Le cours sur la synthèse et dégradation de l ’ hème aura lieu le 25 avril 2013

1. BCM 1502 Le cours sur la synthèse et dégradation de l’hème aura lieu le 25 avril 2013 • Diapositives seront mises sur Studium ASAP • Merci de votre compréhension Johnny Deladoëy MD PhD CHU Sainte-Justine johnny.deladoey@umontreal.ca Thyroid4kids.org

2. BCM 1502 Biosynthèse et catabolisme des nucléotides • Voet, chapitre 28.1; 28.2; 28.3 et 28.4 Johnny Deladoëy MD PhD CHU Sainte-Justine johnny.deladoey@umontreal.ca Thyroid4kids.org

3. BCM 1502 examen intra • 20 questions (½ qcm; ½ développement court) • Structure de molécules à savoir = cortisol. • Voies métaboliques = vision globale et schématique (tel que présenté sur les diapositives de résumé) • Enzyme à connaître avec leur réactions = enzyme inhibés par un médicament, impliqué dans une maladie ou enzyme clé de la voie. • Médicaments à connaître = tous les médicaments mentionnés sur les diapositives. Savoir leur nom et l’enzyme qu’ils bloquent. • Je mets une emphase sur les molécules / enzymes / voies recoupant plusieurs cours (e.g.: cortisol)

4. comprendre la biosynthèse des ribonucléotides, c’est... • comprendre la synthèse des unités de bases de l’ADN et de l’ARN • comprendre leur rôle comme source d’énergie cellulaire • comprendre le principe des médicaments immunosuppresseurs et anti-rejet, les chimiothérapies...

5. Les bases

6. nucléosides et nucléotides 1 – base 5 – résidu phosphate 3’-5’ = liaison phosphodiester

7. nucléosides et nucléotides Voet section 16-4

8. désoxynucléotides >> ADN

9. Biosynthèse de novo et récupération des purines - survol 11 réactions IMP AMP GMP ADP GDP ATP GTP

10. Catabolisme des purines - survol xanthine allopurinol acide urique urate oxydase recombinante allantoïne

11. Biosynthèse des purines -1 • l’acide urique = produit de dégradation des purines • Buchanan et al., JBC 1948 Mar;173(1):81-98 de 2 glutamines

12. Biosynthèse des purines -2Biosynthèse de novo • 2 glutamines • 1 glycine • 2x formyl THF (acide folique) • 1 aspartate • du bicarbonate • ....et de l’énergie (Ribose-P + ATP)

13. Biosynthèse des purines -3 (survol) R5P: Ribose-5-phosphate 1) ribose posphate pyrophosphokinase transfet du groupe phosphophoryle de L’ATP au C1 du R5P PRPP: 5-phosphoribosyl-pyrophosphate Gln PRA: 5-phosphoribosyl-amine 2) amidophosphoribosyl transférase 3) GAR synthase GAR: glycinamide ribonucléotide 4) GAR transformylase FGAR: formyl glycinamide ribonucléotide 5) FGAM synthétase FGAM: formyl glycinamidine ribonucléotide Aspartate étapes 6 à 11

14. Biosynthèse des purines -4 (Voet)

15. Biosynthèse des purines -5Biosynthèse de l’AMP et de la GMP • IMP ne s’accumule pas dans la cellule mais est rapidement transformé en AMP et en GMP. • les 2 sont synthétisés par une voie à 2 réactions • IMP deshydrogénase est une cible pharmaceutique de l’acide mycophénolique(MPA) = le mycophenolate mofetil (MMF/CellCept) est utilisé comme médicament anti-rejet lors de greffes. adénylosuccinate

16. Biosynthèse des purines -6Biosynthèse de l’AMP et de la GMP • IMP ne s’accumule pas dans la cellule mais est rapidement transformé en AMP et en GMP. • les 2 sont synthétisés par une voie à 2 réactions • IMP deshydrogénase est une cible pharmaceutique de l’acide mycophénolique(MPA)= le mycophenolate mofetil (MMF/CellCept) est utilisé comme médicament anti-rejet lors de greffes. • MPA forme une liaison covalente (avec atome S de Cys 331) avec IMP deshydrogénase

17. Nucléosides monophosphate, diphosphate et triphosphate p.ex.) GMP + ATP  GDP + ADP via nucléoside monophosphate kinase GDP + ATP  GTP + ADP via nucléoside diphosphate kinase

18. Biosynthèse des purines -7Régulation de la synthèse des purines«la grande inhibition»

19. Catabolisme des purines – survol (rappel) AMP XMP GMP IMP xanthine allopurinol acide urique urate oxydase recombinante allantoïne

