Biochimie de Harper PDF [PDF]

Zitiervorschau

I

Weil

Claire, concise et illustrée tout en couleur, la Biochimie de Harper, n’a pas son équivalent pour clarifier le lien entre la biochimie et les bases moléculaires des maladies. En combinant d’excellentes illustrations en couleur à un exposé intégré des maladies biochimiques et des données cliniques, cette édition présente une organisation et un équilibre harmonieux de détails et de concision qui fait défaut à tous les autres ouvrages traitant de ce sujet.

u Chaque chapitre a été mis à jour pour rendre compte des derniers progrès des connaissances et de la technologie. u Chaque chapitre débute à présent par une liste des objectifs, suivie d’un bref exposé sur l’importance biomédicale des sujets traités dans le chapitre.

u Un nombre accru de tableaux, qui résument les informations importantes, comme par exemple les besoins en vitamines ou en sels minéraux.

Traduction de la 29e édition américaine

ISBN : 978-2-8041-7561-0

image : D.R.

Conception graphique : Primo&Primo

a Plus de 600 illustrations en couleur a Une liste des objectifs au début de chaque chapitre a Des focus qui font le lien entre le sujet étudié et l’application biomédicale a 250 questions à choix multiples a Un résumé et des références bibliographiques à la fin de chaque chapitre a Une liste actuelle des sites internet de biochimie

Lionel Domenjoud est Maître de conférences à l’Université de Nancy 1, traducteur des ouvrages Biochimie (Voet), Précis de génomique (Gibson) et Principes de génie génétique (Primrose) pour les éditions De Boeck Supérieur.

www.deboeck.com HARPER

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Bender

Murray Kennelly

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Bender Botham Rodwell Weil

I

Biochimie de Harper Traduction de Lionel Domenjoud

u 250 questions à choix multiples pour tester vos connaissances et votre compréhension.

Biochimie de Harper

Un ouvrage clair et actualisé

I

Pour une compréhension claire des principes Les nouveautés de cette 5e édition française de biochimie et de biologie moléculaire en u Des nouveaux chapitres sur le vieillissement, le cancer et la chimie clinique. relation avec la médecine moderne

Murray

Biochimie de Harper

Weil

Rodwell

Botham

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Kennelly

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Murray_2013_Biochimie de Harper 17/04/13 11:20 Page1

5 e édition

Biochimie de Harper

Chez le même éditeur  Extrait du catalogue Chimie et biochimie

Atkins P.W. et Jones L., Principes de chimie, 2e éd. Depovere P., La classification périodique des éléments. La merveille fondamentale de l’Univers. Depovere P., Chimie générale, 3e éd. Depovere P., Chimie organique, 2e éd. Kotz J.C., Treichel Jr P.M., Chimie générale Kotz J.C., Treichel Jr P.M., Chimie des solutions McQuarrie D.A., Gallogly E.B., Rock P.A., Chimie générale, 3e éd. Morgan D.O., Le cycle cellulaire Moussard C., Biochimie structurale et métabolique, 3e éd. Moussard C., Biologie moléculaire. Biochimie des communications cellulaires Silverstein R.M., Webster F.X., Kiemle D.J., Identification spectrométrique de composés organiques, 2e éd. Voet D., Voet J.G., Biochimie, 2e éd. Vollhardt K.P.C., Schore N.E., Traité de chimie organique, 5e éd.

Murray | Bender | Botham | Kennelly | Rodwell | Weil

Biochimie de Harper 5e édition Traduction de la 29e édition américaine par Lionel Domenjoud

Ouvrage original Original edition copyright 2012 by McGraw-Hill Companies Inc., as set forth in copyright notice of Proprietor’s edition. All rights reserved. French edition copyright 2013 by De Boeck.

Pour toute information sur notre fonds et les nouveautés dans votre domaine de spécialisation, consultez notre site web: www.deboeck.com

© De Boeck Supérieur s.a., 2013 Rue des Minimes, 39 B-1000 Bruxelles Tous droits réservés pour tous pays. Il est interdit, sauf accord préalable et écrit de l’éditeur, de reproduire (notamment par photocopie) partiellement ou totalement le présent ouvrage, de le stocker dans une banque de données ou de le communiquer au public, sous quelque forme et de quelque manière que ce soit. Imprimé en Italie Dépôt légal: Bibliothèque nationale, Paris: mai 2013 Bibliothèque royale Albert 1er, Bruxelles: 2013/0074/173

ISBN 978-2-8041-7561-0

Co-auteurs Daryl K. Granner, MD

Peter A. Mayes, PhD, DSc

Professeur Émérite de Physiologie Moléculaire, de Biophysique et de Médecine Vanderbilt University Nashville, Tennessee

Professeur Émérite de Biochimie Vétérinaire Royal Veterinary College University of London London, United Kingdom

Peter L. Gross, MD, MSc, FRCP(C)

Margaret L. Rand, PhD

Professeur Associé Department of Medicine McMaster University Hamilton, Ontario

Directrice de Recherche Associée Hospital for Sick Children Toronto, et Professeur Departments of Laboratory Medicine and Pathobiology and Biochemistry University of Toronto Toronto Ontario

Molly Jacob, MB BS, MD, PhD Professeur titulaire de chaire Department of Biochemistry Christian Medical College Vellore, Tamil Nadu

Frederick W. Keeley, PhD Directeur Associé et Directeur de Recherche Research Institute, Hospital for Sick Children Toronto, et Professeur de Biochimie Department of Biochemistry University of Toronto Toronto Ontario

Joe Varghese, MB BS, MD Maître de Conférences Department of Biochemistry Christian Medical College Vellore, Tamil Nadu

Caractéristiques essentielles de la 29e édition de la Biochimie de Harper Aucun autre livre ne montre aussi clairement que la 29e édition de la Biochimie de Harper, le lien entre la biochimie et les bases moléculaires des maladies Les principales caractéristiques • Mise à jour de chaque chapitre pour rendre compte des derniers progrès des connaissances et de la technologie • Seize études de cas de patients ajoutant une dimension clinique à l’ouvrage • Un bon équilibre entre précision et concision que n’offre aucun autre livre traitant de ces sujets • De nouveaux chapitres sur le vieillissement, le cancer et la chimie clinique • De nouvelles questions à choix multiples pour tester ses connaissances et sa compréhension • Chaque chapitre débute par une liste de ses objectifs pédagogiques, suivie d’un bref exposé des sujets qui y seront abordés • Davantage de tableaux contenant des informations importantes comme par exemple les besoins en vitamines ou en sels minéraux • Une étude plus détaillée des ARN, de la réparation de l’ADN et des maladies humaines, des rôles des miARN et des nouvelles puissantes méthodes d’analyse Lipides importants sur le plan physiologique permettant de suivre et de caractériser la Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc transcription à l’échelle du génome • Une étude plus approfondie de la physiologie et de la pathologie O B J E C T i f s du métabolisme du fer • Des figures polychromes de haute qualité pour illustrer de façon intégrée les bases biochimiques des maladies et les connaissances médicales

15 C

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L’étude de ce chapitre vous permettra :

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En-tête de chapitre présentant la liste des objectifs

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h

a

p

I

T

R

E

De définir ce que sont les lipides simples ou complexes et d’identifier les classes de lipides de chaque groupe. De préciser la structure des acides gras saturés et insaturés et d’expliquer comment la longueur de la chaîne et son degré d’insaturation influencent la température de fusion, en donnant des exemples et en expliquant la nomenclature. De comprendre la différence entre doubles liaisons entre atomes de carbone, de type cis ou trans. De décrire le mode de formation des eicosanoïdes par modification de la structure des acides gras insaturés, et d’identifier les différentes classes d’eicosanoïdes en précisant leurs fonctions. De décrire la structure générale des triacylglycérols et de préciser leur fonction. De décrire la structure générale des phospholipides et des glycosphingolipides et de préciser les fonctions des différentes classes. De comprendre l’importance du cholestérol comme précurseur de nombreux stéroïdes d’importance biologique, notamment les hormones stéroïdes, les acides biliaires et la vitamine D. De reconnaître le noyau cyclique commun à tous les stéroïdes et d’expliquer la différence entre les formes « chaise » et « bateau » des cycles à six atomes de carbone, ainsi que le fait que ces cycles peuvent être en relation cis ou trans entre eux, faisant que de nombreux stéréoisomères sont possibles. D’expliquer pourquoi les radicaux libres sont délétères pour les tissus et d’identifier les trois stades de la réaction en chaîne de la peroxydation lipidique qui les produit en continu. De comprendre comment les antioxydants protègent les lipides de la peroxydation, soit en inhibant le démarrage de la chaîne soit en l’interrompant, et de donner des exemples physiologiques ou non. De comprendre que de nombreuses molécules lipidiques sont amphiphiles, avec des groupes hydrophobes et hydrophiles dans leur structure, et d’expliquer comment cela influence leur comportement en milieu aqueux en permettant à certaines classes, dont les phospholipides, les sphingolipides et le cholestérol, de former la structure de base des membranes biologiques.

Questions d’examen partie iii 1. Sélectionner parmi les assertions suivantes celle qui n’est PAS CORRECTE : A. La sélénocystéine est présente au site actif de certaines enzymes humaines. B. La sélénocystéine est insérée dans les protéines par un processus post-traductionnel. C. La transamination d’α-cétoacides d’origine alimentaire peut compenser la carence de leucine, d’isoleucine et de valine, des acides aminés essentiels du point de vue nutritionnel D. La conversion de peptidylproline en peptidyl 4-hydroxyproline s’accompagne d’incorporation d’oxygène dans le succinate. E. Il y a interconversion de la sérine et de la glycine lors d’une réaction unique impliquant des dérivés du tétrahydrofolate. 2. Sélectionner parmi les assertions suivantes celle qui n’est PAS CORRECTE : A. Le Δ1-pyrroline-5-carboxylate est un intermédiaire aussi bien de l’anabolisme que du catabolisme de la l-proline. B. Les tissus humains peuvent fabriquer des acides aminés non essentiels du point de vue nutritionnel à partir d’intermédiaires amphiboliques ou d’acides aminés essentiels du point de vue nutritionnel. C. Le tissu hépatique humain peut fabriquer la sérine à partir du 3-phosphoglycérate, un intermédiaire de la glycolyse. D. La phénylalanine hydroxylase catalyse une réaction d’interconversion de la phénylalanine en tyrosine. E. Le pouvoir réducteur de la tétrahydrobioptérine provient en fait du NADPH. 3. Identifier parmi les molécules suivantes le métabolite NE SERVANT PAS de précurseur à un acide aminé essentiel du point de vue nutritionnel : A. L’α-cétoglutarate. B. Le 3-phosphoglycérate. C. Le glutamate. D. L’aspartate. E. L’histamine. 4. Sélectionner la réponse CORRECTE. La première réaction de dégradation de la majorité des acides aminés courants nécessite la participation des substances suivantes : A. Le NAD+ B. Le phosphate de pyridoxal. C. Le pyrophosphate de thiamine (TPP). D. Le FAD. E. Le NAD+ et le TPP.

5. Identifiez l’acide aminé qui a la plus forte contribution à la néoglucogenèse hépatique : A. L’alanine. B. La glutamine. C. La glycine. D. La lysine. E. L’ornithine. 6. Sélectionnez parmi les assertions suivantes celle qui n’est PAS CORRECTE : A. La vitesse de néoglucogenèse hépatique à partir de glutamine est de loin supérieure à celle pour tout autre acide aminé. B. Le syndrome d’Angelman est associé à un défaut d’une E3 ubiquitine ligase. C. Après un repas riche en protéines, les tissus splanchniques libèrent principalement des acides aminés ramifiés, qui sont capturés par les tissus musculaires périphériques. D. La conversion catalytique par la l-α-amino oxydase d’un acide α-aminé en son α-cétoacide correspondant s’accompagne de la libération de NH4+. E. Des signes et des symptômes similaires, voire identiques peuvent être associés à différentes mutations du gène codant une enzyme donnée. 7. Sélectionner parmi les assertions suivantes celle qui n’est PAS CORRECTE : A. Les séquences PEST destinent certaines protéines à une dégradation rapide. B. L’ATP et l’ubiquitine participent généralement à la dégradation des protéines associées aux membranes et aux protéines à demi-vie longue. C. Les molécules d’ubiquitine sont attachées à leurs protéines cibles par des liaisons non α-peptidiques. D. La découverte du mécanisme de dégradation des protéines par le protéasome a valu le prix Nobel à ses auteurs. E. La dégradation des protéines portant une étiquette d’ubiquitine a lieu dans le protéasome, qui est une macromolécule à nombreuses sous-unités présente chez tous les eucaryotes. 8. Concernant les troubles métaboliques du cycle de l’urée, laquelle des assertions suivantes n’est-elle PAS CORRECTE : A. L’intoxication par l’ammoniaque est plus grave quand le blocage métabolique a lieu avant la réaction 3 du cycle de l’urée, catalysée par l’argininosuccinate synthase. B. Les symptômes cliniques comportent un retard mental et nécessitent d’éviter les repas riches en protéines. C. Les symptômes cliniques comportent une hyperammoniémie et une acidose respiratoire. D. L’aspartate fournit le deuxième atome d’azote de l’argininosuccinate. E. Le traitement diététique est centré sur l’absorption fréquente de petits repas pauvres en protéines.

Davantage de tableaux

660

PARTIE VI

Sujets spéciaux

L’apotransferrine (apo-Tf) se dissocie de son récepteur à pH neutre

Holotransferrine (Tf-Fe)

pH extérieur ~ 7

Récepteur de la transferrine (TfR1) Fe3+

Plus de 250 questions à choix multiples

698

PARTIE VI

Sujets spéciaux

TABLEAU 52-9 Résumé des principales caractéristiques biochimiques des neutrophiles •  Glycolyse active •  Voie des pentoses phosphates active •  Phosphorylation oxydative modérée •  Riches en lysosomes et en leurs enzymes de dégradation •   Renferment certaines enzymes propres (comme la myéloperoxydase  et la NADPH oxydase) et des protéines spécifiques •  Renferment les intégrines CD11/CD18 dans leur membrane plasmique

mées les fonctions de quelques protéines qui se trouvent presque exclusivement dans les neutrophiles.

