Biochimie et biologie moléculaire
Cours
Werner Müller-Esterl
Dunod
Partie I : Architecture moléculaire du vivant
1. La chimie, base de la vie
3
1.1 Quatre éléments dominent le monde vivant
1.2 Les modèles moléculaires représentent les liaisons et l'arrangement spatial des atomes
1.3 Les substituants de l'atome de carbone ont une signification fonctionnelle
1.4 L'isomérie enrichit la diversité moléculaire
1.5 Les interactions non-covalentes sont de nature électrostatique
1.6 L'eau possède une structure ordonnée
1.7 L'eau est un composé réactif
1.8 Les fluides biologiques sont tamponnés
1.9 Les cellules subissent la pression osmotique
2. Les biomolécules, composants élémentaires du vivant
17
2.1 Quatre classes de biomolécules dominent la chimie du vivant
2.2 Les monosaccharides sont les composants élémentaires des sucres
2.3 Le squelette cyclique des aldohexoses ressemble au noyau pyrane
2.4 Les disaccharides se forment par des liaisons glycosidiques
2.5 Les polysaccharides sont des matériaux de stockage et de structure importants
2.6 Les composants élémentaires des acides nucléiques sont les nucléotides
2.7 Les polynucléotides ont une orientation
2.8 Le flux de l'information génétique va de l'ADN à la protéine en passant par l'ARN
2.9 Le kit d'assemblage des protéines comprend 20 acides aminés
2.10 Les acides aminés se distinguent par leurs chaînes latérales
2.11 Les acides aminés agissent comme des acides et des bases
2.12 Les acides aminés sont les maillons d'une chaîne polypeptidique
2.13 Les triacylglycérols sont les prototypes des lipides
2.14 Les phospholipides et les glycolipides sont les composants des biomembranes
2.15 Les lipides s'organisent spontanément en membranes
3. Les cellules, organisation du vivant
39
3.1 L'évolution prébiotique a produit les protobiontes
3.2 L'évolution biologique explique l'unité et la multiplicité du vivant
3.3 Les cellules eucaryotes sont compartimentées
3.4 Les organites cellulaires structurent le cytoplasme
3.5 Le cycle de la division cellulaire passe par quatre phases
3.6 Les cellules se différencient et forment des associations
3.7 Les cellules sont des systèmes ouverts qui fonctionnent par transformation d'énergie
3.8 L'augmentation du désordre est un moteur important des réactions chimiques
3.9 L'énergie libre détermine l'équilibre de la réaction
3.10 Les réactions biochimiques sont couplées
3.11 La vie est caractérisée par des propriétés de système spécifiques
Tableaux
61
Groupes fonctionnels
Lipides
Sucres
Acides aminés
Nucléotides
Vitamines
Composés de signalisation
Partie II : Structure et fonction des protéines
4. Les protéines, outils de la cellule
79
4.1 Des ligands se fixent aux protéines et changent leur conformation
4.2 Les enzymes fixent des substrats et les transforment en produits
4.3 Les ligands communiquent par l'intermédiaire d'effets allostériques
4.4 La fixation et l'hydrolyse de nucléotides contrôle les protéines moteurs
4.5 Les protéines régulatrices sont souvent contrôlées par phosphorylation
4.6 Les enzymes s'adaptent aux besoins métaboliques
4.7 Les protéines peuvent réagir à une force mécanique
5. Niveaux d'organisation de l'architecture des protéines
87
5.1 La structure des protéines est organisée hiérarchiquement
5.2 Les acides aminés sont assemblés en chaînes polypeptidiques
5.3 Les polypeptides peuvent être modifiés après leur synthèse
5.4 La colonne vertébrale des protéines est formée de liaisons peptidiques planes
5.5 L'hélice alpha est un élément de structure secondaire important
5.6 Les feuillets bêta et les coudes bêta forment des structures secondaires étendues
5.7 Les éléments de structure secondaire forment des motifs récurrents
5.8 La structure tertiaire est stabilisée par des interactions non covalentes
5.9 Les protéines globulaires se replient en structures compactes
5.10 La structure quaternaire d'une protéine peut être constituée de plusieurs sous-unités
