Catabolisme des acides aminés et transamination

Le catabolisme des acides aminés est l'ensemble des voies métaboliques qui dégradent les acides aminés lorsqu'ils sont en surplus ou lors du renouvellement des protéines. La première étape commune pour la plupart des acides aminés est la transamination, le transfert du groupe amino à un cétoacide, ce qui sépare l'azote du squelette carboné afin que chacun puisse être traité indépendamment.

Definition

Le catabolisme des acides aminés est la dégradation des acides aminés, commençant par l'élimination du groupe alpha-amino (généralement par transamination) et sa libération ultérieure sous forme d'ammoniac, suivie de la conversion du squelette carboné en intermédiaires glucogéniques ou cétogéniques.

Scope

Cette entrée décrit comment les groupes amino sont éliminés et collectés, principalement par les aminotransférases et la glutamate déshydrogénase, et comment les squelettes carbonés restants sont acheminés vers le métabolisme central. Elle traite du versant dégradatif du métabolisme des acides aminés ; la synthèse est abordée dans une entrée connexe et l'élimination de l'azote dans les entrées sur le cycle de l'urée et l'azote.

Core questions

• Comment le groupe amino est-il séparé du reste de l'acide aminé ?
• Comment l'azote collecté est-il acheminé vers l'élimination ?
• Dans quels métabolites centraux les squelettes carbonés sont-ils incorporés ?

Key concepts

• Transamination
• Aminotransférases (transaminases) et phosphate de pyridoxal
• Le glutamate comme transporteur central d'azote
• Désamination oxydative par la glutamate déshydrogénase
• Acides aminés glucogéniques versus cétogéniques
• Catabolisme des acides aminés à chaîne ramifiée

Mechanisms

Lors de la transamination, une aminotransférase déplace le groupe alpha-amino d'un acide aminé vers l'alpha-cétoglutarate, produisant du glutamate et le cétoacide correspondant ; la réaction dépend d'un cofacteur, le phosphate de pyridoxal, qui achemine le groupe amino via un intermédiaire de type base de Schiff. Cela canalise l'azote de nombreux acides aminés vers le glutamate. Le glutamate peut ensuite subir une désamination oxydative par la glutamate déshydrogénase, régénérant l'alpha-cétoglutarate et libérant l'ammoniac pour son élimination. Les squelettes carbonés désaminés sont classés comme glucogéniques, lorsqu'ils produisent du pyruvate ou des intermédiaires du cycle de l'acide citrique pouvant former du glucose, ou cétogéniques, lorsqu'ils produisent de l'acétyl-CoA ou de l'acétoacétate ; certains acides aminés sont les deux. Les aspartate et alanine aminotransférases sont cliniquement connues car leur présence dans le sang indique une lésion tissulaire.

Clinical relevance

Les activités sériques des aminotransférases, telles que l'alanine aminotransférase et l'aspartate aminotransférase, sont des indicateurs largement mesurés de lésions tissulaires et notamment hépatiques, et le devenir catabolique des acides aminés sous-tend la manière dont les protéines contribuent à l'apport en énergie et en glucose. Cette entrée explique la biochimie sous-jacente et ne constitue pas une base pour un diagnostic ou un traitement individuel.

Evidence & guidelines

Les réactions décrites ici relèvent d'une enzymologie établie, consolidée dans les manuels et revues de biochimie standard ; il s'agit d'un matériel de référence plutôt que d'un domaine de directives cliniques.

History

La transamination a été caractérisée dans les années 1930 par Alexander Braunstein et ses collaborateurs, et le rôle du phosphate de pyridoxal en tant que cofacteur des aminotransférases a été clarifié grâce aux travaux d'Esmond Snell et d'autres au milieu du XXe siècle, établissant la transamination comme l'étape d'entrée centrale de la dégradation des acides aminés.

Key figures

• Alexander Braunstein
• Esmond Snell
• Hans Krebs

Seminal works

• wu-2009

Frequently asked questions

Pourquoi la transamination est-elle généralement la première étape de la dégradation d'un acide aminé ?

Elle sépare nettement le groupe amino porteur d'azote du squelette carboné en le transférant à un cétoacide, permettant ainsi à la cellule d'éliminer l'azote et de réutiliser le carbone indépendamment.

Quelle est la différence entre les acides aminés glucogéniques et cétogéniques ?

Les acides aminés glucogéniques sont dégradés en intermédiaires qui peuvent être convertis en glucose, tandis que les acides aminés cétogéniques produisent de l'acétyl-CoA ou des précurseurs de corps cétoniques ; certains acides aminés sont les deux.