Les neutrophiles jouent un rôle clé dans la défense de l’organisme contre les infections bactériennes Les neutrophiles sont des cellules phagocytaires mobiles du système immunitaire inné, qui jouent un rôle clé dans l’inflammation aiguë. Lorsque des bactéries entrent dans les tissus, il se produit un certain nombre de phénomènes que l’on regroupe sous le terme de « réponse inflammatoire aiguë ». Ce sont : (1) l’augmentation de la perméabilité vasculaire, (2) l’entrée de neutrophiles activés dans les tissus, (3) l’activation des plaquettes et (4) la régression spontanée (résolution) si les microorganismes envahisseurs ont été traités avec succès. Lors d’une inflammation aiguë, diverses molécules sont libérées par les cellules et les protéines plasmatiques. Il en résulte

pH ~ 6

Fe3+

Enzyme ou protéine Myéloperoxydase (MPO)

Steap 3

DMT-1

Cytosol

Endosome tardif

Fe2+ pH ~ 5

Réaction catalysée ou fonction

—

NADPH oxydase

2O2 + NADPH  2O2∙  + NADP + H+

Composant clé de la flambée respiratoire Déficiente dans la granulomatose chronique

Hydrolyse la liaison entre l’acide N-acétylmuramique et la  N-acétyl-d-glucosamine des parois de certaines bactéries

Abondant dans les macrophages

Défensines

Peptides antibiotiques basiques de 20 à 33 acides aminés

Détruisent apparemment les bactéries en provoquant des  lésions membranaires

Lactoferrine 

Protéine de liaison du fer

Peut inhiber la croissance de certaines bactéries en se liant au  fer et elle est peut-être impliquée dans la régulation de la  prolifération des cellules myéloïdes

CD11a/CD18, CD11b/CD18,  CD11c/CD182

Molécules adhésives (membres de la famille des intégrines)

Déficientes dans le défaut d’adhérence des leucocytes, de  type I (OMIM 116920)

Récepteurs pour les fragments Fc  des IgG

Se lient aux fragments Fc des molécules IgG

Dirigent les complexes antigène-anticorps vers les cellules  myéloïdes et lymphoïdes, aboutissant à la phagocytose et  à d’autres réponses

1  L’expression de plusieurs de ces molécules a été étudiée à différents stades de la différenciation des neutrophiles normaux et aussi dans les cellules leucémiques correspondantes, par  des techniques de biologie moléculaire (comme le dosage de leurs ARNm spécifiques). Pour la plupart d’entre elles, les ADNc ont été isolés et séquencés, les séquences en acides  aminés déduites, leurs gènes localisés sur les chromosomes et les séquences d’introns et d’exons sont connues. Certaines protéases importantes des neutrophiles sont énumérées dans  le Tableau 52-13. 2  CD = groupes de différenciation. Se réfère à un système uniforme de nomenclature qui a été adopté pour nommer les marqueurs de surface des leucocytes. Une protéine de surface  spécifique (marqueur) qui identifie une lignée particulière ou un stade de différenciation des leucocytes et qui est reconnue par un groupe d’anticorps monoclonaux est dite appartenir  à un groupe de différenciation. Le système est particulièrement utile pour la sous-classification des lymphocytes. De nombreux antigènes CD interviennent dans les interactions entre  cellules, dans l’adhérence et dans la signalisation transmembranaire.

Fe3+

Le pH bas dans l’endosome tardif provoque la libération de Fe3+ par la transferrine Apotransferrine (apo-Tf)

Le fer des érythrocytes sénescents est recyclé par les macrophages Les érythrocytes ont une durée de vie normale d’environ 120 jours. Les érythrocytes sénescents ou endommagés sont phagocytés par les macrophages du système réticuloendothélial présent dans la rate et le foie. Environ 200 milliards d’érythrocytes (dans environ 40mL de sang) sont ainsi catabolisés chaque jour. Au sein des macrophages, l’hème provenant de l’hémoglobine est dégradé par l’hème oxygénase, qui le convertit en biliverdine. Du monoxyde de carbone et du fer sont libérés comme produits secondaires. Le fer libéré de l’hème est exporté hors de la vésicule de phagocytose du macrophage par NRAMP1 (protéine 1 de macrophage associée à une résistance naturelle), un transporteur homologue à DMT1. Il est ensuite exporté dans la circulation via la ferroportine de la membrane plasmique du macrophage (Figure 50-7). La ferroportine joue donc un rôle central, non seulement dans l’absorption intestinale du fer, mais aussi dans sa libération par les macrophages. La ceruloplasmine (voir plus loin) est une protéine plasmatique contenant du cuivre, synthétisée

par le foie. Elle a une activité ferroxydase, elle est requise pour l’oxydation de Fe2+ en Fe3+. Fe3+ se lie ensuite à la transferrine dans le sang. Le fer libéré ainsi par les macrophages (environ 25 mg par jour) est recyclé et constitue la principale source de fer de l’organisme. Par comparaison, l’absorption intestinale du fer n’apporte qu’1 à 2 mg des besoins quotidiens en fer de l’organisme.

La ferritine stocke le fer dans les cellules Dans des conditions normales, la ferritine stocke le fer en excès des différents tissus, cela constitue environ 1 g du contenu total en fer de l’organisme. La ferritine a une masse moléculaire approximative de 440 kDa, elle comporte 24 sous-unités qui entourent 3000 à 4500 atomes ferriques. Les unités peuvent être de type H (heavy, lourd) ou de type L (léger, light). La sous-unité H possède une activité ferroxydase nécessaire pour charger le fer sur la ferritine. La fonction de la sous-unité L n’est pas bien comprise mais elle jouerait un rôle dans la nucléation de la ferritine et dans sa stabilité. La quantité normale de ferritine plasmatique chez l’être

Commentaire Responsable de la couleur verte du pus Le déficit génétique peut provoquer des infections récurrentes

Lysozyme

Fe3+

FIGURE 50-6 Le cycle de la transferrine. L’holotransferrine (Tf-Fe) se lie au récepteur de la transferrine (TfR1) présent dans les puits recouverts de clathrine de la surface cellulaire. Le complexe TfR1–TF–Fe subit l’endocytose et les vésicules d’endocytose fusionnent pour former des endosomes précoces. Les endosomes précoces subissent une maturation en endosomes tardifs, qui ont un pH interne acide. Le pH bas provoque la libération du fer de ses sites de liaisons sur la transferrine. L’apotransferrine (apo-Tf ) reste liée à TfR1. Le fer ferrique est converti en fer ferreux par la ferriréductase, Steap 3. Le fer ferreux est ensuite transporté dans le cytosol via DMT1. Le complexe TfR1–apo-Tf est recyclé vers la surface cellulaire. À la surface de la cellule, apo-Tf est libéré de TfR1. TfR1 se lie alors à un nouveau complexe Tf-Fe. Le cycle de la transferrine est ainsi bouclé. (D’après la Figure 17-48 de Lodish H et al : Molecular Cell Biology, 6th ed. WH Freeman, 2008).

L’ adhérence des neutrophiles aux cellules endothéliales nécessite des protéines adhésives (intégrines) localisées à leur surface, ainsi que des récepteurs protéiques spécifiques au niveau des cellules endothéliales. (voir aussi la discussion sur les sélectines dans le Chapitre 47). Les intégrines sont une superfamille de protéines de surface présentes dans un grand nombre de cellules. Elles interviennent dans l’adhérence des cellules entre elles ou avec des composants spécifiques de la matrice extracellulaire. Ce sont des hétérodimères formés d’une sous-unité α et d’une sous-unité β, reliées de façon non covalente. Ces sous-unités renferment des segments extracellulaires, transmembranaires et intracellulaires. Les segments extracellulaires se lient à différents ligands, tels que certaines protéines spécifiques de la matrice extracellulaire et de la

H2O2 + X– (halogénure) + H+  HOX +H2O (où X– = Cl–,  HOX=acide hypochloreux)

L’apotransferrine (apo-Tf) est recyclée vers la surface de la cellule

Fe2+

Les intégrines servent d’intermédiaires dans l’adhérence des neutrophiles aux cellules endothéliales

TABLEAU 52-10 Quelques enzymes et protéines importantes des neutrophiles1

Clathrine

Endosome précoce

globalement une augmentation de la perméabilité vasculaire, avec formation d’un œdème tissulaire (Tableau 52-11). Lors d’une inflammation aiguë, les neutrophiles sont recrutés à partir du courant sanguin en direction des tissus pour aider à éliminer les envahisseurs étrangers. Les neutrophiles sont attirés dans les tissus par des facteurs chimiotactiques, dont : le fragment C5a du complément, des petits peptides dérivés des bactéries (telle que. la N-formyl-méthionyl-leucyl-phénylalanine) et un certain nombre de leucotriènes. Pour atteindre les tissus, les neutrophiles circulants doivent passer au travers des capillaires. Pour y arriver, ils se déplacent le long des parois vasculaires et adhèrent ensuite aux cellules endothéliales (du revêtement intérieur) des capillaires.

Des centaines d’illustrations polychromes

Sommaire Avant-propos  XII 1. Biochimie et médecine  1 Robert K. Murray, MD, PhD

2. Eau et pH 7 Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD

P A R T I E

I

Structures et fonctions des protéines et des enzymes  17

3. Les acides aminés et les peptides  17 Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD

4. Les protéines : détermination de la structure primaire  25 Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD

5. Les protéines : structures d’ordre supérieur  36 Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD

6. Protéines : myoglobine et hémoglobine  49 Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD

7. Enzymes : mécanismes d’action  58 Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD

8. Enzymes : cinétiques  71 Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD

9. Enzymes : régulation des activités  86 Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD

P A R T I E

II

Bioénergétique et métabolisme des glucides et des lipides  113

11. Bioénergétique : rôle de l’ATP  113 Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc

12. Oxydation biologique  120 Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc

13. Chaîne respiratoire et phosphorylation oxydative  126 Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc

14. Glucides importants sur le plan physiologique  137 David A. Bender, PhD

15. Lipides importants sur le plan physiologique  146 Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc

16. Vue d’ensemble du métabolisme et de l’approvisionnement en carburants métaboliques  157 David A. Bender, PhD et Peter A. Mayes, PhD, DSc

17. Cycle de l’acide citrique : catabolisme de l’acétyl-CoA  170 David A. Bender, PhD et Peter A. Mayes, PhD, DSc

18. Glycolyse et oxydation du pyruvate  177 David A. Bender, PhD et Peter A. Mayes, PhD, DSc

19. Métabolisme du glycogène  186 David A. Bender, PhD et Peter A. Mayes, PhD, DSc

10. Bioinformatique et modélisation biologique assistée par ordinateur  96 Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD

20. Néoglucogenèse et contrôle de la glycémie  195 David A. Bender, PhD et Peter A. Mayes, PhD, DSc

VIII

Sommaire

21. Voie des pentoses phosphates et autres voies métaboliques  205 David A. Bender, PhD et Peter A. Mayes, PhD, DSc

22. Oxydation des acides gras : cétogenèse  216 Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc

23. Biosynthèse des acides gras  225 Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc

24. Métabolisme des acylglycérols et des sphingolipides  238 Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc

25. Transport et stockage des lipides  246 Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc

26. Synthèse, transport et excrétion du cholestérol  260 Kathleen M. Botham, PhD, DSc et Peter A. Mayes, PhD, DSc

P A R T I E

IV

Structure, fonction et réplication des macro­molécules de l’information  333

32. Les nucléotides  333 Victor W. Rodwell, PhD

33. Métabolisme des nucléotides puriques et pyrimidiques  341 Victor W. Rodwell, PhD

34. Structure et fonction des acides nucléiques  353 P. Anthony Weil, PhD

35. Organisation, réplication et réparation de l’ADN  364 P. Anthony Weil, PhD

36. Synthèse, maturation et métabolisme de l’ARN  388 P. Anthony Weil, PhD

P A R T I E

III

Métabolisme des protéines et des acides aminés  275

27. Biosynthèse des acides aminés non indispensables dans l’alimentation  275 Victor W. Rodwell, PhD

28. Catabolisme des protéines et de l’azote des acides aminés  281

37. Synthèse protéique et code génétique  407 P. Anthony Weil, PhD

38. Régulation de l’expression des gènes  423 P. Anthony Weil, PhD

39. Génétique moléculaire, technologies de l’ADN recombinant et de génomique  447 P. Anthony Weil, PhD

Victor W. Rodwell, PhD

29. Catabolisme du squelette carboné des acides aminés  291 Victor W. Rodwell, PhD

30. Transformation des acides aminés en produits spécialisés  307 Victor W. Rodwell, PhD

31. Porphyrines et pigments biliaires  317 Robert K. Murray, MD, PhD

P A R T I E

V

Biochimie de la communication extracellulaire et intracellulaire  473

40. Membranes : structure et fonction  473 Robert K. Murray, MD, PhD et Daryl K. Granner, MD

41. Diversité du système endocrinien  493 P. Anthony Weil, PhD



Sommaire

42. Mode d’action des hormones et transduction du signal  513 P. Anthony Weil, PhD

Robert K. Murray, MD, PhD, Molly Jacob, MB BS, MD, PhD, & Joe Varghese, MB BS, MD

51. Hémostase et thrombose  675

P A R T I E

VI

50. Protéines plasmatiques et immunoglobulines  653

Sujets spéciaux  533

43. Nutrition, digestion et absorption  533 David A. Bender, PhD et Peter A. Mayes, PhD, DSc

44. Micronutriments : vitamines et minéraux  542 David A. Bender, PhD

45. Radicaux libres et aliments antioxydants  561

Peter L. Gross, MD, MSc, FRCP(C), Robert K. Murray, MD, PhD & Margaret L. Rand, PhD

52. Érythrocytes et leucocytes  686 Robert K. Murray, MD, PhD

53. Métabolisme des xénobiotiques  703 Robert K. Murray, MD, PhD

54. La biochimie du vieillissement  711 Peter J. Kennelly, PhD

55. Le Cancer : vue d’ensemble  724 David A. Bender, PhD

David A. Bender, PhD

46. Trafic intracellulaire et routage des protéines  567 Robert K. Murray, MD, PhD

47. Les glycoprotéines  588 Robert K. Murray, MD, PhD

48. La matrice extracellulaire  610 Robert K. Murray, MD, PhD et Frederick W. Keeley, PhD

49. Muscle et cytosquelette  630 Robert K. Murray, MD, PhD

56. Biochimie clinique  748 Joe Varghese, MB BS, MD, Molly Jacob, MB BS, MD, PhD, et Robert K. Murray, MD, PhD

57. Études de cas cliniques  758 Robert K. Murray, MD, PhD et Peter L. Gross, MD, MSc, FRCP (C)

Annexe  801 Les réponses aux questions  805 Index  809

IX

Avant-propos Les auteurs et l’éditeur sont heureux de présenter la vingtneuvième édition de Biochimie de Harper. La première édition de cet ouvrage, appelée Biochimie de Harper, a été publiée en 1939 avec pour seul auteur le Dr Harold Harper, de l’Université de Californie à San Francisco. Par la suite divers auteurs ont contribué à cet ouvrage.