5.11 Les protéines se replient par étapes jusqu'à leur conformation native
5.12 Les protéines peuvent être dénaturées réversiblement
5.13 Les protéines peuvent êtres conçues sur mesure
6. Les protéines au banc d'essai
104
6.1 Pour être purifiées, les protéines doivent être en solution aqueuse
6.2 La chromatographie par filtration sur gel sépare les protéines selon leur taille
6.3 La chromatographie échangeuse d'ions sépare les protéines de charges différentes
6.4 La chromatographie d'affinité utilise les propriétés spécifiques de fixation des protéines
6.5 L'électrophorèse permet d'analyser qualitativement les mélanges de protéines
6.6 L'isoélectrofocalisation sépare les protéines selon leurs points de neutralité
6.7 L'électrophorèse capillaire combine haute résolution et temps de séparation court
6.8 Les anticorps permettent d'identifier les protéines
6.9 Les tests immuno-enzymatiques quantifient les protéines au sein de mélanges complexes
7. Exploration de la structure des protéines
115
7.1 Le séquençage d'Edman permet de déchiffrer la structure primaire des protéines
7.2 La technique de Merrifield permet la synthèse de peptides
7.3 La spectrométrie de masse permet de déterminer exactement les masses des protéines et des peptides
7.4 L'analyse des structures aux rayons X décrypte les conformations des protéines
7.5 La spectroscopie de résonance magnétique nucléaire étudie les protéines en solution
8. Protéines de structure
124
8.1 La matrice du tissu conjonctif est constituée de protéines de structure
8.2 La triple hélice est stabilisée par des modifications post-traductionnelles
8.3 Les fibrilles de collagène sont stabilisées par pontage chimique transversal
8.4 Des perturbations de la formation du collagène sont à l'origine de maladies graves
8.5 Le tissu conjonctif doit sa flexibilité à l'élastine
8.6 Les protéoglycanes et glycosaminoglycanes apportent une résistance aux forces de compression
8.7 Les protéines d'adhésion sont des éléments importants de la matrice extracellulaire
9. Les protéines, moteurs moléculaires
134
9.1 Les fibres des muscles squelettiques contiennent des faisceaux ordonnés de filaments de protéines
9.2 Les filaments fins et épais glissent les uns sur les autres lors de la contraction
9.3 Les têtes de myosine fixent et hydrolysent l'ATP
9.4 La structure de la tête de myosine est connue à l'échelle atomique
9.5 Une stimulation électrique déclenche la contraction musculaire
9.6 La musculature lisse se contracte après phosphorylation réversible de la myosine
9.7 La myopathie de Duchenne est provoquée par un défaut du gène de la dystrophine
10. Dynamique des protéines fixatrices d'oxygène
142
10.1 La myoglobine fixe l'oxygène par son groupe prosthétique
10.2 La courbe de dissociation entre l'oxygène et la myoglobine est hyperbolique
10.3 L'hémoglobine est une protéine tétramérique
10.4 La fixation de l'oxygène à l'hémoglobine est coopérative
10.5 Oxyhémoglobine et désoxyhémoglobine se distinguent par leur structure spatiale
10.6 Deux modèles différents décrivent le comportement coopératif
10.7 Le 2,3-bisphosphoglycérate se fixe dans le canal central de l'hémoglobine
10.8 La protonation de l'hémoglobine facilite la libération de l'oxygène dans les capillaires
10.9 Les hémoglobinopathies sont dues à des défauts moléculaires de l'hémoglobine
10.10 Le fer est absorbé, transporté et stocké par des protéines spécialisées
11. Les protéines, catalyseurs moléculaires
154
11.1 Les enzymes ont des spécificités de réaction et de substrat élevées
11.2 Le centre actif est composé d'acides aminés réactifs
11.3 Les enzymes sot classées selon le type de la réaction catalysée
11.4 L'état de transition est situé entre les réactifs et les produits d'une réaction
11.5 Les enzymes réduisent l'énergie libre d'activation des réactions chimiques
12. Mécanismes de la catalyse
161
12.1 Les enzymes emploient différentes stratégies de catalyse
