Biosynthèse des acides aminés

La biosynthèse des acides aminés représente le volet anabolique du métabolisme des acides aminés : la construction d'acides aminés à partir de précurseurs plus simples, issus en grande partie des voies métaboliques centrales. Chez l'homme, cette capacité est partielle, ce qui explique pourquoi certains acides aminés sont non essentiels et sont produits en interne, tandis que d'autres sont essentiels et doivent être apportés par l'alimentation.

Definition

La biosynthèse des acides aminés est la synthèse d'acides aminés à partir de squelettes carbonés fournis par le métabolisme central, associés à un groupe amino donné par d'autres transporteurs d'azote, produisant chez l'homme les acides aminés non essentiels, tandis que les acides aminés essentiels doivent être obtenus par l'alimentation.

Scope

Cette entrée décrit la synthèse des acides aminés non essentiels à partir d'intermédiaires de la glycolyse et du cycle de l'acide citrique, le rôle des donneurs d'azote tels que le glutamate et la glutamine, et la distinction entre acides aminés essentiels et non essentiels chez l'homme. La lecture et l'assemblage des acides aminés en protéines sont traités dans l'entrée sur la traduction, et leur dégradation dans l'entrée sur le catabolisme.

Core questions

• Quels squelettes carbonés servent de précurseurs aux acides aminés non essentiels ?
• Comment l'azote est-il fourni pendant la biosynthèse ?
• Pourquoi l'homme peut-il synthétiser certains acides aminés mais pas d'autres ?

Key concepts

• Acides aminés essentiels versus non essentiels
• Précurseurs issus de la glycolyse et du cycle de l'acide citrique
• Glutamate et glutamine comme donneurs de groupe amino
• Transamination dans le sens synthétique
• Réactions d'amidation (synthèse de la glutamine et de l'asparagine)
• Acides aminés conditionnellement essentiels

Mechanisms

Les acides aminés non essentiels sont construits à partir d'une poignée de métabolites centraux. Le pyruvate, l'oxaloacétate et l'alpha-cétoglutarate sont convertis par transamination, opérant dans le sens synthétique, respectivement en alanine, aspartate et glutamate, le glutamate servant fréquemment de donneur de groupe amino. Le 3-phosphoglycérate de la glycolyse est le précurseur de la sérine, d'où peuvent dériver la glycine et la cystéine. Les réactions d'amidation ajoutent un second azote pour former la glutamine à partir du glutamate et l'asparagine à partir de l'aspartate, cette dernière étant catalysée par l'asparagine synthétase. En revanche, les squelettes carbonés et les voies de biosynthèse des acides aminés essentiels ne sont pas présents chez l'homme, de sorte qu'ils doivent être apportés par l'alimentation ; la limite peut se déplacer sous stress ou dans certaines conditions, donnant lieu à des acides aminés conditionnellement essentiels.

Clinical relevance

La dépendance de certains tissus vis-à-vis de l'apport en acides aminés, y compris l'exigence d'acides aminés essentiels alimentaires, est à la base de la science de la nutrition et contribue à expliquer pourquoi certaines tumeurs incapables de synthétiser des acides aminés particuliers sont sensibles à leur déplétion. Cette entrée décrit la biochimie et ne constitue pas une base pour des décisions diététiques ou thérapeutiques individuelles.

Evidence & guidelines

Les voies de biosynthèse sont des concepts biochimiques établis, consolidés dans les manuels et les revues de référence ; il s'agit d'un sujet de référence plutôt qu'un domaine de directives cliniques.

History

Les voies de biosynthèse des acides aminés individuels ont été cartographiées au milieu du XXe siècle grâce à l'enzymologie et à la génétique microbienne, y compris l'utilisation de mutants biosynthétiques pour ordonner les étapes des voies, un travail qui a permis d'établir quels squelettes carbonés et quels donneurs d'azote alimentent chaque acide aminé.

Key figures

• David Greenberg
• Bernard Davis

Seminal works

• wu-2009
• lomelino-2017

Frequently asked questions

Qu'est-ce qui rend un acide aminé essentiel ?

Un acide aminé est essentiel lorsque l'organisme ne dispose pas des voies pour le synthétiser en quantités suffisantes, il doit donc être obtenu par l'alimentation ; les acides aminés non essentiels peuvent être produits en interne à partir d'autres métabolites.

D'où proviennent les squelettes carbonés des acides aminés non essentiels ?

Ils proviennent en grande partie d'intermédiaires de la glycolyse et du cycle de l'acide citrique, tels que le pyruvate, l'oxaloacétate, l'alpha-cétoglutarate et le 3-phosphoglycérate, qui sont convertis en acides aminés par l'ajout d'un groupe amino.