Changements dans la vingt-neuvième édition Pour être fidèles à notre objectif de fournir aux étudiants un ouvrage qui décrive et illustre la biochimie de façon pertinente en médecine, actuelle et complète tout en restant assez concise, nous avons mis à jour chaque chapitre et de plus intégré des nouveaux éléments importants à cette édition. Chaque chapitre débute à présent par un bref relevé de ses objectifs, suivi d’une brève explication de son importance biomédicale. Un ajout majeur consiste en plus de 250 questions d’examen à choix multiples dont les réponses figurent dans une annexe.

Les principaux autres changements concernent trois chapitres totalement nouveaux « Biochimie du Vieillissement » « Biochimie du Cancer » « Biochimie clinique »

Les autres changements importants portent sur les points suivants : • Des aspects épidémiologiques ont été inclus dans le chapitre « Bioinformatique et Modélisation Biologique assistée par Ordinateur ». • Des nouvelles figures illustrent des approches clés pour l’identification de sites actifs potentiels, de sites de liaison de ligands et d’autres sites d’interaction (Partie I), et divers aspects du métabolisme (Partie II). • Des nouveaux tableaux résument des aspects des maladies métaboliques, incluant celles du métabolisme des purines, des pyrimidines et des acides aminés (Partie III). • Les sujets suivants sont abordés de façon plus approfondie : les ARN non codants, les maladies humaines liées à la réparation des altérations de l’ADN, les facteurs épigénétiques qui contrôlent l’expression des gènes eucaryotes, les activités des miARN et la puissance des nouvelles méthodes permettant de suivre et de caractériser la transcription à l’échelle du génome (Partie IV). • Des nouveaux tableaux ont été ajoutés sur les besoins en vitamines et en sels minéraux, ainsi qu’une discussion détaillée sur le métabolisme physiologique et pathologique du fer (Partie VI).

Organisation de l’ouvrage Après deux chapitres d’introduction, l’ouvrage est divisé en six grandes parties. Toutes les parties et tous les chapitres mettent en relief l’importance de la biochimie en médecine. La première partie traite les structures et les fonctions des protéines et des enzymes. Cette partie contient aussi un chapitre sur la bioinformatique et la biologie assistée par ordinateur, con­ formément à l’importance croissante de ces sujets dans la biochimie moderne, la biologie et la médecine. La deuxième partie, explique comment les diverses réactions cellulaires utilisent ou libèrent de l’énergie et cette partie trace les voies de synthèse et de dégradation des glucides et des lipides. Les nombreuses fonctions de ces deux classes de molécules sont également décrites. La troisième partie concerne les acides aminés, leurs devenirs métaboliques, certains aspects clés du catabolisme des protéines ainsi que la biochimie des porphyrines et des pigments biliaires. La quatrième partie décrit les structures et les fonctions des nucléotides et des acides nucléiques, elle inclut des sujets comme la réplication et la réparation de l’ADN, la synthèse des ARN et leurs modifications, la synthèse protéique, les principes des technologies de l’ADN recombinant, et les nouvelles connaissances sur la régulation de l’expression des gènes. La cinquième partie, traite des aspects de la communication extra- et intracellulaire. Les sujets traités concernent la structure et la fonction des membranes, les bases moléculaires des actions des hormones et le domaine de la transduction des signaux. La sixième partie aborde quinze sujets particuliers : la nutrition, la digestion et l’absorption ; les vitamines et les sels minéraux ; les radicaux libres et les antioxydants ; le trafic intracellulaire et le tri des protéines ; les glycoprotéines ; la matrice extracellulaire ; le muscle et le cytosquelette ; les protéines plasmatiques et les immunoglobulines ; l’hémostase et la coagulation sanguine ; les globules rouges et blancs ; le métabolisme des xénobiotiques ; La biochimie du vieillissement ; la biochimie du cancer ; la biochimie clinique et ; l’étude de 16 cas cliniques à base biochimique. Le dernier chapitre se termine par un bref épilogue concernant quel­ ques enjeux majeurs de la médecine pour lesquels la biochimie et les disciplines apparentées vont jouer un rôle important dans la découverte de solutions. L’Annexe contient une liste de sites web utiles et une liste de revues de biochimie ou de revues où les aspects biochimiques occupent une part importante.

XII

Avant-propos

Remerciements Les auteurs remercient Michael Weitz pour son rôle dans la con­ ception de cette édition et Brian Kearns pour son rôle clé dans la finalisation de cette édition pour sa publication. Nous remercions également Mala Arora et ses collègues de Thomson Digital pour leur travail d’édition, de typographie et de reproduction. Nous remercions également Calvin « Nic » Steussy de l’Université Purdue pour son aide à l’élaboration de la couverture. Les suggestions faites par divers étudiants et collègues de par le monde ont été des plus utiles pour la réalisation de cette édition. Nous restons dans l’attente de contributions similaires dans le futur. Rob Murray remercie tout spécialement Joe Varghese et Molly Jacob en tant que co-auteurs des Chapitres 50, 55 et 56,

Fred Keeley pour ses nombreuses contributions au Chapitre 48, Peter Gross comme co-auteur des Chapitres 51 et 57, et Margaret Rand comme co-auteur du Chapitre 51. Les remerciements spéciaux vont aussi à Reinhart Reithmeier, Alan Volchuk et David Williams pour leur travail de relecture et leurs précieuses suggestions pour la révision des Chapitres 40 et 46. Robert K. Murray David A. Bender Kathleen M. Botham Peter J. Kennelly Victor W. Rodwell P. Anthony Weil

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Biochimie et médecine Robert K. Murray, MD, PhD

O B J E C T i f s

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L’étude de ce chapitre vous permettra :

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D’expliquer l’objet de la biochimie et son rôle central dans les sciences de la vie. De comprendre le lien entre la biochimie, la physiologie, la pathologie et la médecine. De mesurer comment le Projet Génome Humain a donné naissance à de nombreuses disciplines ou a stimulé l’intérêt pour celles-ci, lesquelles éclairent d’ores et déjà de nombreuses questions en biologie et en médecine.

2

CHAPTre 1  Biochimie et médecine

INTRODUCTION La biochimie peut être définie comme la science des bases chimiques de la vie (en grec bios = vie). La cellule est l’unité structurale des systèmes vivants. On peut donc également définir la biochimie comme la science qui étudie les constituants chimiques des cellules vivantes ainsi que les réactions et transformations qu’ils subissent. D’après cette définition, la biochimie englobe de vastes domaines de la biologie cellulaire, de la biologie moléculaire et de la génétique moléculaire.

TABLEAU 1-1  Principales méthodes et protocoles utilisés dans les laboratoires de biochimie Méthodes de séparation et de purification des molécules biologiques1 Fractionnement salin (par exemple : précipitation des protéines par le sulfate d’ammonium) Chromatographie : sur papier ; échangeuse d’ions ; d’affinité ; sur couche mince ; en phase gazeuse et en phase liquide ; liquide à pression élevée (HPLC); filtration sur gel. Électrophorèse: sur papier ; à voltage élevé ; sur gel d’agarose ; sur acétate de cellulose ; sur gel d’amidon ; sur gel de polyacrylamide ; sur gel SDS-polyacrylamide.

La biochimie a pour but de décrire et d’expliquer, en termes moléculaires, tous les processus chimiques des cellules vivantes

Ultracentrifugation Méthodes pour déterminer la structure des biomolécules

L’ objectif premier de la biochimie est la compréhension complète, à l’échelle moléculaire, de tous les processus chimiques associés aux cellules vivantes. Pour atteindre cet objectif, les biochimistes ont cherché à isoler les nombreuses molécules cellulaires, à déterminer leurs structures et à analyser leurs fonctions. Le Tableau 1-1 énumère quelques-unes des nombreuses techniques utilisées pour atteindre ces objectifs. D’autres objectifs de la biochimie sont d’aider à comprendre les origines de la vie sur terre et d’intégrer les connaissances biochimiques dans les efforts de maintien de la santé, de compréhension des maladies ainsi que de leur traitement approprié.

Analyse élémentaire

Toutes les sciences de la vie nécessitent des connaissances en biochimie

Radiocristallographie

La biochimie des acides nucléiques est au cœur de la génétique ; en contrepartie, l’utilisation d’approches génétiques a permis d’éclairer de nombreux domaines en biochimie. La biologie cellulaire a des liens très étroits avec la biochimie. Le domaine de la physiologie, qui étudie les fonctions de l’organisme, et celui de la biochimie se recouvrent presque totalement. L’ immunologie fait appel à de nombreuses techniques biochimiques et les biochimistes utilisent souvent des approches immunologiques. La pharmacologie et les sciences pharmaceutiques reposent sur de solides connaissances biochimiques et physiologiques ; par exemple, la plupart des médicaments sont métabolisés grâce à des réactions catalysées par des enzymes. Les poisons agissent sur des réactions ou sur des voies biochimiques ; c’est là l’objet principal de la toxicologie. Les approches biochimiques sont de plus en plus utilisées pour l’étude des aspects fondamentaux de la pathologie (l’étude des maladies), tels l’inflammation, les lésions cellulaires et le cancer. De nombreux chercheurs en microbiologie, en biologie animale et en biologie végétale utilisent presque exclusivement des approches biochimiques. Ces interconnections n’ont rien de surprenant car la vie, telle que nous la connaissons, dépend de réactions et de transformations biochimiques. En fait, les anciennes barrières entre les différentes sciences de la vie tombent tandis que la biochimie devient de plus en plus leur langage commun.

Études sur l’animal entier y compris les animaux transgéniques et ceux pré­sentant une extinction ciblée de gène (knockout).

Les interactions entre la biochimie et la médecine ont suscité des progrès mutuels Les deux principales préoccupations des chercheurs en sciences médicales et notamment des médecins, sont la compréhension et

Spectroscopie UV, visible, infrarouge et spectroscopie de résonance magné­tique nucléaire (RMN) Utilisation de l’hydrolyse acide ou alcaline pour dégrader la biomolécule étudiée en ses constituants de base. Utilisation de toute une panoplie d’enzymes qui coupent à des endroits spécifiques (comme les protéases, les nucléases, les glycosidases). Spectrométrie de masse Méthodes de séquençage spécifiques (pour les protéines et les acides nucléiques par exemple)

Préparations pour l’étude des réactions biochimiques

Organe isolé sous perfusion Coupes fines de tissus Cellules entières Homogénats Organites cellulaires isolés Sous-fractionnement d’organites Métabolites et enzymes purifiés Gènes isolés (y compris les produits de PCR et de mutagenèse ciblée) La plupart de ces méthodes permettent l’analyse des composants présents dans les extraits cellulaires et dans d’autres matériaux biologiques. En général, l’utilisation séquentielle de différentes techniques permet la purification de la plupart des molécules biologiques. Pour des descriptions plus détaillées le lecteur est invité à se référer aux ouvrages traitant des aspects techniques en recherche biochimique. 1

la préservation de la santé ainsi que la compréhension et le traitement efficace des maladies. La biochimie a un impact considérable sur ces deux objectifs fondamentaux de la médecine. En fait, la relation entre la biochimie et la médecine est une vaste avenue à double sens. Les études biochimiques ont éclairé de nombreux aspects physiologiques et pathologiques et réciproquement, l’étude de différentes situations saines et pathologiques a ouvert de nouveaux domaines d’étude en biochimie. La Figure 1-1 présente quelques exemples de ces échanges à double sens. Ainsi, la connaissance



CHAPITRE 1  Biochimie et médecine

de la structure et de la fonction des protéines était nécessaire pour élucider l’unique différence biochimique entre l’hémoglobine normale et celle de l’anémie falciforme (drépanocytose). De son côté, l’analyse de l’hémoglobine drépanocytaire a contribué de façon significative à notre compréhension de la structure et de la fonction de l’hémoglobine normale mais aussi de celles d’autres protéines. Des exemples similaires de bénéfices réciproques entre la biochimie et la médecine pourraient être cités pour les autres tandems de la Figure 1-1. Le travail de pionnier d’Archibald Garrod, un médecin anglais du début du vingtième siècle, constitue un autre exemple de cette relation interdisciplinaire. En étudiant des patients atteints d’affections relativement rares (alcaptonurie, albinisme, cystinurie et pentosurie, maladies qui sont décrites plus loin dans ce livre), il montra que ces affections étaient d’origine génétique et nomma ces états pathologiques, erreurs innées du métabolisme. Cette découverte servit de base au développement de la génétique biochimique humaine. Des efforts plus récents pour comprendre les bases de la maladie génétique connue sous le nom d’hypercholestérolémie familiale, qui entraîne une grave athérosclérose juvénile, ont abouti à des progrès spectaculaires dans la compréhension des récepteurs cellulaires et dans celle des mécanismes de capture du cholestérol par les cellules. L’ étude d’oncogènes et de gènes suppresseurs de tumeur dans les cellules cancéreuses a attiré l’attention sur les mécanismes moléculaires impliqués dans le contrôle de la croissance de la cellule normale. Ces exemples et de nombreux autres montrent comment l’étude du pathologique peut ouvrir des domaines du fonctionnement cellulaire aux recherches biochimiques fondamentales. La relation entre médecine et biochimie a d’importantes implications pour la première. Tant que le traitement médical repose solidement sur des connaissances de biochimie ou d’autres sciences fondamentales, la pratique médicale aura une base rationnelle pouvant être adaptée pour intégrer de nouvelles connaissances. Une telle approche contraste avec des cultes non orthodoxes voués au maintien en bonne santé, ainsi qu’avec certaines pratiques de « médecine alternative » se fondant souvent plutôt sur des mythes et des croyances, et généralement dénués de toute base logique. La biochimie est un domaine scientifique important. Les nombreuses raisons de l’importance de la science pour les médecins (ainsi que pour les autres personnes travaillant dans le domaine de la santé ou en biologie, que cela concerne l’être humain ou les

animaux) ont été bien spécifiées dans un article de Cooke (2010). La science (i) offre une compréhension fondamentale sur laquelle le travail de chacun doit s’appuyer, (ii) elle stimule la curiosité et permet d’acquérir les comportements scientifiques essentiels à la poursuite de l’acquisition de connaissances tout au long d’une carrière (iii) elle explique la façon dont nos connaissances actuelles ont été acquises et (iv) elle met l’accent sur l’immensité de ce qui reste encore inconnu. Il est bien sûr crucial que l’utilisation de la science pour aider un patient se fasse avec humanité et selon les critères éthiques les plus exigeants.

