Diapositive 1

VITAMINES ET COENZYMES

1ere Anne Mdecine

INTRODUCTIONAvitaminose : Une carence en une ou plusieurs vitamines et entrane des dsordres dans l'organismeVitamines: molcules organiques ncessaires au mtabolisme, apportes par lalimentation, indispensables la vie et sans valeur nergtique

Plusieurs molcules ont parfois t regroupes sous une mme lettre, un numro tant alors ajout pour les diffrencier (vitamines B1, B2, B6, B12.).

Les vitamines ont t dsignes par des lettres A, B, C .par ordre alphabtique respectant plus ou moins la chronologie de la dcouverte de leur action. Dsignation et classement des vitamines Ce sont des molcules trs diffrentes aussi bien dans leur structure que dans leur action sur l'organismeHydrosolubles

(solubles dans l'eau)Liposolubles (solubles dans les matires grasses)

VitaminesCoenzymeCofacteur ncessaire pour quune enzyme devienne fonctionnelle Enzyme apoenzyme: enzyme sans son coenzyme holoenzyme: enzyme associe a son coenzymeLes coenzymes ne sont pas de nature protique (ils sont thermostables)II. VITAMINESII.1. LES VITAMINES LIPOSOLUBLES

II.1.1. La vitamineA

Cycle -iononeChane isoprnique favorise une bonne vision et la croissance des os.

Abats, foie de poissonPlusieurs lgumes ( carotte, tomate, epinard, chou..,)Rle Sources alimentairesCarences Xrophtalmie = perte complte de la vision Hmralopie = baisse de la sensibilit visuelle8II.1.2. La vitamineD

Mtabolise au niveau de lorganismele calcitriol: principal mtabolite actif driv de la vitamineDen ajoutant celle-ci deux fonctions alcool en 1 et 25.

augmente le taux du calcium dans le sang. induit la synthse des protines qui fixent et transportent le calciumpermet lutilisation du calcium et du phosphore prsents dans le sang pour la croissance et le maintien de la structure osseuse. Rle Produits laitiers, ufs, poisson, les crales

Sources alimentairesCarence le rachitisme: troubles de la croissance osseuseII.1.3. Vitamine E

Cyclohexenylchane isoprenique saturecycle chromaneMolcule lipophile: sa localisation prfrentielle est les membranes plasmiquesHuiles vgtales, Germes de CralesAmandes, graines de tournesol, noisettes

Antioxydant protge les membranes cellulaires: RlesLes meilleures sourcesProprits anti-inflammatoiresCapter les radicaux libres (composs instables qui oxydent les PL membranaires et causent le vieillissement cellulaire) la vitamine K1 (phylloquinone), principalement contenue dans les lgumes verts, la vitamine K2 (mnaquinone), synthtise par les bactries, et la vitamine K3 (mnadione), produite par synthse.

Noyau naphtoquinone Chane latrale hydrophobeII.1.4.Vitamine Kla coagulation du sang: ncessaire lactivation de protines impliques dans le processus de la coagulation Lgumes verts (pinard, chou, laitue, haricots verts, petits pois); le foieRlesSourcescarenceMaladies hmorragiquesII.2. Les vitamines hydrosolubles

II.2.1. Les vitamines du groupe Ba. Vitamine B1 la thiamine site de phosphorylation

Cycle pyrimidine cycle thiazole Prcurseur mtabolique de la thiamine pyrophosphate (TPP), une coenzyme essentielle certaines dcarboxylasesle bribri

Foie, Germe de blRle mtaboliqueSources alimentaires Carence alimentaireb. La vitamine B2, la riboflavine

le noyau flavine: Noyau 3 cycles Ribitol, obtenu par rduction du riboseSite de phosphorylationPrcurseur de la flavine adnine dinuclotide (FAD) et de la flavine mononuclotide (FMN), deux cofacteurs essentiels aux flavoprotines.

crales, Lgumes, Volaille, Mollusques, Produits laitiers, ufs, Rle mtaboliqueSources alimentaires

C. Vitamine B3 (PP, acide nicotinique, ou nicotinamide)PP (pellagra preventive) : une carence en cette vitamine est responsable de la pellagre: le syndrome DDD: Dermatite, Diarrhe, Dmence

OHAcide nicotiniqueNoyau pyridineSources: Crales, arachides, lait, les ufs, Poisson,Viande et volaille , ..prcurseur du NAD+ (nicotinamide adnine dinuclotide) et du NADP+ (nicotinamide adnine dinuclotide phosphate),Elle collabore galement au processus de formation de lADN, permettant ainsi une croissance et un dveloppement normaux.Rle mtaboliquencessaire comme cofacteur d'oxydorduction au mtabolisme des glucides, des lipides et des protines. d. La vitamine B5 lacide pantothnique

acide pantoque-alanineSite de phosphorylationsources : Crales,Viande, poisson, Oeufs, Graines de tournesol, Champignons

