Bases azotées

= composés essentiels d'ADN et d'ARN, formée de bases puriques et pyrimidiques

Bases puriques

• ADN et ARN : adénine, guanine
• autres : xanthine, hypoxanthine, acide urique = participent au catabolisme de l'adénine/guanine

Bases pyrimidiques

• ADN : cytosine, thymine
• ARN : cytosine, uracile

-> bases simples : bases puriques, pyrimidiques

-> bases combinées : nucléosides, nucléotides

-> autres bases mineures = caféine, théobromine

Rôle biologique

-constituants des acides nucléiques

-mise en réserve de l'énergie

-activation de précurseurs métaboliques dans les cascades enzymatiques

-médiateurs biologiques

-constutuants d'agents thérapeutiques anti-viraux

-> beaucoup de molécules sont analogues de ces bases = elles introduisent des erreurs dans la recopie du génome viral et donc ralentissent la prolifération virale

-> nombreuses anomalies métaboliques congénitales

= bases puriques causent les maladies

Bases combinés

-> nucléosides = bases azotées + ose liés par une liaison β-N-osidique

-> nucléotides : nucléosides phosphorylés (OH du ribose)

-> acides nucléiques : association de nucléotides (ADN et ARN)

• ADN = 2 brins complémentaires avec des liaisons H entre les bases - en double hélice
• ARN = simple brin mais qui peut s'associer avec un deuxième brin notamment dans les ARN viraux

Nucléosides, nucléotides, et acides nucléiques = caractéristiques métaboliques

-> purines et pyrimidines sont indispensables aux cellules

-> approvisionnement par un double mécanisme

• recyclage des bases libres
• = synthèse à partir de molécules partiellement détruites
• biosynthèse à partir de précurseurs
• = mécanismes différents entre purines et pyrimidines

-> apport alimentaire en purines et pyrimidines est facultatif mais nécessaire

-> synthèse à partir du ribose-5-phosphate

• formation du PRPP
• sucre activé/ départ de la synthèse/ carrefour métabolique
• synthétisé à partir du ribose-P
• fait intervenir la PR-PP synthétase

-> catabolisme : différentes entre purines et pyrimidines

• purines dégradées en substances potentiellement toxiques
• élimination sous forme d'acide urique
• = sont toxiques
• pyrimidines dégradées en molécules facilement éliminées

-> ATP et GTP

• réservoir énergétique de la cellule

-> homéostasie

• équilibre de concentration de chaque nucléotides, formes désoxy
• = régulation enzymatique

-> sources des bases ;

• exogène = alimentaire
• ADN digéré au niveau du tube digestif
• endogène
• auto-digestion de nos propres tissus
• à partir de précurseurs simples

Biosynthèse des nucléotides à purines

Biosynthèse selon la voie de novo = des purines

-> voie hépatique, cytosolique

• consomme de l'énergie
• production directe de nucléotides
• biosynthèse des ribonucléotides puis des désoxy ribonucléotides

-> mécanismes en 2 phases

• phase 1 : tronc commun
• part du α-D-ribose phosphate qui permet de synthétiser un amino-imidazole-ribonucléotide
• = produit final = acide inosinique
• phase 2 : transformation
• acide inosinique IMP utilisé pour subir diverses modifications afin de synthétiser de l'AMP ou de GMP
• AMP donnera ADP puis ATP
• GMP donnera GDP puis GTP

-> synthèse d'IMP

• se compose de 10 étapes
• à retenir : 1ère étape
• engage la biosynthèse
• = implication d'une PRPP glutamyl aminotransférase (PAT) - PAT prend en charge le PRPP + une glutamine et fixe un groupement NH2 sur ce PRPP libérant un pyrophosphate

-> de l'IMP à l'AMP

= on fait réagir l'IMP synthétisé avec de l'asparate et du GTP via une adénylosuccinate synthétase ce qui permet la synthèse d'un adénylosuccinate

-> pour la synthèse d'une AMP à partir d'un IMP, on consomme un ATP

-> de l'IMP au GMP

• IMP déshydrogénase intervient sur l'IMP permettant la synthèse d'un NADH, H+ = donne une xanthylate
• xanthylate interagit avec une glycine en présence d’ATP via une GMP synthétase pour donner un GMP
• quand on a une synthétase, on a forcément consommation d’énergie

-> pour la synthèse d’un GMP à partir d’un IMP, on consomme 1 ATP

Bilan de la synthèse de l'AMP ou de GMP à partir de l'IMP

= pour synthétiser un GMP ou AMP on consomme 7 ATP (on se place à partir de la synthèse d’IMP)

Biosynthèse selon la voie d'épargne ou de sauvetage

-> pour générer de l’AMP, on utilise l’adénine phospho ribosyl transférase (APRT)

-> pour générer du GMP, on utilise de l’hypoxanthine guanine phospho ribosyl transférase (HGPRT)

Récupération des nucléosides

= négligeable - ce ne sont pas les nucléosides que l'on récupère mais les bases azotées

= va permettre de récupérer l'adénosine et la désoxy-adénosine grâce à une adénosine kinase (but est de récupérer l'adénosine et à partir d'un ATP de générer une AMP)

-> adénosine kinase dans les tissus périphériques assure la fonction très importante de resynthèse d'AMP à partir d'adénosine adressée par le foie

• foie synthétise l'adénosine et envoie dans la circulation sanguine - adénosine récupérée par les tissus et se serve de cette enzyme pour pouvoir former de l'AMP

Réactions de recyclage des bases puriques

= la + importante des 2 mécanismes de récupération - fait intervenir 2 enzymes clés afin de générer de l'AMP ou du GMP

-> pour générer de l'AMP

• on utilise l'Adénine Phospho Ribosyl Transférase (APRT)
• APRT va prendre l'adénine et un 5'-PRPP pour donner AMP + PPi

-> pour générer du GMP

• on utilise l'Hypoxanthine Guanine Phospho Ribosyl Transférase (HGPRT)
• = permet de regénérer du GMP et de l'IMP
• HGPRT prend une guanine et un 5-PRPP pour donner un GMP + PPi

Conclusion

-> recyclage des bases puriques est intense dans les tissus à renouvellement rapide

• génère une importante économie d'énergie dans le sens ou la synthèse de novo d'AMP et de GMP consomme 7 ATP tandis que le recyclage ne consomme qu'1 ATP