LES PROCESSUS BIOCHIMIQUES NORMAUX SONT LA BASE DE LA SANTÉ L’ organisation mondiale de la santé (OMS) définit la santé comme un état de « bien-être physique, mental et social complet et pas seulement comme l’absence de maladie ou d’infirmité ». D’un point de vue strictement biochimique, la santé peut être con­ sidérée comme une situation où l’ensemble des milliers de réactions extra- et intracellulaires ayant lieu dans l’organisme, s’effectue à des vitesses compatibles avec sa viabilité optimale dans des conditions physiologiques. Il s’agit cependant d’un point de vue extrêmement réductionniste, il est évident que pour s’occuper de la santé des patients, une connaissance des principes de biologie doit être complétée par des principes psychologiques et sociaux.

La recherche en biochimie a des retombées sur la nutrition et la médecine préventive L’ une des principales conditions préalables au maintien de la santé est l’apport alimentaire optimal d’un certain nombre de substances chimiques dont les plus importantes sont les vitamines, certains acides aminés, certains acides gras, divers minéraux et l’eau. Biochimie et nutrition étant toutes deux largement concernées par l’étude des divers aspects de ces substances chimiques, il existe une relation étroite entre ces deux sciences. De plus, la tendance actuelle est de systématiquement préserver la santé et de prévenir les maladies, en pratiquant une médecine préventive. Ainsi, les

Biochimie Acides nucléiques

Maladies génétiques

3

Protéines

Lipides

Glucides

Drépanocytose

Athérosclérose

Diabète sucré

Médecine

FIGURE 1-1  Exemples de relations entre la biochimie et la médecine. La connaissance des composants biochimiques représentés dans la partie supérieure du diagramme a aidé à la compréhension de maladies figurant dans la partie inférieure. Réciproquement, l’étude des maladies qui figurent en bas du schéma a fait progresser de nombreux domaines en biochimie. Notez que la drépanocytose est une maladie génétique et que l’athérosclérose et le diabète sucré ont tous deux des composantes génétiques.

4

CHAPTre 1  Biochimie et médecine

approches nutritionnelles pour prévenir, par exemple, l’athérosclérose et le cancer sont l’objet d’une attention croissante. La compréhension de la nutrition dépend en grande partie d’une connaissance de la biochimie.

La plupart des maladies, sinon toutes, ont une base biochimique Nous croyons que la plupart des maladies, sinon toutes, sont des manifestations d’anomalies de molécules, de réactions chimiques ou de processus biochimiques. Les principaux facteurs responsables de maladies chez l’animal et chez l’homme sont énumérés dans le Tableau 1-2. Tous modifient une ou plusieurs réactions chimiques ou bien des molécules de l’organisme. De nombreux exemples des bases biochimiques de maladies sont traités dans ce livre. Dans la plupart des pathologies, les études biochimiques contribuent au diagnostic et à la thérapie. Le Tableau 56-1 présente une liste de quelques applications essentielles des investigations biochimiques et des tests de laboratoire en rapport avec des maladies. Le Chapitre 56 décrit de nombreux aspects concernant la biochimie clinique, qui consiste essentiellement à se servir de tests biochimiques comme aide au diagnostic des maladies ainsi qu’à la prise en charge globale de patients présentant diverses pathologies. Le Chapitre 57 illustre encore davantage la relation entre biochimie et maladie et traite de façon plus approfondie les aspects biochimiques de 16 pathologies. Quelques-uns des défis majeurs auxquels la médecine et les sciences biologiques apparentées sont confrontées sont également rapidement esquissés à la fin du Chapitre 57. Pour s’attaquer à ces problèmes, les études biochimiques continueront, comme elles le sont déjà, d’être intimement liées aux études de diverses autres disciplines comme : la génétique, la biologie cellulaire, l’immunologie, la nutrition, la pathologie et la pharmacologie. De nombreux biochimistes se passionnent pour apporter une contribution à la résolution de problèmes clés tels que la survie de l’espèce humaine, mais aussi l’éducation du public pour qu’il apporte

TABLEAU 1-2  Les principales causes des maladies1 1.  Agents physiques : traumatisme mécanique, températures extrêmes, varia­­tions brusques de la pression atmosphérique, radiations, choc électrique. 2. Agents chimiques, y compris certains composés toxiques, des médica­ments, etc. 3.  Agents biologiques : virus, bactéries, champignons, formes supérieures de parasites. 4. Manque d’oxygène : insuffisance d’apport sanguin, baisse de la capacité de fixation de l’oxygène par le sang, empoisonnement des enzymes oxydatives. 5.  Maladies génétiques : congénitales, moléculaires. 6.  Réactions immunologiques : anaphylaxie, maladies autoimmunes. 7.  Déséquilibres nutritionnels : déficits, excès. 8.  Déséquilibres endocriniens : déficit ou hyperproduction d’hormones. Source : Adapté avec autorisation d’après Robbins SL, Cotram RS, Kumar V, The Pathologic Basis of Disease, 3rd ed. Saunders, 1984. Copyright © 1984 Elsevier Inc. Recopié avec l’autorisation de Elsevier.   Note Toutes les causes énumérées agissent en influant sur divers mécanismes biochimiques de la cellule ou de l’organisme.

1

son soutien à l’utilisation de la démarche scientifique pour résoudre les problèmes majeurs (environnementaux et autres par ex.) auxquels nous sommes confrontés.

L’ impact du Projet Génome Humain (PGH ou HGP) en biochimie, en biologie et en médecine Des progrès remarquables ont été accomplis à la fin des années 1990 dans le séquençage du génome humain grâce au projet HGP. Le point d’orgue a été juillet 2000 avec l’annonce par les chefs des deux groupes impliqués dans cette entreprise (International Human Genome Sequencing Consortium et Celera Genomics, une compagnie privée) du séquençage du génome à plus de 90 %. Des ébauches de travail de la séquence ont été publiées au début de 2001. À l’exception de quelques lacunes, la séquence du génome humain a été complétée en 2003, 50 ans après la description de la double hélice d’ADN par Watson et Crick. Les conséquences de ce travail pour la biochimie, la biologie, la médecine et les sciences apparentées sont énormes et nous ne ferons état ici que de quelques points. Il est maintenant possible d’isoler n’importe quel gène et en général, de déterminer sa structure et sa fonction (par exemple par des expériences de séquençage et d’invalidation ou knockout). De nombreux gènes encore inconnus ont été découverts, leurs produits sont déjà identifiés ou en cours d’étude. L’ évolution de l’être humain est apparue sous un jour nouveau et les méthodes de recherche des gènes responsables de maladies se sont énormément améliorées. Il sera fait référence au Projet Génome Humain dans de nombreux chapitres de ce livre. Du fait de la multiplication des ramifications du projet HGP, il est essentiel que le lecteur comprenne les apports majeurs à la compréhension de la physiologie normale et de la pathologie humaines qui sont déjà réalisés ou en cours, grâce aux études des génomes d’organismes modèles, notamment Drosophila melanogaster (la mouche du vinaigre) et Caenorhabditis elegans (un ver nématode). Cela a été clairement précisé par Bruce Alberts (2010) qui s’est fait l’écho des impressionnants progrès récents accomplis dans le déchiffrement des génomes de ces deux organismes. Du fait de la possibilité de manipuler expérimentalement ces organismes et de leurs temps de génération courts, il est possible de progresser relativement rapidement dans la compréhension de la fonction normale de leurs gènes, et aussi de comprendre comment des anomalies de leurs gènes entraînent des maladies. On espère que ces progrès puissent se traduire par des approches bénéfiques pour l’être humain. Selon Alberts, « aussi invraisemblable que cela puisse paraître, les recherches futures sur les drosophiles et les vers nous fourniront souvent la voie la plus courte et la plus efficace pour soigner les maladies humaines ». Cela s’applique à des pathologies aussi différentes que le cancer et la maladie d’Alzheimer. La Figure 1-2 montre les domaines actuellement en pointe qui se sont développés directement à partir des progrès du séquençage du génome humain, et ceux qui ont bénéficié de ces progrès. De nombreux domaines qualifiés d’omiques ont émergé directement du projet génome humain ; ce sont des études globales des structures et des fonctions des molécules concernées par chacune de ces disciplines. Les définitions de ces disciplines dont la liste figure ci-après sont données dans le glossaire de ce chapitre. Les techniques de transcriptomique et de protéomique permettent d’étudier les produits des gènes (molécules d’ARN et protéines).



CHAPITRE 1  Biochimie et médecine

Transcriptomique

Protéomique

Glycomique

5

Lipidomique Nutrigénomique

Métabolomique Pharmacogénomique

Bioinformatique

PGH (Génomique)

Bioingénierie

Biotechnologies Bioéthique

Biophysique Biologie des cellules souches Nanotechnologies Diagnostics moléculaires

Thérapie génique Biologie des systèmes

Biologie synthétique

FIGURE 1-2  Le Projet Génome Humain (PGH ou HGP) a eu un impact sur bien des disciplines et des domaines de recherche. La biochimie en tant que telle n’est pas indiquée dans cette figure, du fait qu’elle a une existence bien antérieure au démarrage du projet HGP. Par contre, plusieurs des disciplines indiquées (par ex. la bioinformatique, la génomique, la glycomique, la lipidomique, la métabolomique, les diagnostics moléculaires, la protéomique et la transcriptomique) sont des domaines de recherche très actifs des biochimistes.

Un exemple spectaculaire de la vitesse des progrès en transcriptomique est l’explosion des connaissances sur les molécules des petits ARN comme régulateurs de l’activité des gènes. D’autres disciplines de type omiques sont la glycomique, la lipidomique, la métabolomique, la nutrigénomique et la pharmacogénomique. La bioinformatique a concentré beaucoup d’efforts pour permettre de tenir le rythme du flux d’informations générées D’autres secteurs voisins auquel le dynamisme du projet HGP a donné un coup de fouet sont les biotechnologies, la bioingénierie, la biophysique et la bioéthique. Les nanotechnologies sont un domaine actif, elles peuvent, par exemple, offrir de nouvelles méthodes de diagnostic et de traitement des cancers et d’autres maladies. La biologie des cellules souches est actuellement au centre de recherches intenses. La thérapie génique doit encore tenir ses promesses mais il semble probable que cela arrivera tôt ou tard. De nombreux nouveaux tests de diagnostic moléculaire se sont développés en génétique, en microbiologie et en immunologie par exemple, que ce soit pour la recherche ou pour le diagnostic. La biologie des systèmes est aussi en plein essor. La biologie synthétique est peut-être la plus fascinante de toutes. Elle doit permettre de créer des organismes vivants (tout d’abord de petites bactéries par exemple) à partir de matériel génétique in vitro. Il devrait être possible de concevoir ces organismes pour accomplir certaines tâches spécifiques (par exemple l’élimination de pollutions pétrolières). Tout comme dans le cas des cellules souches, ce domaine retiendra tout particulièrement l’attention des spécialistes de bioéthique, entre autres. Beaucoup des sujets qui viennent d’être évoqués seront repris plus loin dans ce livre. Tous ces sujets rendent l’époque actuelle extrêmement passionnante, que ce soit pour les étudiants ou pour ceux qui travaillent dans les domaines biologiques et médicaux. Les résultats de la recherche dans tous les domaines précités auront des retombées extraordinaires en biologie, en médecine et dans les sciences de la santé.

RÉSUMÉ n

n

n

n

n

n

n

La biochimie est la science qui étudie les différentes molécules se trouvant dans les cellules et les organismes vivants, ainsi que leurs réactions chimiques. Comme la vie dépend de réactions biochimiques, la biochimie est devenue le langage commun de toutes les sciences biologiques. La biochimie s’intéresse à toutes les formes de vie, allant des plus simples d’entre elles comme les virus et les bactéries, jusqu’à la complexité des êtres humains. La biochimie, la médecine et les autres sciences du domaine de la santé sont intimement liées. La santé dépend pour toutes les espèces, d’un équilibre harmonieux des réactions biochimiques de l’organisme et les maladies sont le reflet d’anomalies de molécules biologiques, de réactions biochimiques ou de processus biochimiques. Les progrès en biochimie ont éclairé de nombreux domaines de la médecine. Réciproquement, l’étude des maladies a souvent révélé des aspects insoupçonnés de la biochimie. Les approches biochimiques sont souvent fondamentales pour comprendre les causes des maladies et élaborer des traitements appropriés. L’ utilisation judicieuse de divers examens biochimiques en laboratoire fait partie intégrante du diagnostic et du suivi du traitement. De solides connaissances de biochimie et d’autres sciences fondamentales apparentées, sont indispensables à une pratique rationnelle de la médecine et des sciences biomédicales. Les résultats du Projet Génome Humain et de la recherche dans les disciplines connexes auront un impact profond sur l’avenir de la biologie, sur la médecine et les autres sciences du domaine de la santé. L’accent est mis sur l’importance de la recherche génomique sur des organismes modèles comme D. melanogaster et C. elegans dans la compréhension des maladies humaines.

