Professeur Jean-Luc Olivier > Faculté de Médecine [email protected] Introduction et Acides Gras saturés

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Introduction et Acides Gras satures

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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


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 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 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



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

~



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


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+


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


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


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

~


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


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


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

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