESDes structures combinant des éléments simples

Alcool ouamino-alcool

HO

H2N

COO-

Lipide simpleamphiphile

HO

Lipide simpleamphiphile

Formationde liaisonsesters ou

amino-esters

Acides gras

GlycérolSphingosine

cholestérol1 2 3

Acides carboxyliques (COOH/COO-) + chaîne hydrocarbonée (CH3-CH2-)

CH3 - (CH2) n-2 – COO- Partiehydrophile

Partiehydrophobe

Moléculeamphiphile

acides gras naturels : n = de C4à C24, nombre pair (multiple de C2)

CH3 - (CH2)x- CH = CH - (CH2) y – COO-

saturés

Insaturés (mono ou ……….polyinsaturés, cf plus loin)

ou

Les acides gras saturésDéfinition (1)

C4 butyriqueC6 caproïqueC8C10 C12 laurique C14 myristique C16 palmitiqueC18 stéariqueC20 arachidiqueC22C24 lignocérique

3HC- (CH2)2 – COO-n = nombre de carbones

Nombrepair

{ 3HC-(CH2)14 – COO-

15 13 11 9 7 5 3 1

16 14 12 10 8 6 4 2 COO-

COO-4 2

3 1 {

COO- 17 15 13 11 9 7 5 3 1

18 16 14 12 10 8 6 4 2

CH3-(CH2)16 – COO-{

Deux numérotations équivalentes en vigueur :- La première, conforme aux règles de la Chimie organique- La seconde numérotation utilise les lettres grecques

n 7 6 5 4 3 2 1 H3C - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - COOH ω γ β α

En faiblesquantités{

Les acides gras saturésDéfinition (2)

O = C - CH2 - C = O

O- S - CoA

Malonyl-CoA : donneur d’acétyl H3C-COO-

= 2 carbones

La synthèse des acides gras est effectué à partir de malonyl-CoA

~Liaison riche

en énergie

Molécules à 3 carbones

MAIS, deux carbones seulement vont être utilisés dans la synthèse

Les acides gras saturésSynthèse de novo des acides gras (1)

Pourquoi les acides gras ont-ils un nombre pair de carbone ?

Le malonyl-CoA est synthétisé à partir d’acétyl-CoA

ADP + PiEnzyme-biotine-COO-

Enzyme-biotineATP + HCO3

-

Enzyme-biotine

~H3C-C~S-CoA

O

=

O = C - CH2 - C = O

O- S - CoA

Acétyl-CoA carboxylase

Rupture d’une liaisonriche en énergie

Liaison richeen énergie

Liaison richeen énergie

La synthèse des acides gras est effectué à partir de malonyl-CoA

Les acides gras saturésSynthèse de novo des acides gras (2)

Pourquoi les acides gras ont-ils un nombre pair de carbone ?

FAS

Fatty acidsynthase

1ère étape de synthèse de novo d’un acide gras: fixation d’un malonyl-CoA et d’un acétyl-CoA sur la FAS

O = C - CH2 - C = O

O- S-CoA

~HS

HS

Malonyl-CoA

Acétyl-CoA

H3C – C = O

S-CoA

~

Les acides gras saturésSynthèse de novo des acides gras (3)

Pourquoi les acides gras ont-ils un nombre pair de carbone ?

H3C - C ~ S

O

=

FAS

O = C - CH2 - C = O

O- S~

1- condensation de deux acétyls

FAS

H3C - C - CH2 - C = O

O S

~

HS

instable

2ème étape de synthèse de novo d’un acide gras:- condensation de 2 acétyls- décarboxylation

CO2

2- décarbo- xylation

Les acides gras saturésSynthèse de novo des acides gras (4)

3ème étape de synthèse de novo d’un acide gras:

- réduction de la fonction cétone en g- Oxydation du NADPH+H+ en NADP+

FAS

H3C - C - CH2 - C = O

O S~

HS

instable

FAS

H3C - C - CH2 - C = O

OH S

~

HS

H

NADPH+ H+

NADP+

Les acides gras saturésSynthèse de novo des acides gras (5)

FAS

H3C - C - CH2 - C = O

OH S

~

HS

H

4ème et 5ème étapes de synthèse de novo d’un acide gras:

- déshydratation, formation d’une liaison double C=C

- réduction de la liaison double C=C

FAS

H3C - C = C - C = O

H S

~HS

H

H2O

Déhydratation

NADPH+ H+

NADP+

FAS

H3C – H2C - CH2 - C = O

S

~

HS

Réduction

oxydation

Les acides gras saturésSynthèse de novo des acides gras (6)

Points importants

- On part d’une molécule à trois carbones mais élimination d’un carbone sous forme de CO2

- Deux fonctions thiols sur la Fatty Acid Synthase

- En premier réduction d’une fonction cétone sur un carbone

- Puis en second déshydration/création d’une double liaison entre deux carbones et enfin réduction de cette double liaison

- Conversion du NADPH+H+ en NADP+

Deux étapes retrouvées dansd’autres voies métaboliques

Les acides gras saturésSynthèse de novo des acides gras (7)

6ème étape : utilisation d’une deuxième molécule de malonyl-CoA

Formation de palmitate

RépétitionX6

Synthèse destriglycérides

Autres voiesmétaboliques

Butyryl transféré de S2 en S1

O = C - CH2 - C = O

O- S - CoA

~

H3C - CH2 - CH2 - C ~ S

O

=

O = C - CH2 - C = O

O- S

FAS1

2

~

Les acides gras saturésSynthèse de novo des acides gras (8)

HS

HS

H

H3C - C - CH2 - C - S

OH O

=

HS

H

H3C - C = C - C - S

H O

=

HS

FAS

H3C - C - CH2 - C - S

O O

= =

HSFAS

FASFAS

NADPH

+H+

NADP+

H2O

H3C - CH2 - CH2 - C - S

O

=

HSFAS

NADPH+H+

NADP+

O = C - CH2 - C = O

O- S

H3C - C - S

O

= FASH3C - C~SCoA

O

=

O = C - CH2 - C~SCoA

O- O

=

CO2

résumé du cycle

12

X 7 Acide palmitique

X 8 Acide stéarique

Les acides gras saturésSynthèse de novo des acides gras (9)

Un complexe enzymatique (Fatty Acid synthase ou FAS) est responsablede la synthèse de novo des acides gras

Cette synthèse a lieu dans le réticulum endoplasmique (microsomes)

Rôle important de certains organes comme le foie

Des élongation de x2 carbones ont lieu à partir des plus acides grasplus court par des élongases (cf plus loin)

Malonyl-CoA : donneur d’acétyl et de CO2 acides gras formé à partir d’acétyl

Les acides gras ont un nombre pair de carbone

car ce sont des multiples d’acétyl soit X 2 C

Conclusion

Les acides gras saturésSynthèse de novo des acides gras (10)

Pour télécharger le QCM, cliquer sur l’onglet

Auto-test sur les lipides en généralet sur les acides gras saturés