20. Catabolisme des purines -1dégradation des purines 3 réactions: déphosphorylation hydrolyse de liaisons glycosidiques par les purine nucléoside phosphorylase (PNP) Désamination par désaminases

21. Catabolisme des purines -3survol 2 catabolisme

22. Catabolisme des purines -4la goutte Xanthine oxydase Allopurinol traitement en amont

23. Catabolisme des purines -5Syndrome de lyse tumorale = use of recombinant urate oxydase traitement en aval

24. Catabolisme des purines -6Voies de récupération des purines • vu la vitesse de renouvellement importante des acides nucléiques (surtout ARN) • une voie de récupération est intéressante (sauve de l’énergie) • cela récupère le produit du catabolisme des purines que sont l’adénine, la guanine et l’hypoxanthine.

25. Catabolisme des purines -7Voies de récupération des purines • chez les mammifères les purines sont récupérées par 2 enzymes différentes: • APRT (adénine phosphoribosyltransférase) • adénine + PRPP <---> AMP + PPi • adénine est récupérée en AMP • HGPRT (hypoxanthine-guanine phosphorybosyl transférase) • hypoxanthine + PRPP <---> IMP + PPi • guanine + PRPP <---> GMP + PPi

26. Catabolisme des purines -8Voies de récupération des purinesSyndrome de Lesh-Nyhan • par déficit sévère de HGPRTXq26-q27.2 • lié à l’X (atteint que les garçons) • tableau clinique: spasticité, retard mental, agressivité, automutiation. • accumulation de PRPP, augmentant la synthèse d’IMP et par contre coup d’acide urique

27. Biosynthèse des pyrimidines -1 • La moisissure du pain Neurospora crassa sont incapables de synthétiser des pyrimidines et doit trouver dans le milieu de culture de la cytosine et de l’uracil

28. Biosynthèse des pyrimidines - survol 6 réactions UMP phosphorylation amination UTP CTP Certains mutants de la moisissure du pain (Neurospora crassa) sont incapables de synthétiser des pyrimidines et doit donc trouver dans son milieu de la cytosine et de l’uracile. Ces mutants croissent aussi si on substitue la cytosine et l’uracile par l’acide orotique TTP

29. Dégradation des pyrimidines - survol UMP uracil alanine malonyl-CoA synthèse des acides gras

30. Biosynthèse des pyrimidines -2Biosynthèse de novo • 1 glutamine • 1 aspartate • de la quinone • du bicarbonate • ....et de l’énergie (ATP)

31. Biosynthèse des pyrimidines -3 (Voet)

32. Biosynthèse des pyrimidines -3 (survol)

33. Biosynthèse des pyrimidines -4 • La dihydro-orotate déshydrogénase est la cible thérapeutique du A77 1726 (métabolite de la léflunomide [Arava]), médicament utilisé dans certains cas d’arhtrite rhumatoïde

34. Catabolisme des pyrimidines -1 comme pour les purines: 3 étapes >> desamination, déphosphorylations et hydrolyses de liaisons glycosidiques Synthèse des acides gras

35. ADNFormation des désoxyribonucléotides -1 L’ADN diffère de l’ARN sur 2 points: Contient des résidus 2-désoxyriboses au lieu de résidus 2-riboses Il contient la base thymine (5-méthyluracile) à la place de l’uracile

36. ADNFormation des désoxyribonucléotides-2 • Les désoxyribonucléotides sont synthétisés à partir des ribonucléotides par rédcution de leur position 2 et NON pas synthèse de novo. • Cette réduction est catalysée par les ribonucléotide réductases (RNR) • Les RNR (E. Coli) sont inhibées par l’hydroxyurée et par la 8-hydroxyquinoline

37. ADNorigine de la thymine - 1 • Thymine = uracile méthylé • dUMP dérivé de dUTP par dUTPase • Méthylation du dUMP

38. ADNorigine de la thymine - 2 La triméthoprime est un agent antibactérien

39. Résumé

40. Biosynthèse de novo et récupération des purines - survol 11 réactions IMP AMP GMP ADP GDP ATP GTP

41. Catabolisme des purines - survol xanthine allopurinol acide urique urate oxydase recombinante allantoïne

42. Biosynthèse des pyrimidines - survol 6 réactions UMP phosphorylation amination UTP CTP TTP

43. Dégradation des pyrimidines - survol UMP uracile alanine malonyl-CoA synthèse des acides gras

44. Fin du cours • Métabolisme des eicosanoïdes et leurs fonctions biologiques • Synthèse du cholestérol, sels biliaires et hormones stéroïdiennes • Intégration générale du métabolisme énergétique • Synthèse et dégradation de l’hème