6

CHAPTre 1  Biochimie et médecine

RÉFÉRENCES Alberts B : Model organisms and human health. Science 2010 ; 330 : 1724. Alberts B : Lessons for genomics, Science 2011 ; 331 : 511 (Dans ce numéro de Science et les suivants en février 2011, divers scientifiques s’expriment sur l’importance du dixième anniversaire de la publication de la séquence du génome humain). Cammack R, Attwood T, Campbell P et al (editors) : Oxford Dictionary of Biochemistry and Molecular Biology. 2nd ed. Oxford University Press. 2006. Cooke M. Science for Physicians. Science 2010 ; 329 ; 1573. Feero WG, Guttmacher AE, Collins FS : Genomic medicine-an updated primer. N. Eng J Med 2010 ; 362 ; 2001. Fruton JS : Proteins, Enzymes, Genes : The Interplay of Chemistry and Biology. Yale University Press, 1999. (Retrace l’historique de l’essentiel de la recherche biochimique contemporaine). Garrod AE : Inborn errors of metabolism. (Croonian Lectures.) Lancet 1908 ; 2 : 1, 73, 142, 214. Gibson DG, Glass JI, Lartigue C, et al. Creation of a bacterial cell controlled by a chemically synthesized genome. Science 2010 ; 329 : 52. Kornberg A : Basic research : The lifeline of medicine. FASEB J 1992 ; 6 : 3143. Kornberg A : Centenary of the birth of modern biochemistry. FASEB J 1997 ; 11 : 1209. Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) : Center for Medical Genetics, Johns Hopkins University and National Center for Biotechnology Information, National Library of Medicine, 1997. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim/ (Les numéros attribués aux références dans OMIM seront cités dans les chapitres concernés de ce livre. La consultation de cette collection extensive de maladies ainsi que d’autres articles pertinents (sur des protéines spécifiques, des enzymes, etc.) augmenteront grandement les connaissances du lecteur et sa compréhension des divers sujets évoqués et traités dans cet ouvrage. La version en ligne de OMIM est mise à jour presque quotidiennement. Scriver CR, Beaudet AL, Valle D, et al (editors) : The Metabolic and Molecular Bases of Inherited Disease, 8th ed. McGraw-Hill, 2001 (Ce texte est maintenant disponible en ligne et mis à jour en tant que The Online Metabolic & Molecular Bases of Inherited Disease à l’adresse www.ommbid.com. La souscription d’un abonnement est nécessaire, mais il est possible d’y accéder via une bibliothèque universitaire, celle d’un hôpital ou par d’autres sources). Scherer S : A Short Guide to the Human Genome. CSHL Press, 2008. Weatherall DJ : Systems biology and red cells. N Engl J Med 2011 ; 364 ; 376.

GLOSSAIRE Bioéthique : Domaine de l’éthique s’intéressant à l’application de principes moraux et éthiques en biologie et en médecine. Bioinformatique : Cette discipline aborde la collecte, le stockage et l’analyse des données biologiques, principalement celles des séquences d’ADN et de protéines (voir le Chapitre 10). Bioingénierie : Applications d’ingénierie en biologie et en médecine. Biologie des cellules souches : Une cellule souche est une cellule indifférenciée capable d’autorenouvellement et de différenciation

en n’importe quelle cellule adulte de l’organisme. La biologie des cellules souches s’intéresse à la biologie de ces cellules mais aussi à leur utilisation dans différents contextes pathologiques. Biologie des systèmes : Cette discipline étudie les systèmes biologiques complexes dans leur globalité (s’opposant en cela à l’approche réductionniste, par exemple celle de la biochimie traditionnelle). Biologie synthétique : Ce domaine combine les techniques de biologie moléculaire à des approches d’ingénierie pour construire de nouvelles fonctions et de nouveaux systèmes biologiques. Biophysique : Elle applique la physique et ses techniques à la biologie et à la médecine. Biotechnologies : Ce domaine combine des approches de biochimie et d’ingénierie, entre autres, pour élaborer des produits biologiques utiles en médecine ou pour des applications industrielles. Diagnostic moléculaire : Il utilise des approches moléculaires (par exemple, des sondes d’ADN) comme aide au diagnostic de diverses pathologies biochimiques, génétiques, immunologiques, microbiologiques et d’autres. Génomique : Le génome est l’ensemble des gènes d’un organisme (par exemple, le génome humain), la génomique est l’étude approfondie des structures et des fonctions des génomes (voir au Chapitre 10 notamment mais ailleurs également). Glycomique : Le glycome est l’ensemble des glucides simples et complexes d’un organisme. La glycomique est l’étude systématique des structures et des fonctions des glycomes (par exemple, le glycome humain abordé au Chapitre 47). Lipidomique : Le lipidome est l’ensemble des lipides d’un organisme. La lipidomique est l’étude approfondie des structures et des fonctions de tous les composants du lipidome et de leurs interactions, dans l’état normal ou pathologique. Métabolomique : Le métabolome est l’ensemble des métabolites (les petites molécules participant au métabolisme) d’un organisme. La métabolomique est l’étude approfondie de leurs structures, de leurs fonctions et de leurs changements dans différentes conditions métaboliques. Nanotechnologies : Développement et utilisation en médecine et dans d’autres domaines d’appareils (comme des nanocapsules, voir le glossaire du Chapitre 55) qui ont une taille de seulement quelques nanomètres (10–9m = 1 nm). Nutrigénomique : C’est l’étude systématique des effets des aliments sur l’expression génétique mais aussi des effets de la variabilité génétique sur l’utilisation des aliments. Pharmacogénomique : Elle utilise l’information et les techniques de la génomique pour optimiser la découverte et le développement de cibles pharmacologiques et de médicaments (voir au Chapitre 54). Protéomique : Le protéome est l’ensemble des protéines d’un organisme. La protéomique est l’étude systématique des structures et des fonctions des protéomes, y compris de leurs variations physiologiques et pathologiques (voir au Chapitre 4). Thérapie génique : Elle consiste à utiliser des gènes modifiés par génie génétique dans le traitement de diverses maladies (voir au Chapitre 39). Transcriptomique : Le transcriptome est l’ensemble des ARN transcrits à partir du génome à un instant donné. La transcriptomique est l’étude exhaustive de l’expression génique au niveau de l’ARN (voir notamment le Chapitre 36, mais d’autres également).

C

Eau et pH Peter J. Kennely, PhD et Victor W. Rodwell, PhD

O B J E C T i f s

■

L’étude de ce chapitre vous permettra :

■

■

■

■

■

■

■

h

2 a

p

I

T

R

De décrire les propriétés de l’eau responsables de sa tension superficielle, de sa viscosité, de son état liquide à température ambiante et de son pouvoir de solvant. D’utiliser des formules structurales pour représenter différents composés organiques servant de donneurs ou d’accepteurs de liaisons hydrogène. D’expliquer le rôle de l’entropie dans l’orientation, dans un environnement aqueux, des régions polaires et non polaires des macromolécules. D’indiquer les contributions quantitatives des ponts salins, des interactions hydrophobes et des forces de van der Waals dans la stabilité des macromolécules. D’expliquer la relation du pH avec l’acidité, l’alcalinité et les déterminants quantitatifs qui caractérisent les acides faibles ou forts. De calculer la variation de pH consécutive à l’addition d’une quantité donnée d’un acide ou d’une base dans une solution tamponnée. De décrire ce que font les tampons, leur mode d’action et les conditions dans lesquelles un tampon est le plus efficace, que ces conditions soient physiologiques ou non. D’illustrer comment l’équation d’Henderson-Hasselbalch peut servir à calculer la charge nette d’un polyélectrolyte à un pH donné.

E

8

CHAPITRE 2  Eau et pH

IMPORTANCE BIOMÉDICALE L’ eau est le composant chimique prédominant des organismes vivants. Ses propriétés physiques uniques, dont la capacité de solu­ biliser une large gamme de molécules organiques et inorganiques découlent de sa structure dipolaire et de son exceptionnelle capa­ cité à former des liaisons hydrogène. La façon dont l’eau interagit avec une biomolécule solubilisée influence leur structure à toutes deux. En tant qu’excellent nucléophile, l’eau est un réactif ou un produit de beaucoup de réactions métaboliques. La régulation de l’équilibre hydrique dépend des mécanismes hypothalamiques con­ trôlant la soif, de l’hormone antidiurétique (ADH), de la rétention ou de l’excrétion de l’eau par les reins et des pertes par évaporation. Le diabète insipide néphrogène, impliquant une incapacité à con­centrer les urines ou à répondre à des changements subtils de l’osmolarité du liquide extracellulaire, résulte d’une incapacité des récepteurs osmorégulateurs des tubules rénaux à répondre à la présence d’ADH. L’eau a une légère tendance à se dissocier en ions hydroxyles et en protons. La concentration en protons, ou acidité des solu­ tions aqueuses est en général exprimée à l’aide d’une échelle loga­ rithmique de pH. Le bicarbonate et d’autres systèmes tampons maintiennent normalement le pH des fluides extracellulaires entre 7,35 et 7,45. Les perturbations éventuelles de l’équilibre acido-basique sont confirmées par mesure du pH du sang artériel et la teneur en CO2 du sang veineux. Parmi les causes d’acidose (pH sanguin < 7,35) se trouvent l’acidocétose diabétique et l’aci­ dose lactique. L’ alcalose (pH > 7,45) peut, par exemple, être con­ sécutive au vomissement du contenu acide de l’estomac.

L’ EAU EST un SOLVANT BIOLOGIQUE IDÉAL Les molécules d’eau forment des dipôles La molécule d’eau est un tétraèdre irrégulier, légèrement déporté, ayant un atome d’oxygène en son centre (Figure 2-1). Les deux atomes d’hydrogène et les électrons non partagés sur les deux orbitales sp3 hybridées occupent les sommets du tétraèdre. L’ angle de 105 degrés entre les deux atomes d’hydrogène est légèrement inférieur à l’angle tétraédrique parfait de 109,5 degrés. L’ ammo­ niac est également tétraédrique avec un angle de 107 degrés entre ses atomes d’hydrogène. L’ atome d’oxygène, fortement électroné­ gatif dans l’eau, attire les électrons des noyaux d’hydrogène, leur conférant une charge positive partielle tandis que ses deux paires d’électrons non partagées constituent une région de charge néga­ tive locale.

Une molécule avec des charges électriques distribuées de façon asymétrique autour de sa structure est qualifiée de dipôle. L’ eau fortement dipolaire a une constante diélectrique élevée. Selon la description quantitative par la loi de Coulomb, la force d’interaction F entre des particules de charges opposées est inverse­ ment proportionnelle à la constante diélectrique ε du milieu envi­ ronnant. La constante diélectrique dans le vide vaut 1, elle vaut 1,9 pour l’hexane, 24,3 pour l’éthanol et 78,5 pour l’eau. L’ eau diminue donc fortement les forces d’attraction entre les entités chargées et polaires par comparaison à des milieux anhydres ayant des con­ stantes diélectriques inférieures. Son fort caractère dipolaire et sa constante diélectrique élevée permettent à l’eau de dissoudre de grandes quantités de composés chargés comme les sels.

Les molécules d’eau forment des liaisons hydrogène Un noyau d’hydrogène relativement non protégé en raison de sa liaison covalente à un atome d’oxygène ou d’azote qui attire son électron, peut interagir avec une paire d’électrons non partagés d’un autre atome d’oxygène ou d’azote pour former une liaison hydrogène. Les molécules d’eau présentant ces deux propriétés, les liaisons hydrogène favorisent l’auto-association des molécules d’eau en rangs ordonnés (Figure 2-2). Les liaisons hydrogène influ­ encent profondément les propriétés physiques de l’eau et expli­ quent sa viscosité, sa tension superficielle et son point d’ébullition exceptionnellement élevés. En moyenne, chaque molécule d’eau liquide est associée à 3,5 autres par des liaisons hydrogène. Ces liaisons sont en même temps assez faibles et transitoires, avec une demi-vie de quelques nanosecondes ou moins. La rupture d’une liaison hydrogène d’eau liquide demande environ 4,5 kcal/mol, soit moins de 5  % de l’énergie nécessaire pour rompre une liaison covalente O—H. Les liaisons hydrogène permettent à l’eau de dissoudre de nom­ breuses biomolécules organiques contenant des groupements fonc­ tionnels capables de participer à des liaisons hydrogène. Les atomes d’oxygène des aldéhydes, des cétones et des amides fournissent ainsi des paires d’électrons pouvant servir d’accepteurs d’hydrogène. Les alcools, les acides carboxyliques et les amines peuvent servir à la fois d’accepteurs et de donneurs d’atomes d’hydrogène rela­ tivement non protégés pour la formation de liaisons hydrogène (Figure 2-3).

H

H

2e

H

H O

H

H H O O H O H

O

H H

2e H 105° H

FIGURE 2-1  Structure tétraédrique de la molécule d’eau.

H

O

O

H

H

FIGURE 2-2  À gauche : Association de deux molécules d’eau par une liaison hydrogène (ligne pointillée). À droite : Groupe de quatre molécules d’eau liées par des liaisons hydrogène. Notons qu’une molécule d’eau peut servir en même temps de donneur et d’accepteur d’hydrogène.



CHAPITRE 2  Eau et pH

TABLEAU 2-1  Énergies de liaison d’atomes d’importance

H CH3

CH2

O

H

biologique

O H H

CH3

CH2

O

H

O CH2

C R

I

CH3

R II

R O

H

9

N R

III

FIGURE 2-3  D’autres groupements polaires participent à la formation de liaisons hydrogène. Formation de liaisons hydrogène entre un alcool et l’eau, entre deux molécules d’éthanol ainsi qu’entre l’oxygène d’un groupement carbonyle d’une liaison peptidique et l’hydrogène d’un groupement amine d’une liaison peptidique provenant d’un acide aminé adjacent.

Type de liaison

Énergie (kcal/mol)

Type de liaison

Énergie (kcal/mol)

O—O

34

O==O

  96

S—S

51

C—H

  99

C—N

70

C==S

108

S—H

81

O—H

110

C—C

82

C==C

147

C—O

84

C==N

147

N—H

94

C==O

164

Les interactions hydrophobes

L’ INTERACTION AVEC L’ EAU INFLUENCE LA STRUCTURE DES BIOMOLÉCULES Les liaisons, covalentes ou non, stabilisent les molécules biologiques La liaison covalente est la plus puissante des forces qui maintien­ nent les molécules ensemble (Tableau 2-1). Les forces non cova­ lentes, bien que d’une magnitude inférieure, contribuent de façon significative à la structure, la stabilité et à la compétence des macromolécules dans les cellules vivantes. Ces forces, qu’elles soient attractives ou répulsives, comprennent des interactions au sein des biomolécules et avec l’eau qui est le principal composant du milieu environnant.