C'est un prcurseur mtabolique de la coenzyme A, essentielle la synthse et au mtabolisme des protines, des glucides et des lipides

RleCarence: Anomalies neurologiquese. La vitamineB6 (pyridoxine xal-amine)

Cycle pyridine)aldhyde) aminealcoolsourcesGermes de Crales, Foie, Graines de ssame et de tournesolrle important dans lquilibre psychique en agissant, notamment, sur les neuro- transmetteurs (srotonine, mlatonine, dopamine).

rles dans l'organisme, la vitamine B6 est en grande partie transforme en pyridoxal phosphate : cofacteur dans de nombreuses ractions enzymatiques concernant les acides amins.

f. Vitamine B9 = acide folique

Acide glutamiqueNoyau petrineAcide paraminobenzoqueAcide ptroque=Acide ptroque monoglutamique5101Rle metabolique Cest le prcurseur mtabolique d'une coenzyme, le ttrahydrofolate (FH4 ou THF), implique dans la synthse des bases nucliques, dans la synthse d'acides aminssourcesPrincipalement vgtales: lgumes (pinard, asperge, laitue romaine, betterave et chou),Graines de lin et de tournesol,

g. La vitamineB12 (cobalamine)

un noyau corrine une structure benzimidazole-ribose-acide phosphorique lie ce noyau.form de quatre molcules de pyrrole, au centre duquel se trouve un atome de cobalt,

Cycle corrine

COL'ion cobalt peut fixer divers substituants :le cyanure la cyanocobalaminele groupe hydroxyl l'hydroxocobalaminele groupe mthyl la mthylcobalamineun rsidu adnosyl (le 5-doxyadnosyl) l'adnosylcobalamine.

Rles mtaboliquessourcesPoissons, mollusques, Viande et volaille, foie, lait, ufsAbsente de lalimentation dorigine vgtale

II.2.2. La vitamineC (acide ascorbique)

proprits antioxydantesla vitamineC contribue la sant des os, des cartilages, des dents et des gencives. Elle protge contre les infections, acclre la cicatrisation et aide labsorption du fer contenu dans les vgtaux.Coenzyme de la proline hydroxylase

Rles III. Les coenzymesIII.1. Coenzymes drivs de vitaminesIII.2. Autres coenzymes III.1. Coenzymes drivs de vitamines

III.1.1. Coenzymes de transfert de groupement datomesIII.1.2. Coenzymes doxydoreductionsIII.1.1. Coenzymes de transfert de groupement datomesa. Thiamine pyrophosphate (TPP) : drive de la vit B1

Intervient dans des ractions de dcarboxylation:Dcarboxylation non oxydative

Rles Dcarboxylation non oxydative

Enzymes TPP Pyruvate dshydrognase, -ctoglutarate dshydrognase

b. Le Pyridoxal phosphate (PLP) : driv vit B6

O-

P O-

O-Coenzyme des transaminases (enzymes permettant une interconversion des acides amins)

aa1Acide -ctonique 1aa2Acide -ctonique 2C. Biotine B8

intervient dans des ractions de carboxylation (transporteur de groupement COOH par lintermediaire de son atome dazote) Enzymes biotine:

ActylCoA carboxylase Pyruvate carboxylase biotine + CO2 carboxybiotine

carboxybiotine + Substrat biotine + SubstratCOOH (accepteur)d. Ttrahydrofolate THF (driv B9 )

510Les sites fonctionnels: N10 et N5 fixation de grpts monocarbons:mthyl (-CH3 ), mthylne (-CH2 , mthnyl (-CH), formyl (-CHO), formimino (-CH=NH) et hydroxy-mthyl (-CH2-OH). Principales ractions mtaboliquesSynthse de la mthionine a partir de lhomocystine Hydroxymthyl transfraseNH2-CH2-COOH NH2-CH-COOH CH2OH CH2OH-THFTHFglycineSerine Synthse de bases nuclotidiques : synthse du thymidilateInterconversion des acides amins:e. Coenzyme A (dvi vit B5)

Site actiflegroupementthiolousulfhydryle(-SH)duCoAcarsonhydrognepeuttresubstitupardiversgroupements.Acide gras Thiokinase acyl-SCoA ATP CH3-(CH2)n-COOH + CoA SH CH3-(CH2)n-CO-SCoA AMP+PPi