12.2 Les enzymes fixent préférentiellement l'état de transition
12.3 La lactate déshydrogénase transfère des ions hydrure stéréo-spécifiquement
12.4 La triade catalytique est le coeur du centre actif de la trypsine
12.5 La trypsine forme un intermédiaire acyle covalent
12.6 Les protéases remplissent des tâches biologiques variées
12.7 Les ribozymes sont des acides nucléiques catalytiquement actifs
13. Régulation de l'activité enzymatique
172
13.1 Les réactions chimiques sont caractérisées par des constantes de vitesse
13.2 L'équation de Michaelis-Menten décrit une cinétique enzymatique simple
13.3 La constante de Michaelis KM et la constante catalytique Kcat sont des paramètres caractéristiques des enzymes in vitro
13.4 La cinétique enzymatique aide à la compréhension des mécanismes enzymatiques
13.5 Les inhibiteurs compétitifs se fixent au centre actif et empêchent l'entrée du substrat
13.6 De fortes concentrations de substrat lèvent l'inhibition compétitive
13.7 Les inhibiteurs covalents inhibent irréversiblement
13.8 Les régulateurs allostériques modulent l'activité enzymatique
13.9 Les effecteurs hétéroallostériques se fixent à des sous-unités régulatrices
13.10 L'activité enzymatique peut être contrôlée par phosphorylation réversible
13.11 Les zymogènes peuvent être activés par clivage protéolytique ciblé
14. Cascades enzymatiques de la coagulation sanguine
187
14.1 La formation et la dissolution des caillots sont contrôlées par des cascades protéolytiques
14.2 La cascade de la coagulation est initiée par le facteur tissulaire
14.3 Les monomères de fibrine s'associent en réseau
14.4 Les facteurs de coagulation ont une structure modulaire
14.5 La coagulation est contrôlée par l'inhibition et la protéolyse
14.6 Le système fibrinolytique dissout les thrombus
14.7 L'hémophilie est due à des défauts des facteurs de la coagulation
15. Systématique des protéines
197
15.1 Les protéines évoluent par duplications et mutations
15.2 Les domaines sont les pièces du puzzle de l'évolution
15.3 Les comparaisons de séquence détectent les positions clés de protéines apparentées
15.4 La comparaison des structures tertiaires décèle des parentés éloignées entre les protéines
15.5 Les protéines sont recensées dans des bases de données
15.6 Le nombre des protéines est supérieur à celui des gènes
Partie III : Conservation et expression de l'information génétique
16. Les acides nucléiques : structure et organisation
207
16.1 Des brins d'ADN antiparallèles forment une double hélice
16.2 L'asymétrie des paires de bases génère un petit et un grand sillon
16.3 Les chromosomes sont des complexes formés d'ADN et d'histones
16.4 Les nucléosomes sont les segments de la chaîne chromatinienne
16.5 Le génome d'E. coli est circulaire
17. La transcription, réécriture de l'information génétique
217
17.1 Les acides ribonucléiques sont les produits de la transcription
17.2 La transcription démarre à la région promotrice
17.3 L'ARN polymérase déroule le double brin
17.4 Les cellules eucaryotes possèdent trois ARN polymérases
17.5 L'ARN eucaryote subit une maturation
17.6 Le processus d'épissage excise les introns de l'ARN précurseur
17.7 L'épissosome est un complexe multicatalytique
17.8 L'épissage alternatif et l'édition de l'ARN augmentent la variabilité structurale
17.9 L'ARN polymérase I produit l'ARN ribosomique
17.10 Les ARN de transfert subissent des modifications post-transcriptionnelles
18. La traduction, décodage de l'information génétique
231
18.1 L'unité d'information génétique est le triplet de bases
18.2 Les acides ribonucléiques de transfert ont une structure bipolaire
18.3 Les ribosomes sont les chaînes de montage de la traduction
18.4 Les facteurs de démarrage contrôlent le déclenchement de la traduction
18.5 Des robots moléculaires assemblent la chaîne polypeptidique
18.6 La biosynthèse des protéines est un processus économique
18.7 Le contrôle de la traduction a un coût énergétique