Le repliement des biomolécules place les groupements polaires et chargés en surface La plupart des biomolécules sont amphipathiques ou amphiphiles, c’est-à-dire qu’elles possèdent des régions riches en groupe­ ments chargés ou polaires et des régions à caractère hydrophobe. Les protéines ont tendance à se replier avec le groupe R des acides aminés à chaîne latérale hydrophobe vers l’intérieur. Les acides aminés à chaîne latérale chargée ou polaire (par exemple : l’arginine, le glutamate et la sérine) se trouvent généralement en surface, en contact avec l’eau. Une disposition similaire se retrouve dans les bicouches phospholipidiques, où les têtes chargées de phosphati­ dyl-sérine ou de phosphatidyl-éthanolamine sont au contact de l’eau tandis que les chaînes hydrophobes acyles gras se regroupent en excluant l’eau. Cette disposition optimise les possibilités de for­ mer des interactions de liaison énergétiquement favorables de type charge-dipôle, dipôle-dipôle et hydrogène entre les groupements polaires de la biomolécule et l’eau. Cette disposition minimise éga­ lement les contacts défavorables, du point de vue énergétique, entre l’eau et les groupements hydrophobes.

Le terme d’« interactions hydrophobes » se réfère à la tendance à l’auto-association de composés non-polaires dans un environne­ ment aqueux. Cette auto-association n’est due ni à l’attraction mutuelle ni à ce qu’on appelle parfois incorrectement des « liai­ sons hydrophobes ». L’ auto-association minimise l’interruption des interactions favorables du point de vue énergétique entre les molécules d’eau environnantes. Alors que les atomes d’hydrogène de groupements non polai­ res comme les groupements méthylènes des hydrocarbures ne for­ ment pas de liaisons hydrogène, ils affectent la structure de l’eau qui les entoure. Les molécules d’eau situées à côté d’un groupement hydrophobe sont restreintes dans le nombre d’orientations (degrés de liberté) leur permettant d’établir un nombre maximum de liaisons hydrogène favorables du point de vue énergétique. La formation optimale de liaisons hydrogène multiples, qui assure une enthalpie maximale, ne peut être maintenue qu’en augmen­ tant l’ordre des molécules d’eau adjacentes, ce qui s’accompagne d’une diminution de l’entropie. Selon la deuxième loi de la thermodynamique, l’énergie libre optimale d’un mélange eau-hydrocarbure est une fonction du maximum d’enthalpie (par liaisons hydrogène) et du minimum d’entropie (degrés maximum de liberté). Aussi, les molécules non polaires tendent-elles à former des gouttelettes avec un minimum de surface exposée pour réduire le nombre de molécules d’eau dont la liberté de mouvement est affectée. Pour la même raison, dans le milieu aqueux des cellules vivantes, les parties hydro­ phobes des biopolymères ont tendance à se trouver enfouies au sein de la structure de la molécule ou dans une bicouche lipidique pour minimiser le contact avec l’eau.

Les interactions électrostatiques Les interactions entre groupements chargés contribuent à la forme des biomolécules. Les interactions électrostatiques entre des groupements de charges opposées au sein d’une biomolécule ou entre deux d’entre elles sont appelées ponts salins ou liaisons salines. Les ponts salins ont une force comparable à celle des liai­ sons hydrogène mais sont capables d’agir à plus longue distance. C’est pourquoi ils facilitent souvent la liaison de molécules chargées et d’ions, aux protéines et aux acides nucléiques.

CHAPITRE 2  Eau et pH

Énergie d’interaction (kcal ∙ mol–1)

10

0,50 0,25 0 –0,25

A

–0,50 3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

R (Å)

FIGURE 2-4  La force des interactions de van der Waals varie avec la distance, R, entre les espèces en interaction. La force de l’interaction entre les espèces augmente lorsque la distance entre elles diminue, jusqu’à ce qu’elle atteigne la distance de contact de van der Waals (flèche annotée d’un A). La répulsion due à l’interaction entre les électrons de chacun des atomes de la molécule intervient alors. Bien que les interactions de van der Waals prises isolément soient extrêmement faibles, leur effet cumulé est néanmoins important pour des macromolécules comme l’ADN et les protéines où de nombreux atomes sont en contact étroit.

dits électrophiles. Les nucléophiles et les électrophiles ne possè­ dent pas forcément une charge formelle négative ou positive. L’ eau, avec ses deux paires d’électrons sp3 disponibles, qui renfer­ ment une charge négative partielle (Figure 2-1), est un excellent nucléophile. Parmi les autres nucléophiles importants du point de vue biologique, citons : les atomes d’oxygène des phosphates, des alcools et des acides carboxyliques, le soufre des thiols, l’azote des amines et le cycle imidazole de l’histidine. Les électrophiles cou­ rants comprennent les atomes de carbone des groupements car­ bonyles des amides, des esters, des aldéhydes et des cétones, et les atomes de phosphore des phosphoesters. L’ attaque nucléophile par l’eau entraîne généralement le cli­ vage de liaisons amides, glycosidiques ou esters qui assurent la cohésion des biopolymères. Il s’agit d’une réaction d’hydrolyse. Inversement, quand des unités monomériques sont assemblées pour former un biopolymère comme une protéine ou du glycogène, il y a production d’eau comme cela est illustré ci-dessous dans le cas d’une liaison peptidique entre deux acides aminés.

Les forces de van der Waals Elles résultent de l’attraction entre des dipôles transitoires générés par le mouvement rapide des électrons au niveau de tous les atomes neutres. Elles sont significativement plus faibles que les liaisons hydrogène mais potentiellement extrêmement nombreuses. Elles décroissent comme la puissance six de la distance entre les atomes (Figure 2-4). Elles agissent donc à très faible distance, en général de l’ordre de 2 à 4 Å.

De nombreuses forces stabilisent les macromolécules biologiques La double hélice d’ADN illustre la contribution des diverses forces à la structure des macromolécules biologiques. Alors que les ato­ mes de chaque brin d’ADN sont assemblés par des liaisons cova­ lentes, les deux brins tiennent ensemble uniquement grâce à des  interactions non covalentes. Ces dernières comportent des liaisons hydrogène entre les bases des nucléotides (appariements de bases Watson-Crick) et des interactions de van der Waals entre les bases puriques et pyrimidiques empilées. La double hélice expose les groupements phosphates chargés et les groupements hydroxyles polaires des molécules de riboses de son squelette, au contact de l’eau alors que les bases relativement hydrophobes des nucléotides sont enfouies à l’intérieur. L’ étirement du squelette augmente au maximum la distance entre les charges négatives des phosphates, minimisant ainsi les inter­actions électrostatiques défavorables.

L’ EAU EST UN EXCELLENT NUCLÉOPHILE Les réactions métaboliques impliquent souvent l’attaque de paires d’électrons disponibles situées sur des molécules riches en élec­ trons, dites nucléophiles, sur des atomes pauvres en électrons

Bien que l’hydrolyse soit une réaction thermodynamiquement favorable, les liaisons amide et phosphoester des polypeptides et des oligonucléotides sont stables dans le milieu aqueux cellulaire. Ce paradoxe apparent reflète le fait que les règles thermodynami­ ques qui régissent l’équilibre d’une réaction n’influencent pas la vitesse de celle-ci. Dans la cellule, des protéines catalyseurs, les enzymes, augmentent la vitesse des réactions d’hydrolyse quand c’est nécessaire. Les protéases catalysent l’hydrolyse des protéines en leurs composants élémentaires, les acides aminés, tandis que les nucléases catalysent l’hydrolyse les liaisons phosphoesters de l’ADN ou de l’ARN. Un contrôle strict de l’activité de ces enzymes est nécessaire pour qu’elles n’agissent que sur des cibles moléculai­ res appropriées et au bon moment.

De nombreuses réactions métaboliques impliquent le transfert d’un groupement Dans de nombreuses réactions enzymatiques de synthèse ou de dégradation de biomolécules, il y a transfert d’un groupement G, d’un donneur D à un accepteur A, pour aboutir à la formation d’un complexe accepteur A-G : D−G + a  a −G + D



CHAPITRE 2  Eau et pH

L’hydrolyse et la phosphorolyse du glycogène, par exemple, impliquent le transfert de groupements glycosyles sur une molé­ cule d’eau ou d’orthophosphate. La constante d’équilibre des réac­ tions d’hydrolyse de liaisons covalentes favorise fortement la formation des produits de scission. Inversement, dans de nom­ breux cas, les réactions de transfert de groupements lors de la biosynthèse de macromolécules impliquent la formation de liai­ sons covalentes, défavorable du point de vue thermodynamique. Les catalyseurs enzymatiques jouent un rôle critique pour franchir cette barrière, par leur capacité de couplage entre deux réactions normalement distinctes. Le couplage d’une réaction de transfert de groupe défavorable du point de vue énergétique à une réaction thermodynamiquement favorable, comme l’hydrolyse d’ATP, génère une nouvelle réaction couplée dont la variation globale d’énergie libre est en faveur de la synthèse du biopolymère. Étant donné le caractère nucléophile de l’eau, et sa forte con­ centration dans les cellules, comment expliquer la relative stabi­ lité des biopolymères comme les protéines et l’ADN, et comment leur synthèse peut-elle s’effectuer en milieu aqueux, apparem­ ment favorable à l’hydrolyse ? Les propriétés des enzymes sont la clef de l’énigme. En l’absence de catalyse enzymatique, même les réactions fortement favorables, d’un point de vue thermodyna­ mique, ne se produisent pas forcément rapidement. Un contrôle précis et différentiel de l’activité des enzymes ainsi que leur séquestration dans des organites spécifiques déterminent les con­ ditions physiologiques dans lesquelles un biopolymère donné sera synthétisé ou dégradé. Les polymères nouvellement synthétisés ne sont pas immédiatement hydrolysés, grâce au fait que les sites actifs des enzymes biosynthétiques séquestrent leurs substrats dans un environnement dont l’eau peut être exclue.

Les molécules d’eau ont une légère tendance, physiologiquement importante, à se dissocier La capacité d’ionisation de l’eau, bien que faible, est d’une impor­ tance biologique capitale. Comme l’eau peut agir à la fois comme acide et comme base, son ionisation peut être représentée par le transfert intermoléculaire d’un proton, pour former un ion hydronium (H3O+) et un ion hydroxyle (OH–) : H2O + H2O  H3O + + OH−

Le proton transféré est en réalité associé à un groupe de molécules d’eau. Les protons se trouvent en solution non seulement sous forme de H3O+, mais aussi sous forme de molécules multimé­ri­ ques de type H5O2+ ou H7O3+. On a pourtant l’habitude de représen­ ter ce proton par « H+ », bien qu’il soit en fait fortement hydraté. Comme les ions hydronium et hydroxyle se réassocient con­ tinuellement pour former des molécules d’eau, on ne peut affirmer si un atome individuel d’hydrogène ou d’oxygène est présent sous forme d’ion ou bien s’il fait partie d’une molécule d’eau. À un instant donné, il existe sous forme d’ion et l’instant d’après il fait partie d’une molécule d’eau. Aussi ne considère-t-on pas des ions ou des molécules individuelles. On considère en fait la probabilité qu’à un instant donné un atome d’hydrogène donné soit présent sous forme d’ion ou intégré à une molécule d’eau. Puisqu’un gramme d’eau contient 3,46 × 1022 molécules, l’ionisation de l’eau peut être décrite en termes statistiques. Dire que la probabilité qu’a un atome d’hydrogène d’exister sous forme d’ion est de 0,01 signi­ fie qu’un atome d’hydrogène a une chance sur 100 d’être un ion et 99 chances sur 100 de se retrouver dans une molécule d’eau. La

11

probabilité réelle qu’a un atome d’hydrogène dans l’eau pure d’exister sous forme d’ion est approximativement de 1,8  ×  10–9. Par conséquent, la probabilité qu’il a de faire partie d’une molécule est donc proche de 1. Ceci peut s’énoncer d’une autre façon : pour chaque ion hydrogène et pour chaque ion hydroxyle dans l’eau pure, il y a 1,8 milliards, soit 1,8  ×  109, molécules d’eau. Néan­ moins, les ions hydrogène et hydroxyle contribuent de façon sig­ nificative aux propriétés de l’eau. La dissociation de l’eau s’exprime ainsi : K =

⎡⎣H+ ⎤⎦ ⎡⎣OH− ⎤⎦ [H2O]

où les termes entre crochets représentent les concentrations molaires (plus exactement les activités molaires) et K, la cons­tante de dissociation. Comme une mole (mol) d’eau pèse 18 g. Un litre (L), soit 1000 g d’eau, contient donc, 1000/18 = 55,56 moles. Par con­séquent, la concentration molaire de l’eau pure est de 55,56. Comme la probabilité qu’un hydrogène existe dans l’eau pure sous forme d’ion H+ est de 1,8 × 10–9, la concentration molaire des ions H+ (ou des ions OH–) dans l’eau pure se calcule en multipliant la pro­babi­lité, 1,8  ×  10–9, par la concentration molaire de l’eau, 55,56 mol/L. Le résultat est de 1,0 × 10–7 mol/L. Nous pouvons maintenant calculer la valeur de K pour l’eau pure K =

⎡⎣H + ⎤⎦ ⎡⎣OH − ⎤⎦ ⎡⎣10 −7 ⎤⎦ ⎡⎣10 −7 ⎤⎦ = [55.56] [H 2O ]

= 0.018 × 10 −14 = 1.8 × 10 −16 mol/L

La concentration molaire de l’eau (55,56  mol/L) est trop forte pour être significativement modifiée par la dissociation. Par conséquent, il est pratique de la considérer comme une constante. Cette constante peut donc être intégrée à la constante de dissocia­ tion, K, donnant ainsi une nouvelle constante, Kw, appelée produit ionique de l’eau. La relation entre Kw et K est la suivante : K =

⎡⎣H+ ⎤⎦ ⎡⎣OH− ⎤⎦ = 1.8 × 10 −16 mol/L [H2O]

K w = (K ) [H2O ] = ⎡⎣H+ ⎤⎦ ⎡⎣OH− ⎤⎦

(

)

= 1.8 × 10 −16 mol/L (55.56 mol/L ) = 1.00 × 10 −14 (mol/L )

2

On notera que K est exprimée en moles par litre alors que Kw est en moles2 par litre2. Comme son nom l’indique, le produit ioni­ que Kw est numériquement égal au produit des concentrations molaires d’H+ et d’OH– : K w = ⎡⎣H+ ⎤⎦ ⎡⎣OH− ⎤⎦

À 25 °C, Kw =  (10–7)2, c’est-à-dire 10–14 (mol/L)2. Aux températu­ res inférieures à 25 °C, la valeur de Kw  est légèrement plus petite que 10–14, et aux températures supérieures à 25 °C, elle est légère­ ment plus grande que 10–14. Si l’on néglige ces effets de la tempé­ rature, Kw  =  10–14 (mol/L)2 pour toutes les solutions aqueuses, même celles qui contiennent des acides ou des bases. Nous utili­ serons cette constante Kw dans le calcul des valeurs du pH des solutions acides ou basiques.