RlesLeCoAestleCoenzymedesacyltransfrases: iltransportelesgroupementsacyles(acyl=RCOOH) etactyles(CH3-COOH).liaison "riche en nergie" acyl-thio ester).Transport de groupements acyl:Ractions CoASHAllongement des chanes dacides gras-oxydation des AGbiosynthse des AAformation de lactylcholineformation du squalne (biosynthse des strodes).f. Les drives de cobalamines (vit B12)

La mthylcobalamine:Ex : Synthse de mthionine a partir de lhomocysteineE= mthionine synthtasecoE= mthyle-cobalamine et mthyle THFRaction de transmethylation:l'adnosylcobalamine (ADO):mthyl malonyl coA mutase + ADOcobalamineRaction disomrisation: transfert intra-chane dun groupement carboxyliqueCH2-CH-CO-SC0A

H COOHCH2-CH-CO-SC0A

COOH Hmthyl malonyl-CoASuccinyl-CoAIII.1.2. coenzymes doxydorductiona. Les coenzymes flaviniques coenzyme de dshydrognation/hydrognation

FMN : Flavine MonoNuclotideFAD : Flavine Adnine Dinuclotide

Drivs de la riboflavine B2

RiboflavineFADFMN

Transport dlectrons (mcanisme)2e+2H+Le couple FMN/FMNH2 intervient dans le transport des lectrons de la chane respiratoire.

Le couple FAD/FADH2 est donneur ou accepteur dlectrons dans les ractions de catabolismeb. Les coenzymes nicotiniques (driv de vit B3) NAD+ : nicotinamide adnine dinuclotide

NADP+ : nicotinamide adnine dinuclotide phosphate

leur partie active est le noyau nicotinamide

Voies oxydatives: intervention du NAD+

CH3-CH2OH + NAD+ CH3-CHO + NADH,H+ Ethanolactaldhydethanol dshydrognase Rles mtaboliquesOxydation de lthanol comme rducteur ensuite: il donne ses quivalents rducteurs a la chane respiratoire ou laccepteur ultime de est lo2Voies rductrices: intervention du NADP+ Substrat oxyd Substrat rduitA + AH2 + R-CH=CH-CO-SCoA + NADPH,H+R-CH2-CH2-CO-SCoA + NADP+Rduction des acides grasAcyl-CoA rductase NADPH,H+NADP+C. Lacide ascorbique

Prolylhydroxylase Proline hydroxyproline Acide ascorbique

Coenzyme de la prolylhydroxylase: Sa carence entrane des anomalies de la synthse du collagne, la fragilit des parois vasculaires.III.2. Autres coenzymesa. L'acide lipoque

Acide gras a 8 atomes de carbones portant un pont S-S entre C6 e C8Cest l un des cofacteurs essentiels de deux enzymes intervenant dans lecycle de Krebs: lapyruvate dshydrognasel'alpha-ctoglutarate dshydrognase (2-oxoglutarate dshydrognase).

Mcanisme daction:Il est uni lapoenzyme par une liaison amide entre son groupement carboxyle et le groupement -amin dun rsidu lysine de lapoenzyme.

b. Les coenzymes quinoniques: La Coenzyme Q10 (ubiquinone)

Structure chimique des coenzymes Q. (n peut varier de 6 10) la coenzyme Q10 (n = 10)une chane polyisoprniquequinone

La Coenzyme Q10 est liposoluble: n'a pas une origine vitaminique et peut tre synthtise par toutes les cellules. transporteur d'hydrognes partir des substrats organiques vers l'oxygne dans la chane respiratoire mitochondrialeprsente dans la membrane interne des mitochondrieMcanisme d'action : intervient par lintermdiaire de son groupement quinone

nest pas attache une protine et peut circuler librement dans la couche phospho- lipidique de la membrane mitochondriale interne. C. Les coenzymes hmatiniques ou porphyriques

Lhme est un mtallo-porphyrine a fer: un noyau porphyrine diversement substitu et centr sur un ion de fer

Hmes(Fe2+)Hmatines(Fe3+)Groupements prosthtiques rle activateur que l'on rencontre dans les cytochromes et certaines oxydorductases qui interviennent dans les ractions de la chane respiratoire mitochondriale.

ces coE sont des mtallo-porphyrines,Union complexe d'un atome de fer avec une porphyrine (4 noyaux pyrrole formant un plan)Mcanismedaction:

Cytochromes:Cyt Fe2+ CytFe3++e-

Rle: transportdeslectrons Les cytochromes sont des coenzymes intermdiaires de la chane respiratoire. Ils ont comme caractristique commune d'tre constitus d'une porphyrine complexe avec un atome de fer ou de cuivre. C'est ce dernier qui confre au coenzyme ses proprits oxydorductrices en changeant de valence.La partie active est lion fe3+ qui fixe rversiblement un e