18.8 De nombreux antibiotiques sont des inhibiteurs de la traduction
19. Maturation post-traductionnelle et triage des protéines
246
19.1 Les cellules trient les protéines après leur traduction
19.2 Des séquences signal dirigent les protéines vers les mitochondries
19.3 Les protéines nucléaires portent des séquences de localisation nucléaire
19.4 Les séquences signal pilotent les ribosomes jusqu'au réticulum endoplasmique
19.5 Les séquences d'arrêt de transfert contrôlent l'insertion des protéines dans les membranes
19.6 Les modifications post-traductionnelles confèrent aux protéines de nouvelles fonctions
19.7 Le dolichol phosphate transfère des chaînes oligosaccharidiques aux protéines
19.8 Les protéines lysosomiques sont dotées d'un signal de triage
19.9 Les glycosylations terminales ont lieu dans le Golgi médian
19.10 Le transport vésiculaire est spécifique et ciblé
19.11 Les petites protéines G contrôlent le transport vésiculaire
19.12 L'ubiquitine régule la dégradation des protéines cytosoliques
20. Contrôle de l'expression génique
268
20.1 L'opéron lac régule l'expression de gènes impliqués dans l'assimilation des sucres
20.2 L'assimilation des sucres est finement contrôlée par une régulation bilatérale
20.3 L'expression génique est contrôlée par un complexe de facteurs de transcription généraux
20.4 Les régulateurs transcriptionnels se fixent à des segments d'ADN spécifiques
20.5 Les protéines à HTH se fixent à des séquences palindromiques
20.6 Les récepteurs hormonaux appartiennent à la classe des protéines à doigt de zinc
20.7 Les séquences activatrices (angl. enhancers) et les séquences de répression (angl. silencers) se trouvent à distance du promoteur
20.8 La modification chimique des histones régule l'expression des gènes
20.9 La méthylation des régions riches en GC inactive les gènes
21. La réplication, copie de l'information génétique
281
21.1 La réplication de l'ADN est semi-conservative
21.2 Le démarrage de la réplication est effectué par des protéines qui se fixent à l'origine
21.3 La synthèse du brin tardif se fait en plusieurs étapes
21.4 La télomérase termine l'extrémité 5' du brin tardif
21.5 La réplication est d'une fidélité remarquable
21.6 La réparation post-réplicative garantit une fidélité élevée
21.7 Les topo-isomérases déroulent les brins de l'ADN
21.8 Les nucléosomes sont redistribués lors de la réplication
22. Technologies de l'ADN recombinant
295
22.1 Les endonucléases de restriction clivent l'ADN en des sites spécifiques
22.2 Les molécules d'ADN peuvent être recombinées
22.3 Des terminateurs de chaîne spécifiques permettent de séquencer l'ADN
22.4 Les acides nucléiques peuvent s'hybrider entre eux
22.5 L'hybridation permet une localisation chromosomique
22.6 La réaction de polymérisation en chaîne amplifie des fragments d'ADN déterminés
22.7 Les banques d'ADN permettent d'identifier des gènes inconnus
22.8 Le polymorphisme de longueur de fragments de restriction permet la découverte de gènes impliqués dans une maladie déterminée
22.9 Les protéines recombinantes sont utilisées en thérapeutique
22.10 La mutagenèse ciblée contribue à l'élucidation de la fonction des protéines
23. Modification de l'information génétique
313
23.1 Les substitutions les plus fréquentes sont les transitions et les transversions
23.2 La réparation de l'ADN est rapide et efficace
23.3 Des systèmes de réparation-excision conservent l'intégrité de l'information génétique
23.4 Les réarrangements d'ADN produisent de la diversité génétique
23.5 Les jonctions de Holliday peuvent être résolues de deux façons
23.6 La diversité des anticorps repose sur une recombinaison spécifique de site
23.7 La plasticité de l'ADN repose sur la recombinaison somatique et l'amplification génique
23.8 Les transposons sont des éléments génétiques mobiles
23.9 Les rétrovirus intègrent leur ADN dans le génome de l'hôte
