Introduction et Acides Gras saturés

1. Introduction et Acides Gras saturés Professeur Jean-Luc Olivier>Faculté de Médecine Jean-Luc.Olivier@univ-lorraine.fr

2. Les LIPIDES : introduction Des 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 Fonction polaire Molécule de lipide amphiphile milieu hydrophobe, apolaire (huile) Interface Eau

3. chaîne linéaire 3HC CH2 CH2 CH2 C H2 CH2 CH2 ( ( H2C CH C CH2 chaîne isoprénique n CH3 + Fonctions "polaires" COOH/COO- OH NH2 etc... Lipidesamphiphiles Les LIPIDES : introduction Les LIPIDES : introduction Des propriétés physico-chimiques particulières (2) lipides « insolubles » dans l’eau structure générale: chaînes hydrocarbonées apolaires Groupes chimiques : -CH2- ou H3C- ou HC=CH

4. Les LIPIDES : introduction Des propriétés physico-chimiques particulières (3) 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

5. Fonction polaire Molécule de lipide amphiphile milieu hydrophobe, apolaire (membrane, lipides hydrophobes) Interface Eau Les LIPIDES : introduction Des propriétés physico-chimiques particulières (4) Lipides amphiphiles Structure de basedes membranesbiologiques « Isolement » deslipides hydrophobesdans le sang (lipoprotéines)et le cytosol descellules (gouttelettes lipidiques) Lipides amphiphiles: Rôle structural

6. Les LIPIDES : introduction Des propriétés physico-chimiques particulières (5) Les lipides amphiphiles: constituants de base des membranes cellulaires Cf cours de biologie cellulaire Différentes membranes cellulaires: composition et rôles différents Réticulum, golgi (membranes) Milieuextracellulaire Membraneplasmique Cytosol Goutteletteslipidiques Noyau Mitochondrie (membranes) Membranenucléaire Un point commun Interface hydrophile / Hydrophobe : lipides amphiphiles

7. Les LIPIDES Des structures combinant des éléments simples Alcool ouamino-alcool COO- HO Formationde liaisonsesters ouamino-esters Lipide simpleamphiphile H2N Lipide simpleamphiphile HO Acides gras cholestérol 1 GlycérolSphingosine 2 3

8. Les acides gras saturés Définition (1) Acides carboxyliques (COOH/COO-) + chaîne hydrocarbonée (CH3-CH2-) Molécule amphiphile Partie hydrophobe Partie hydrophile CH3 - (CH2) n-2 – COO- saturés ou CH3 - (CH2)x- CH = CH - (CH2) y – COO- Insaturés (mono ou ……….polyinsaturés, cf plus loin) acides gras naturels : n = de C4à C24, nombre pair (multiple de C2)

9. 3 1 COO- 4 2 { 15 13 11 9 7 5 3 1 16 14 12 10 8 6 4 2 COO- 3HC-(CH2)14 – COO- 17 15 13 11 9 7 5 3 1 18 16 14 12 10 8 6 4 2 COO- { CH3-(CH2)16 – COO- Les acides gras saturés Définition (2) 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 { n = nombre de carbones 3HC- (CH2)2 – COO- C4 butyrique C6 caproïque C8 C10 C12 laurique C14 myristique C16 palmitique C18 stéarique C20 arachidique C22 C24 lignocérique Nombre pair { En faiblesquantités

10. Les acides gras saturés Synthèse de novo des acides gras (1) Pourquoi les acides gras ont-ils un nombre pair de carbone ? La synthèse des acides gras est effectué à partir de malonyl-CoA O = C - CH2 - C = O O- S - CoA ~ Molécules à 3 carbones Liaison richeen énergie MAIS, deux carbones seulement vont être utilisés dans la synthèse Malonyl-CoA : donneur d’acétyl H3C-COO- = 2 carbones

11. Acétyl-CoA carboxylase O = C - CH2 - C = O O- S - CoA Enzyme-biotine-COO- Enzyme-biotine ADP + Pi H3C-C~S-CoA O = ATP + HCO3- Enzyme-biotine Les acides gras saturés Synthèse de novo des acides gras (2) Pourquoi les acides gras ont-ils un nombre pair de carbone ? La synthèse des acides gras est effectué à partir de malonyl-CoA Le malonyl-CoA est synthétisé à partir d’acétyl-CoA ~ Liaison richeen énergie Rupture d’une liaisonriche en énergie Liaison richeen énergie

12. O = C - CH2 - C = O O- S-CoA ~ FAS H3C – C = O S-CoA ~ Fatty acidsynthase Les acides gras saturés Synthèse de novo des acides gras (3) Pourquoi les acides gras ont-ils un nombre pair de carbone ? 1ère étape de synthèse de novo d’un acide gras: fixation d’un malonyl-CoA et d’un acétyl-CoA sur la FAS HS Malonyl-CoA HS Acétyl-CoA

13. instable H3C - C- CH2 - C = O OS ~ 1- condensation de deux acétyls FAS HS 2- décarbo- xylation CO2 O = C - CH2 - C = O O- S ~ H3C - C ~ S O = Les acides gras saturés Synthèse de novo des acides gras (4) FAS 2ème étape de synthèse de novo d’un acide gras:- condensation de 2 acétyls - décarboxylation

14. instable H3C - C- CH2 - C = O OS ~ FAS HS H NADPH+ H+ H3C - C- CH2 - C = O OHS NADP+ ~ FAS HS Les acides gras saturés Synthèse de novo des acides gras (5) 3ème étape de synthèse de novo d’un acide gras: - réduction de la fonction cétone en g - Oxydation du NADPH+H+ en NADP+

15. H H3C - C=C - C = O H S H3C – H2C- CH2 - C = O S ~ ~ H Réduction Déhydratation FAS FAS H3C - C- CH2 - C = O OHS ~ HS HS H2O NADPH+ H+ NADP+ FAS oxydation HS Les acides gras saturés Synthèse de novo des acides gras (6) 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

16. Deux étapes retrouvées dansd’autres voies métaboliques Les acides gras saturés Synthèse de novo des acides gras (7) 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 liaisonentre deux carbones et enfin réduction de cette double liaison • Conversion du NADPH+H+ en NADP+

17. O = C -CH2 - C = O O-S - CoA ~ O = C- CH2 - C = O O-S ~ 2 1 FAS H3C - CH2 - CH2 - C~S O = Les acides gras saturés Synthèse de novo des acides gras (8) 6ème étape : utilisation d’une deuxième molécule de malonyl-CoA Répétition X6 Formation de palmitate Butyryl transféré de S2 en S1 Synthèse des triglycérides Autres voies métaboliques

18. O = C - CH2 - C~SCoA O- O = O = C - CH2 - C = O O- S H3C - C - CH2 - C - S O O = = H3C - C - S O = FAS FAS HS H3C - C~SCoA O = X 7 Acide palmitique X 8 Acide stéarique H3C - CH2 - CH2 - C - S O = FAS HS Les acides gras saturés Synthèse de novo des acides gras (9) résumé du cycle 2 HS 1 HS FAS NADPH+H+ CO2 H H3C - C - CH2 - C - S OH O NADP+ H H3C - C = C - C - S H O = = FAS FAS HS HS H2O NADPH+H+ NADP+

19. 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 Les acides gras saturés Synthèse de novo des acides gras (10) Conclusion 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)

20. Auto-test sur les lipides en généralet sur les acides gras saturés Pour télécharger le QCM, cliquer sur l’onglet