12

CHAPITRE 2  Eau et pH

LE pH EST LE LOG NÉGATIF DE LA CONCENTRATION EN IONS HYDROGÈNE

Pour résoudre le problème par cette approche, on calcule pOH : [OH–] = 4,0 × 10–4 pOH = – log [OH–] = – log (4,0 × 10–4) = – log (4,0) – log (10–4) = – 0,60 + 4,0 = 3,4

En 1909, Sörensen a introduit la dénomination de pH, qu’il défi­ nit comme la valeur négative du logarithme de la concentration en ions hydrogène : pH = − log ⎡⎣H+ ⎤⎦

Cette définition, bien que non rigoureuse, est suffisante pour la plupart des usages en biochimie. Ainsi, pour calculer le pH d’une solution : 1. Calculer la concentration des ions hydrogène, [H+]. 2. Calculer le logarithme en base 10 de [H+]. 3. Le pH est la valeur négative de celle trouvée à l’étape 2. Par exemple, pour l’eau pure à 25 °C, pH = – log [H+] = – log 10–7 = -(-7) = 7,0

Cette valeur est également appelée power (en anglais), puissance (en français) ou potenz (en allemand) de l’exposant, d’où l’utilisa­ tion du symbole « p ». Des valeurs de pH faibles correspondent à des concentrations élevées en H+ et les valeurs de pH élevées à des concentrations faibles en H+. Les acides sont des donneurs de protons et les bases sont des accepteurs de protons. Les acides forts (par exemple : HCl, H2SO4) se dissocient totalement en anions et en cations, même dans des solutions fortement acides (à pH faible). Les acides faibles ne se dissocient que partiellement dans des solutions acides. De même, les bases fortes (par exemple KOH, NaOH) au contraire des bases faibles (par exemple : Ca[OH]2), sont totalement dissociées même à pH élevé. De nombreux composés biochimiques sont des acides faibles. Parmi les exceptions, notons les intermédiaires phospho­ rylés dont le groupement phosphoryle possède deux protons dissociables, dont le premier est fortement acide. Les exemples suivants illustrent la façon de calculer le pH des solutions acides et des solutions basiques. Exemple 1 : Quel est le pH d’une solution dont la concentra­ tion en ions hydrogène est de 3,2 × 10–4 mol/L ? pH = – log [H+] = – log (3,2 × 10–4) = – log (3,2) – log(10–4) = – 0,5 + 4,0 = 3,5



Exemple 2 : Quel est le pH d’une solution dont la concentra­ tion en ions hydroxyles est de 4,0 × 10–4 mol/L ? Pour aborder ce problème, il faut d’abord définir une quantité, pOH, qui est égale à –log[OH–] et qui peut être dérivée de la définition de Kw : Kw = [H+][OH–] = 10–14

Donc : log [H+] + log [OH–] = log 10-14

Ou encore pH + pOH = 14

Donc : pH = 14 – pOH = 14 – 3,4 = 10,6

Les exemples ci-dessus illustrent comment l’échelle loga­ rithmique de pH facilite la notation et la comparaison des con­ centrations en ions hydrogène différant de plusieurs ordres de grandeurs, à savoir 0,00032 M (à pH 3,5) contre 0,000000000025 M (à pH 10,6). Exemple 3 : Quelles sont les valeurs de pH de (a) KOH à 2,0 × 10–2 mol/L et de (b) KOH à 2,0 × 10–6 mol/L ? Les OH– pro­ viennent de deux sources distinctes : KOH et l’eau. Comme le pH est déterminé par la concentration [H+] totale (et le pOH par la concentration [OH–] totale), il faut tenir compte des deux sour­ ces. Dans le premier cas (a), la contribution de l’eau à [OH–] totale est négligeable. On ne peut pas en dire autant dans le deuxième cas (b) : Concentration (mol/L) (a)

(b)

  Molarite de KOH

2.0 × 10–2

2.0 × 10–6

  [OH–] due à KOH

2.0 × 10–2

2.0 × 10–6

  [OH–] due à l’eau

1.0 × 10–7

1.0 × 10–7

2.00001 × 10–2

2.1 × 10–6

  [OH–] totale

Dès qu’une décision est retenue quant à l’importance de la contri­ bution de l’eau, le pH peut être calculé comme ci-dessus. Dans les exemples précédents, on a fait l’hypothèse que la base forte KOH est complètement dissociée en solution et que la concentration molaire des ions OH– est alors égale à la concentra­ tion molaire de KOH augmentée de la concentration [OH–] ini­ tialement présente dans l’eau. Cette hypothèse est valable pour les solutions relativement diluées de bases fortes ou d’acides forts, mais pas pour les solutions de bases faibles ou d’acides faibles. Comme ces électrolytes faibles se dissocient peu en solution, il faut d’abord calculer, en utilisant la constante de dissociation, la concentration [H+] (ou [OH–]) obtenue pour un acide (ou une base) à une certaine molarité, avant de calculer la valeur de [H+] totale (ou celle de [OH–] totale), et par la suite le pH.

Les groupements fonctionnels qui correspondent à des acides faibles ont une grande signification physiologique De nombreux composés biochimiques possèdent des groupe­ ments fonctionnels qui sont des acides faibles ou des bases faibles. Les groupes carboxyles, amino, ou esters de phosphate, dont le



CHAPITRE 2  Eau et pH

phosphate secondaire se dissocie à pH physiologique, sont pré­ sents dans les protéines et les acides nucléiques, ainsi que dans la plupart des coenzymes et des métabolites intermédiaires. La connaissance du comportement de dissociation des acides et des bases faibles est donc essentielle à la compréhension de l’influence du pH intracellulaire sur la structure et sur l’activité biologique de ces composés. Leur séparation par électrophorèse et chromato­ graphie d’échange d’ions est basée sur leur charge et se comprend donc mieux en la rapportant au comportement de dissociation de leurs groupements fonctionnels Nous appelons acide la forme protonée d’un acide (par exem­ ple HA ou R—NH3+), et la forme non protonée (comme A– ou R—NH2) est sa base conjuguée. De la même façon, nous pou­ vons parler d’une base (comme A– ou R—NH2) et de son acide conjugué (HA ou R—NH3+, par exemple). Ci-dessous figurent quelques acides faibles représentatifs (à gauche), leurs bases conjuguées (au centre), et les valeurs de pKa (à droite) : R ⎯ CH2 ⎯ COOH R ⎯ CH2 ⎯ NH3

+

R ⎯ CH2 ⎯ COO −

pK a = 4 − 5

R ⎯ CH2 ⎯ NH2

pK a = 9 − 10

−

H2CO3

HCO 3

H2PO 4 −

HPO 4 − 2

ou quand

[R ⎯ NH2 ] = ⎡⎣R ⎯ NH3+ ⎤⎦ alors Ka = [H+]

En d’autres termes, quand les espèces associée (protonée) et dis­ sociée (base conjuguée) sont présentes en concentrations égales, la concentration de l’ion hydrogène [H+] est numériquement égale à la constante de dissociation Ka. Si on prend le logarithme des deux membres de l’équation présentée ci-dessus et qu’on les multiplie par –1, alors les expressions deviennent :

pK a = 7, 2

− log K a = − log ⎡⎣H+ ⎤⎦

⎡⎣R ⎯ COO − ⎤⎦ ⎡⎣H+ ⎤⎦ [R ⎯ COOH]

R ⎯ΝΗ 3 + � R ⎯ΝΗ 2 + H+ Ka =

⎡⎣R ⎯ COO − ⎤⎦ = [R ⎯ COOH]

K a = ⎡⎣H+ ⎤⎦

R ⎯ COOH � R ⎯ COO − + H+ Ka =

À partir des équations précédentes qui relient Ka à [H+] et aux concentrations de l’acide non dissocié et de sa base conjuguée, notons que lorsque

p K a = 6 ,4

La force relative des acides et des bases faibles est exprimée quan­ titativement par leurs constantes de dissociation. Les expressions des constantes de dissociation acide (Ka) sont montrées ci-dessous pour deux acides faibles représentatifs R—COOH et R—NH3+.

[R ⎯ΝΗ 2 ] ⎡⎣H+ ⎤⎦ ⎡⎣R ⎯ΝΗ 3 + ⎤⎦

Comme les valeurs numériques de Ka pour les acides faibles sont des nombres exponentiels négatifs, il est justifié d’exprimer Ka sous forme de pKa, où pKa = – log Ka

Notons que le pKa est relié à Ka de la même façon que le pH est relié à [H+]. Plus l’acide est fort, plus la valeur de son pKa est faible. Le pKa sert à exprimer la force relative, aussi bien des acides que des bases. Chaque acide faible, possède une base forte conju­ guée. De même, chaque base forte a un acide faible conjugué. La force relative des bases est exprimée par le pKa de leurs acides conjugués. Dans le cas de composés polyprotiques, qui contien­ nent plusieurs protons dissociables, on assigne un indice numéri­ que à chacun, cet indice correspond à l’ordre décroissant d’acidité. Pour une dissociation du type : R ⎯ NH3+ → R ⎯ NH2 + H+

le pKa est le pH auquel la concentration de l’acide R—NH3+ est égale à celle de la base R—NH2.

13

Puisque, par définition, –log Ka est appelé pKa et que –log [H+] est le pH, l’équation peut s’écrire sous la forme suivante : pKa = pH c’est-à-dire que le pKa d’un groupement acide est le pH pour lequel les formes protonée et déprotonée sont présentes en concentration égale. Le pKa d’un acide peut être déterminé expé­ rimentalement par l’addition de 0,5 équivalent de base par équi­ valent d’acide. Le pH obtenu correspond au pKa de cet acide.

Le comportement des acides faibles et des tampons est décrit par l’équation d’Henderson-Hasselbalch La dérivée de l’équation d’Henderson-Hasselbalch est donnée ci-dessous. Un acide faible s’ionise comme suit : HA � H+ + A −

La constante d’équilibre de cette dissociation s’écrit : Ka =

⎡⎣H+ ⎤⎦ ⎡⎣A − ⎤⎦ [HA ]

Par produits croisés on obtient ⎡⎣H+ ⎤⎦ ⎡⎣A − ⎤⎦ = K a [HA ]

On divise des deux côtés par [A–] :

[HA ] ⎡⎣H+ ⎤⎦ = K a − ⎡⎣A ⎤⎦

CHAPITRE 2  Eau et pH

mEq d’alcali ajouté par mEq d’acide

On prend le log des deux côtés : ⎛ [HA ] ⎞ log ⎡⎣H+ ⎤⎦ = log ⎜ K a − ⎟ ⎝ ⎡⎣A ⎤⎦ ⎠ = log K a + log

[HA ] ⎡⎣A − ⎤⎦

On multiplie les deux côtés par –1 : − log ⎡⎣H+ ⎤⎦ = − log K a − log

[HA ]

⎡⎣A − ⎤⎦

⎡⎣ A − ⎤⎦ pH = pK a + log [HA ]

L’ équation d’Henderson-Hasselbalch est d’une grande valeur pré­ dictive dans les équilibres protoniques. Par exemple, 1. À l’exacte demi neutralisation d’un acide, [A–] = [HA]. Dans ces conditions, ⎡⎣A − ⎤⎦ 1 = pK a + log = pK a + 0 1 [HA ]

Par conséquent, à mi-neutralisation, pH = pKa. 2. Quand le rapport [A–]/[HA] est de 100 : 1, pH = pK a + log

0,8

0,8

0,6

0,6

0,4

0,4

0,2

0,2

0

0 2

3

4

5

6

7

8

pH

FIGURE 2-5  Courbe de titrage d’un acide de type HA. Le gros point au centre de la courbe indique un pKa de 5,0.

[HA ]

Puis, pour enlever le signe négatif, il faut inverser le dernier terme, ce qui donne l’équation d’Henderson-Hasselbalch :

pH = pK a + log

1,0

⎡⎣A − ⎤⎦

En substituant –  log[H+] par pH et – logKa par pKa, on obtient alors : pH = pK a − log

1,0

Charge nette

14

⎡⎣A − ⎤⎦ [HA ]

pH = pK a + log 100 / 1 = pK a + 2

3. Quand le rapport [A–]/[HA] = 1 : 10, pH = pK a + log 1/ 1 0 = pK a + ( −1)

Si on calcule l’équation pour plusieurs valeurs du rapport [A–]/[HA], situées entre 103 et 10–3, et que l’on trace le graphe des valeurs de pH calculées, on obtient la courbe de titrage d’un acide faible (Figure 2-5).