23.10 Les animaux transgéniques permettent d'analyser la fonction d'un produit de gène
23.11 La thérapie génique permet le traitement de maladies héréditaires
23.12 L'homme déchiffre son propre génome
23.13 L'analyse des gènes in silico apporte des informations utiles
Partie IV : Transduction du signal au niveau des membranes biologiques
24. Structure et dynamique des membranes biologiques
339
24.1 Les phospholipides forment spontanément des bicouches dans les milieux aqueux
24.2 Les membranes biologiques sont des structures dynamiques
24.3 Les membranes lipidiques permettent une perméabilité sélective
24.4 Les membranes biologiques sont asymétriques et chargées
24.5 Le réticulum endoplasmique produit des membranes asymétriques
24.6 La composition et la répartition des lipides dans les membranes biologiques fluctuent
24.7 Les membranes biologiques forment une mosaïque fluide de protéines
24.8 Les détergents permettent de dissoudre les membranes biologiques
24.9 Des systèmes membranaires fonctionnels peuvent être reconstitués in vitro
25. Importance fonctionnelle des protéines dans les membranes biologiques
350
25.1 Les protéines membranaires intégrales traversent les membranes de part en part
25.2 Les protéines membranaires périphériques sont liées d'un seul côté aux lipides membranaires
25.3 Les protéines membranaires se déplacent dans la couche lipidique
25.4 Les protéines membranaires donnent aux membranes leur diversité fonctionnelle
25.5 Les protéines membranaires régulent le transport transmembranaire
25.6 Le transport transmembranaire peut être uni- ou bidirectionnel
25.7 Les pompes et canaux permettent les transferts d'ions au travers des membranes
26. Pompes ioniques et canaux membranaires
362
26.1 La Na+/K+ -ATPase constitue un antiport
26.2 Les gradients ioniques sont la force motrice du transport transmembranaire
26.3 Les transporteurs de protons éliminent les surcharges cellulaires d'ions H+
26.4 Les transporteurs ABC transfèrent des ions, des lipides et des médicaments à travers les membranes
26.5 Les canaux ioniques forment des pores temporaires dans les membranes
26.6 Les canaux ioniques dépendants du potentiel perçoivent les variations de potentiel membranaire
26.7 Le récepteur nicotinique à l'acétylcholine est un canal ionique régulé par son ligand
26.8 Les ligands régulent l'ouverture des récepteurs
26.9 Les pores cellulaires permettent l'échange de matière entre cellules voisines
27. Les bases moléculaires de l'excitation neuronale
377
27.1 Un potentiel de repos se forme au niveau de la membrane cellulaire
27.2 Le gradient de K+ détermine en général le potentiel de repos
27.3 Les cellules nerveuses peuvent réagir à un stimulus par la génération d'un potentiel d'action
27.4 Les potentiels d'action se déroulent de façon unidirectionnelle, stéréotypée et souvent saltatoire
27.5 Les neurotransmetteurs sont les molécules de signalisation au niveau des synapses chimiques
27.6 Les neurotransmetteurs peuvent être excitateurs ou inhibiteurs
27.7 Des neuropeptides et des toxines modulent l'activité synaptique
28. Les principes de la communication intercellulaire par les hormones
392
28.1 La communication intercellulaire utilise plusieurs modalités
28.2 Les systèmes de signalisation endocrines sont sélectifs, amplificateurs et flexibles
28.3 Les récepteurs intracellulaires agissent comme facteurs de transcription
28.4 Le monoxyde d'azote est un messager gazeux
28.5 Les hormones protéiques sont libérées à partir de précurseurs inactifs
28.6 Les récepteurs de surface activent des cascades de signalisation intracellulaire
28.7 Les protéines G permettent de relier différentes cascades de signalisation
28.8 Les effecteurs intègrent les signaux de récepteurs différents
29. Transduction du signal par des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG)
403
29.1 Les récepteurs couplés aux protéines G possèdent sept domaines transmembranaires
