Métabolisme des protéines et des acides aminés
Le métabolisme des protéines et des acides aminés est la branche du métabolisme qui régit la manière dont les vingt acides aminés protéinogènes sont synthétisés, incorporés dans les protéines, dégradés, et comment l'azote qu'ils transportent est éliminé. Il relie les instructions génétiques pour la synthèse des protéines à l'économie énergétique de la cellule et à la gestion des déchets azotés par l'organisme.
Definition
Le métabolisme des protéines et des acides aminés comprend la synthèse des acides aminés et des protéines, la dégradation des acides aminés avec le transfert et l'élimination de leur azote aminé, et l'intégration de ces voies avec le métabolisme énergétique et l'excrétion de l'azote.
Scope
Ce domaine oriente le lecteur à travers les principaux processus qui gèrent les acides aminés et les protéines qui en sont construites : leur catabolisme et le transfert de leurs groupes amino, la synthèse des acides aminés non essentiels, l'assemblage des polypeptides lors de la traduction, la conversion de l'excès d'azote en urée, et la gestion plus large de l'azote et de l'ammoniac. Il les traite comme de la biochimie de référence, et non comme des directives cliniques.
Sub-topics
Core questions
- Comment les acides aminés sont-ils synthétisés, et lesquels doivent être obtenus par l'alimentation ?
- Comment le squelette carboné d'un acide aminé est-il récupéré pour l'énergie ou la biosynthèse une fois son groupe amino retiré ?
- Comment le code génétique est-il traduit en une séquence définie d'acides aminés ?
- Comment l'azote libéré par la dégradation des acides aminés est-il converti en une forme non toxique et excrétable ?
Key concepts
- Acides aminés essentiels et non essentiels
- Transamination et désamination oxydative
- Le code génétique et la traduction
- Bilan azoté
- Le cycle de l'urée
- Acides aminés glucogènes et cétogènes
Mechanisms
Les acides aminés se trouvent à un carrefour du métabolisme. Leurs groupes amino sont acheminés, principalement par transamination, vers quelques transporteurs tels que le glutamate, à partir duquel l'azote est libéré sous forme d'ammoniac et, chez les mammifères, converti en urée pour l'excrétion. Leurs squelettes carbonés alimentent les voies centrales en tant que précurseurs du glucose (glucogènes) ou précurseurs de l'acétyl-CoA et des corps cétoniques (cétogènes). Dans la direction opposée, les acides aminés non essentiels sont construits à partir de ces mêmes intermédiaires, et les vingt sont chargés sur les ARN de transfert et lus à partir du modèle d'ARN messager pendant la traduction pour former des protéines.
Clinical relevance
La compréhension de ces voies sous-tend la manière dont les cliniciens interprètent les troubles de la gestion de l'azote et les erreurs innées du métabolisme des acides aminés, ainsi que la manière dont la nutrition et le renouvellement des protéines sont évalués. Cette entrée est un aperçu de référence décrivant le fonctionnement de ces voies, et non une base pour des décisions diagnostiques ou thérapeutiques individuelles.
Evidence & guidelines
La biochimie résumée ici est une connaissance établie, consolidée dans les manuels de référence et les revues scientifiques. Lorsque ces voies recoupent la pratique clinique, comme dans le cas des troubles du cycle de l'urée, des lignes directrices consensuelles professionnelles existent et sont décrites dans les entrées thématiques pertinentes plutôt qu'ici.
History
Le domaine s'est développé à partir des études des XIXe et XXe siècles sur l'excrétion de l'azote et la chimie des protéines. La description du cycle de l'urée en 1932 par Hans Krebs et Kurt Henseleit a fourni le premier cycle métabolique et un cadre pour l'élimination de l'azote ; le déchiffrage du code génétique dans les années 1960 a relié la séquence des acides aminés aux modèles d'acides nucléiques, et des décennies d'enzymologie ont cartographié la synthèse et la dégradation des acides aminés individuels.
Key figures
- Hans Krebs
- Kurt Henseleit
- Marshall Nirenberg
Related topics
Seminal works
- wu-2009
- rennie-tipton-2000
Frequently asked questions
- Quelle est la différence entre les acides aminés essentiels et non essentiels ?
- Les acides aminés non essentiels peuvent être synthétisés par l'organisme à partir d'autres métabolites, tandis que les acides aminés essentiels ne peuvent pas être produits en quantités suffisantes et doivent être apportés par l'alimentation.
- Que devient l'azote lorsqu'un acide aminé est dégradé ?
- Le groupe amino est transféré et finalement libéré sous forme d'ammoniac, qui chez les mammifères est converti en urée via le cycle de l'urée et excrété, maintenant ainsi les niveaux toxiques d'ammoniac bas.