29.2 Les protéines G modulent l'activité de l'adénylate cyclase
29.3 Des kinases phosphorylent et désensibilisent les récepteurs couplés aux protéines G 29.4 L'endocytose des récepteurs utilise des vésicules à manteau de clathrine
29.5 L'AMPc contrôle l'expression des gènes par l'intermédiaire de facteurs de transcription
29.6 Les cellules sensorielles utilisent des voies de signalisation dépendantes des protéines G
29.7 L'inositol-trisphosphate libère du Ca2+ des stocks intracellulaires
29.8 Le Ca2+ et la calmoduline agissent en duo
29.9 Le diacylglycérol active la protéine kinase C
30. Transduction du signal par des récepteurs à activité enzymatique
419
30.1 Les récepteurs à activité enzymatique présentent le plus souvent une activité tyrosine kinase
30.2 Des ligands induisent la dimérisation et l'autophosphorylation
30.3 Les récepteurs à activité enzymatique activent des protéines G monomériques
30.4 La protéine GTP-Ras active la voie de signalisation par les MAP kinases
30.5 Les protéines de signalisation mutées possèdent un potentiel oncogène
30.6 Les cytokines utilisent des récepteurs couplés à une tyrosine kinase
30.7 Les intégrines sont des récepteurs associés à la matrice extracellulaire
31. Structure et dynamique du cytosquelette
431
31.1 Trois types de filaments protéiques forment le cytosquelette
31.2 Les microtubules sont des structures dynamiques du cystosquelette
31.3 Les filaments intermédiaires confèrent la résistance mécanique
31.4 L'agrégation d'actine en filaments est strictement régulée
31.5 Des protéines de liaison à l'actine assurent l'interconnexion des filaments isolés
31.6 Les filaments d'actine forment la charpente de la cellule
31.7 Des échafaudages protéiques stabilisent la paroi des érythrocytes
31.8 Les filaments d'actine et les microtubules forment des rails pour les moteurs protéiques
31.9 Les sélectines et les protéines CAM permettent l'adhésion cellulaire
32. Cycle cellulaire et mort cellulaire programmée
447
32.1 Les cyclines et les kinases dépendantes des cyclines contrôlent le cycle cellulaire eucaryote
32.2 L'activation de CDK1 déclenche la mitose
32.3 La kinase CDK4 contrôle le point de restriction en phase G1
32.4 Le suppresseur de tumeur p53 module l'activité des CDKs
32.5 Une cascade enzymatique déclenche la mort cellulaire programmée
32.6 Les caspases dégradent des protéines exerçant des fonctions spécifiques dans la cellule
33. Bases moléculaires du système immunitaire
458
33.1 Le système du complément s'attaque aux invasions bactériennes
33.2 Le complexe terminal crée des pores dans les membranes bactériennes
33.3 Le système immunitaire naturel utilise des récepteurs homologues de Toll
33.4 Les protéines MHC présentent les antigènes à la surface des cellules
33.5 Les lymphocytes forment la colonne vertébrale du système immunitaire acquis
33.6 Les cellules T organisent la défense immunitaire des cellules
33.7 Les cellules T auxiliaires stimulent les cellules B
33.8 Les cellules T cytotoxiques donnent le coup de grâce aux cellules infectées
33.9 Les cellules B organisent la réponse immunitaire humorale
33.10 Les chaînes polypeptidiques des anticorps sont formées de domaines variables et constants
33.11 Des hypermutations somatiques conduisent à la maturation de l'affinité des anticorps de cellules B
Partie V : Transformation d'énergie et biosynthèse
34. Les principes de base du métabolisme
479
34.1 Les réactions biochimiques obéissent aux lois de la thermodynamique
34.2 L'ATP est le transporteur universel d'énergie
34.3 Le NADH et le FADH2 sont les transporteurs d'électrons les plus importants
34.4 Le coenzyme A est le transporteur de groupement acyle le plus important
34.5 Les voies du catabolisme débouchent dans le cycle de Krebs
34.6 La régulation des processus métaboliques est multifactorielle
35. La glycolyse, prototype d'une voie métabolique
489
35.1 La voie de la glycolyse nécessite dix étapes
35.2 La synthèse du glycéraldéhyde-3-phosphate consomme de l'ATP
35.3 L'oxydation du glycéraldéhyde-3-phosphate libère de l'ATP
35.4 La production de pyruvate est couplée à la formation d'ATP
35.5 Le bilan énergétique de la glycolyse est positif
35.6 D'autres glucides entrent dans la voie de la glycolyse
35.7 La glycolyse est étroitement contrôlée
36. Le cycle de Krebs, plaque tournante du métabolisme
499
36.1 La décarboxylation oxydative du pyruvate fournit de l'acétyl-CoA
36.2 Le cycle de Krebs (cycle de l'acide citrique) est une succession en boucle de neuf réactions individuelles
36.3 Des oxydo-réductases fournissent les équivalents de réduction NADH et FADH2
36.4 Le cycle de Krebs contribue à des voies cataboliques et anaboliques
36.5 Le cycle de Krebs est soumis à un contrôle étroit
37. La phosphorylation oxydative, transport d'électrons et synthèse d'ATP
507
37.1 Le NADH cytosolique parvient dans la chaîne respiratoire par des détours
37.2 La chaîne de transport d'électrons est alimentée à deux niveaux
37.3 Le complexe I introduit des électrons dans la chaîne respiratoire à partir du NADH
37.4 Différentes déshydrogénases dépendantes du FAD contribuent aussi à la chaîne respiratoire
37.5 La cytochrome c réductase transfère des électrons vers le cytochrome c
37.6 La cytochrome c oxydase transfère des électrons vers l'oxygène moléculaire
37.7 Le transport d'électrons et la phosphorylation sont couplés
37.8 Un nano moteur rotatif synthétise de l'ATP
37.9 Une translocase laisse passer les nucléotides à travers les membranes
37.10 Les agents découplants causent un « court-circuit » dans la batterie protonique
37.11 La combustion d'une mole de glucose fournit jusqu'à 30 moles d'ATP
38. Voie des pentoses phosphates, un module adaptatif du métabolisme
522
38.1 La voie des pentoses phosphates se déroule en deux phases
38.2 La phase oxydative fournit du NADPH et du ribulose-5-phosphate
38.3 La phase non-oxydative interconvertit des glucides
38.4 La voie des pentoses phosphates permet l'adaptation aux besoins variables des cellules
39. Gluconéogenèse et cycle des Cori
528
39.1 La gluconéogenèse passe par dix étapes enzymatiques
39.2 Une carboxylation transitoire mène au phosphoénolpyruvate via la formation d'oxaloacétate
39.3 Deux phosphatases constituent des enzymes clés de la gluconéogenèse
39.4 Glycolyse et gluconéogenèse sont régulées de façon réciproque
39.5 Le cycle des Cori relie la glycolyse musculaire et la gluconéogenèse hépatique
40. Biosynthèse et dégradation du glycogène
535
40.1 Le glycogène est un polymère ramifié du glucose
40.2 La synthèse de glycogène (glycogénogénèse) passe par quatre étapes enzymatiques
40.3 La glycogène synthase est l'enzyme clé de la synthèse du glycogène
40.4 Une transglycosylase ramifie les chaînes croissantes de glycogène
40.5 La glycogénolyse comprend cinq étapes enzymatiques
40.6 La glycogène phophorylase est l'enzyme clé de la glycogénolyse
40.7 Une enzyme bifonctionnelle « débranche » le glycogène
40.8 Les perturbations de la dégradation du glycogène provoquent des maladies de stockage
40.9 Des signaux hormonaux contrôlent le métabolisme du glycogène
41. Synthèse des acides gras et bêta-oxydation
549
41.1 La structure des acides gras justifie leurs propriétés
41.2 Les lipases hydrolysent les triacylglycérols en acides gras
41.3 L'acylcamitine est la forme de transport des acides gras
41.4 La bêta-oxydation clive successivement des unités C2 des acides gras
41.5 Deux enzymes supplémentaires permettent la dégradation des acides gras insaturés
41.6 L'excès d'acétyl-CoA induit la formation de corps cétoniques
41.7 La synthèse d'acides gras n'est pas simplement l'inverse de la bêta-oxydation
41.8 L'acide gras synthase est une enzyme multifonctionnelle
41.9 Les acides gras sont formés par de multiples condensations d'unités C2
41.10 Des acides gras à longue chaîne et insaturés sont formés dans le cytosol
41.11 L'acide arachidonique est le précurseur des prostaglandines et des thromboxanes
42. Biosynthèse du cholestérol, des stéroïdes et des lipides membranaires
562
42.1 Le cholestérol est formé à partir d'acétyl-CoA, par de multiples condensations
42.2 Un intermédiaire réactif est formé à partir de l'isopentényl pyrophosphate
42.3 L'HMG-CoA réductase régule la biosynthèse de cholestérol
42.4 Les lipoprotéines régulent le transport et l'utilisation du cholestérol
42.5 Une endocytose médiée par un récepteur permet d'internaliser les LDL
42.6 Les perturbations dans l'utilisation du cholestérol mènent à l'hyperlipidémie
42.7 Les acides biliaires et les hormones stéroïdes proviennent du cholestérol
42.8 Les acides biliaires sont des détergents naturels
42.9 La progestérone est un précurseur commun à toutes les hormones stéroïdes
42.10 L'acide phosphatidique est le précurseur commun de tous les glycérophospholipides
42.11 Le CDP-diacylglycérol est un intermédiaire activé de la synthèse des phospholipides
42.12 La CDP-choline est l'intermédiaire activé de la phosphatidyl-choline
42.13 Le céramide est le précurseur de tous les sphingolipides
42.14 Une dégradation altérée des sphingolipides conduit à des maladies de stockage des lipides
43. Dégradation des acides aminés et cycle de l'urée
581
43.1 Des transaminations enlèvent le groupement alpha-aminé des acides aminés
43.2 Le cycle de l'urée élimine les ions ammonium libres en consommant de l'énergie
43.3 Le squelette carboné des acides aminés aboutit au cycle de Krebs
43.4 L'acétyl-CoA est le produit majeur de la famille C2
43.5 La dégradation de la famille C3 converge vers le pyruvate
43.6 L'oxaloacétate, le succinate et le fumarate sont les intermédiaires de la famille C4
43.7 La déshydrogénase des acides aminés à chaîne ramifiée dégrade les intermédiaires de la famille C4-5
43.8 L'alpha-cétoglutarate est le point de convergence dans la dégradation de la famille C5
44. Biosynthèse des acides aminés et de l'hème
592
44.1 Le groupement alpha-aminé provient de l'azote moléculaire
44.2 Le squelette carboné des acides aminés provient d'intermédiaires du métabolisme
44.3 Des réactions simples fournissent huit acides aminés non essentiels
44.4 Le 3-phosphoglycérate est le précurseur de la sérine, la glycine et la cystéine
44.5 Les acides aminés aromatiques se forment à partir du chorismate et de l'anthranilate
44.6 L'homosérine est un élément constitutif de la méthionine, la thréonine et l'isoleucine
44.7 Les acides aminés constituent des précurseurs d'hormones et de neurotransmetteurs
44.8 Les porphyrines sont synthétisées à partir de la glycine et du succinyl-CoA
44.9 La dégradation de l'hème produit la bilirubine et la biliverdine
45. Synthèse et utilisation des nucléotides
605
45.1 La synthèse de novo des nucléotides puriques comprend dix étapes
45.2 L'hétérocycle des purines est formé par étapes successives
45.3 La biosynthèse des nucléotides puriques est étroitement contrôlée
45.4 Le carbamoyl-phosphate, l'aspartate et le PRPP sont les éléments de la biosynthèse des pyrimidines
45.5 La formation des nucléosides triphosphates consomme de l'ATP
45.6 Les désoxyribonucléotides sont formés à partir des nucléosides diphosphates
45.7 Le fluorouracile est un inhibiteur irréversible de la thymidilate synthase
45.8 L'urée et l'acide urique sont les principaux produits du catabolisme des nucléotides
46. Coordination et intégration du métabolisme
614
46.1 Les stratégies métaboliques des cellules sont universelles
46.2 Le glucose-6-phosphate, le pyruvate et l'acétyl-CoA constituent les points clés du métabolisme
46.3 Le métabolisme du foie, des muscles, des tissus adipeux et du cerveau sont coordonnés
46.4 Les hormones orchestrent le métabolisme général de l'organisme
46.5 L'organisme réagit aux situations de stress par une adaptation de son métabolisme
46.6 Des perturbations du métabolisme du glucose conduisent à des maladies graves