Les solutions d’acides faibles et leurs sels tamponnent les variations de pH Les solutions d’acides ou de bases faibles et leurs conjugués agis­ sent comme des tampons, c’est-à-dire qu’ils ont la capacité de résister à un changement de pH, après addition d’un acide fort ou d’une base forte. Comme de nombreuses réactions métaboliques s’accompagnent de la libération ou de la capture de protons, la plupart des réactions intracellulaires sont tamponnées. Le méta­ bolisme oxydatif produit du CO2, la forme anhydre de l’acide carbonique qui, s’il n’était pas tamponné, produirait une acidose

sévère. Le maintien d’un pH constant fait appel à des tampons comme les phosphates, le bicarbonate, et les protéines, qui acceptent ou libèrent des protons pour résister à des changements de pH. Lors d’expériences utilisant des extraits tissulaires ou des enzymes, le pH est maintenu constant par l’ajout de tampons comme le MES (acide [2-N-morpholino]éthane sulfonique, pKa  6,1), le phosphate secondaire de l’orthophosphate inorga­ nique (pKa2 7,2), l’HEPES (acide N-hydroxyéthyl-pipérazine-N’2-éthane sulfonique, pKa 6,8) ou le Tris (tris[hydroxyméthyl] aminométhane, pKa 8,3). Le principal critère de choix du tampon est la valeur du pKa par rapport au pH désiré. On peut observer l’effet tampon en utilisant un pH mètre lors du titrage d’un acide ou d’une base faible (Figure 2-5). On peut aussi calculer le déplacement de pH accompagnant l’addition d’acide ou de base dans une solution tamponnée. Dans l’exemple choisi, le pH de la solution tampon (un acide faible de pKa = 5,0 et sa base conjuguée) présente une des quatre valeurs ci-dessous. Nous allons calculer le déplacement de pH résultant de l’addition de 0,1 meq de KOH à 1 meq de chacune des solutions :

pH initial

5,00

5,37

  5,60

   5,86



[A–]initial

0,50

0,70

  0,80

   0,88



[HA]initial

0,50

0,30

  0,20

   0,12



([A ]/[HA])initial

1,00

2,33

  4,00

   7,33

–

effet de l’addition de 0,1 meq de KOH

[A–]final

0,60

    0,80

  0,90

   0,98



[HA]final

0,40

    0,20

  0,10

   0,02



([A–]/[HA])final

1,50

    4,00

  9,00

49,0

  log ([A ]/[HA])final

0,18

    0,60

  0,95

   1,69



pH final

5,18

    5,60

  5,95

   6,69

∆pH

0,18

0,60

 0,95

   1,69

–

Nous observons que le changement de pH par milliéquivalent d’OH– ajouté dépend de la valeur initiale du pH. La solution résiste mieux aux changements de pH aux valeurs de pH voisines du pKa. L’ efficacité tampon d’une solution d’acide faible et de sa



CHAPITRE 2  Eau et pH

TABLEAU 2-2   Forces relatives d’acides choisis, d’importance biologique1 Acides monoprotiques   Formique

pK



3,75

  Lactique

pK



3,86

 Acétique

pK



4,76

  Ion ammonium

pK



9,25

Acides diprotiques   Carbonique

  Succinique

  Glutarique

pK1



6,37

pK2



10,25

pK1



4,21

pK2



5,64

pK1



4,34

pK2



5,41

Les valeurs de pKa dépendent des propriétés du milieu Le pKa d’un groupement fonctionnel est également grandement influencé par le milieu environnant. Le milieu peut augmenter ou diminuer le pKa selon que l’acide non dissocié ou sa base conju­ guée constitue l’espèce chargée. L’ effet de la constante diélectrique sur le pKa peut être observé en ajoutant de l’éthanol dans de l’eau. Le pKa d’un acide carboxylique augmente tandis que celui d’une amine diminue, parce que l’éthanol diminue la capacité de l’eau à dissoudre une espèce chargée. Les valeurs de pKa des groupements dissociables situés à l’intérieur des protéines sont ainsi profondé­ ment affectées par leur environnement local, notamment par la présence ou l’absence d’eau.

RÉSUMÉ n

Acides triprotiques  Phosphorique

  Citrique

pK1



2,15

pK2



6,82

pK3



12,38

pK1



3,08

pK2



4,74

pK3



5,40

Note : Les valeurs du tableau sont les valeurs de pKa (-log de la constante de dissociation) d’acides mono-, di- et tri-protiques.

n

n

n

1

base conjuguée est maximale dans une gamme de pH correspondant à pKa ± 1,0 unité de pH. La Figure 2-5 illustre également l’évolution de la charge nette sur une molécule d’acide en fonction du pH. Une charge de – 0,5 ne signifie pas qu’une molécule donnée porte une charge par­ tielle, mais que la probabilité statistique qu’une molécule donnée porte une charge négative unitaire est de 0,5. La prise en compte de la charge nette des macromolécules en fonction du pH est à la base des techniques de séparation comme la chromatographie d’échange d’ions et l’électrophorèse.

La force des acides dépend de leur structure moléculaire De nombreux acides biologiquement intéressants possèdent plus qu’un groupement dissociable. La présence d’une charge négative au voisinage d’un groupement gêne la libération d’un proton et augmente le pKa de ce groupement. Cela est illustré par les valeurs de pKa des trois groupements dissociables de l’acide phos­ phorique et de l’acide citrique (Tableau 2-2). Les effets des char­ ges voisines diminuent avec la distance. Le second pKa de l’acide succinique, qui possède deux groupements méthylènes entre ses groupements carboxyles, est de 5,6, alors que le second pKa de l’acide glutarique, qui possède un groupement méthylène de plus, vaut 5,4.

15

n

n

n

L’ eau forme des amas reliés par des liaisons hydrogène entre molécules d’eau ou avec des donneurs ou des accepteurs de protons. Les liaisons hydrogène sont responsables de la tension superficielle, de la viscosité, de l’état liquide à température ambiante et des propriétés de solvant de l’eau. Les composés qui contiennent des atomes O ou N peuvent servir aussi bien de donneurs que d’accepteurs de liaison hydrogène. Les macromolécules remplacent leurs liaisons hydrogène intramoléculaires de surface par des liaisons hydrogène avec l’eau. Les forces d’entropie font que les macromolécules en solution exposent leurs régions polaires au contact de l’eau et enfouissent les régions non polaires. Les ponts salins, les interactions hydrophobes et les forces de van der Waals aident à maintenir la structure des molécules. Le pH est la valeur négative du logarithme de [H+]. Un pH faible est caractéristique d’une solution acide et un pH élevé d’une solution basique. La force des acides faibles s’exprime à l’aide du pKa, qui est la valeur négative du logarithme de la constante de dissociation de l’acide. Les acides forts ont des valeurs de pKa faibles tandis que les acides faibles ont des valeurs de pKa élevées. Les tampons s’opposent à un changement de pH lors de la production ou de la consommation de protons. La capacité tampon maximale se situe à une unité de pH de part et d’autre du pKa. Le bicarbonate, l’orthophosphate et les protéines font partie des tampons biologiques.

RÉFÉRENCES Reese KM : Whence came the symbol pH. Chem & Eng News 2004 ; 82 : 64. Segel IM : Biochemical Calculations. Wiley, 1968. Skinner JL : Following the motions of water molecules in aqueous solutions. Science 2010 ; 328 : 985. Stillinger FH : Water revisited. Science 1980 ; 209 : 451. Suresh SJ, Naik VM : Hydrogen bond thermodynamic properties of water from dielectric constant data. J Chem Phys 2000 ; 113 : 9727. Wiggins PM : Role of water in some biological processes. Microbiol Rev 1990 ; 54 : 432.

p a

r

t

I

i

STRUCTURES ET fonctions DES PROTÉINES ET DES ENZYMES

e

C

Les acides aminés et les peptides

h

3 a

p

I

T

R

E

Peter J. Kennely, PhD et Victor W. Rodwell, PhD

O B J E C T i f s

■

L’étude de ce chapitre vous permettra :

■

■

■

■ ■

■

■ ■

■

De nommer les 20 acides aminés présents dans les protéines et de dessiner leurs structures D’écrire les symboles à trois lettres et à une lettre de chacun des acides aminés courants De donner la liste des groupements ionisables des acides aminés courants ainsi que leurs valeurs de pKa. De calculer le pH d’une solution aqueuse non tamponnée d’un acide aminé polyfonctionnel et la variation de pH consécutive à l’addition d’une quantité donnée d’acide fort ou de base forte. De définir le pI et sa relation avec la charge nette d’un électrolyte polyfonctionnel. D’expliquer comment on peut utiliser le pH, le pKa et le pI pour prédire la mobilité d’un polyélectrolyte, comme un acide aminé, dans un champ électrique dû à un courant continu. De décrire la contribution de chaque type de groupe R des acides aminés courants à leurs propriétés chimiques. De décrire la polarité, la nomenclature et la structure des peptides. D’identifier la liaison dans un peptide qui présente un caractère partiel de double liaison et ses conséquences sur la conformation dans un peptide. D’identifier dans la chaîne principale d’un peptide, les liaisons capables de rotation libre et les lettres grecques utilisées pour les désigner.

18

PARTIE I  Structures et fonctions des protéines et des enzymes

IMPORTANCE BIOMÉDICALE Outre leur fonction de fournir les unités monomériques à partir desquelles les longues chaînes polypeptidiques de protéines sont construites, les acides aminés α-l et leurs dérivés participent à des fonctions cellulaires aussi variées que la transmission nerveuse, et la biosynthèse des porphyrines, des purines, des pyrimidines et de l’ urée. De petits polymères d’ acides aminés, appelés peptides, ont des rôles importants dans le système neuroendocrinien, comme hormones, facteurs de libération des hormones, neuromodulateurs ou neurotransmetteurs. L’ être humain, ainsi que d’ autres animaux supérieurs sont incapables de synthétiser 10 des 20 acides aminés courants de série α-l en quantité suffisante pour permettre la croissance juvénile ou pour maintenir l’ adulte en bonne santé. L’ alimentation humaine doit donc contenir des quantités appropriées de ces acides aminés essentiels du point de vue nutritionnel. Alors que les protéines ne contiennent que des acides aminés α-l, les micro-organismes utilisent abondamment des acides aminés α-d. Bacillus subtilis, par exemple, sécrète un mélange de d-méthionine, de d-tyrosine, de d-leucine et de d-tryptophane pour déclencher le désassemblage du biofilm, et Vibrio cholerae incorpore de la d-leucine et de la d-méthionine dans le composant polypeptidique de sa couche de peptidoglycanne. De nombreuses bactéries élaborent des peptides qui contiennent des acides aminés α-d et α-l. Plusieurs de ces peptides ont des propriétés thérapeutiques d’ antibiotiques comme la bacitracine et la gramicidine A ou encore d’ agents antitumoraux comme la bléomycine. D’ autres peptides microbiens sont toxiques. Les peptides de cyanobactéries comme la microcystine et la nodularine sont mortels à haute dose, tandis que de faibles doses provoquent la formation de tumeurs hépatiques.

PROPRIÉTÉS DES ACIDES AMINÉS Le code génétique spécifie 20 acides aminés α-l Sur plus de 300 acides aminés rencontrés dans la nature, seuls 20 d’ entre eux constituent les unités monomériques prépondérantes des protéines. En principe, un code génétique à 3 lettres non redondant pourrait coder bien plus que 20 acides aminés, plusieurs acides aminés sont spécifiés par plusieurs codons (voir Tableau 37-1). La redondance du code génétique universel limite les codons disponibles aux 20 acides aminés α-L dont la liste est donnée dans le Tableau 3-1. Deux séries d’ abréviations comportant une ou trois lettres pour chaque acide aminé sont utilisées pour symboliser les acides aminés des peptides et des protéines (Tableau 3-1). Certaines protéines contiennent des acides aminés supplémentaires obtenus par modification d’ un acide aminé déjà intégré dans un peptide. On peut citer la conversion de peptidylproline ou -lysine en 4-hydroxyproline et en 5-hydroxylysine, la  con­version du peptidyl-glutamate en γ-carboxyglutamate ou encore la méthylation, la formylation, l’ acétylation, la prénylation ou la phosphorylation de certains résidus aminoacyles. Ces modifications augmentent la diversité biologique des protéines en modifiant leur solubilité, leur stabilité et les interactions avec d’ autres protéines.

La sélénocystéine, le 21e acide aminé de série α-l ? La sélénocystéine est un acide aminé α-l présent dans des protéines de tous les domaines du monde vivant. Les êtres humains possèdent environ deux dizaines de sélénoprotéines, parmi lesquelles, certaines peroxydases et réductases, la sélénoprotéine P qui circule dans le plasma, et les iodothyronine désiodases responsables de la conversion de la thyroxine (T4) une prohormone, en hormone thyroïdienne, la 3,3’5-triiodothyronine (T3) (Chapitre 41). Comme le nom l’ indique, un atome de sélénium remplace le soufre de son analogue structural, la cystéine. Le pK3 de la sélénocystéine vaut 5,2 et se situe 3 unités en dessous de celui de la cystéine. Au contraire d’ autres acides aminés non usuels, la sélénocystéine n’ est pas produite par une modification post-traductionnelle. Elle est au contraire insérée directement dans les chaînes polypeptidiques en croissance au moment de leur traduction, on a l’ habitude de la qualifier de « 21e acide aminé ». Cependant, con­ trairement aux 20 autres acides aminés spécifiés par le code génétique, la sélénocystéine est spécifiée par un élément génétique bien plus grand et plus complexe qu’ un simple codon de trois lettres (voir le Chapitre 27).

Seuls les acides aminés α- l sont rencontrés dans les protéines À l’exception de celui de la glycine, le carbone α des acides aminés est chiral. Bien que les acides aminés de certaines protéines soient dextrogyres et d’autres lévogyres, tous ont la configuration absolue du l-glycéraldéhyde et sont donc ainsi définis comme des acides aminés α-l. Plusieurs acides aminés α-l libres jouent des rôles importants dans des processus métaboliques. On peut citer l’ornithine, la citrulline et l’arginosuccinate qui participent à la synthèse de l’urée, la tyrosine impliquée dans la formation des hormones thyroïdiennes et le glutamate permettant la synthèse de neurotransmetteurs. Les acides aminés de série d présents naturellement comportent de la d-sérine et du d-aspartate dans le tissu cérébral, de la d-alanine et du d-glutamate dans la paroi de bactéries grampositives. On trouve également des acides aminés de série d dans certains peptides et antibiotiques produits par des bactéries, des fungi, des reptiles et d’autres espèces non-mammaliennes.

Les acides aminés peuvent avoir une charge nette positive, négative ou nulle Les formes chargée et non-chargée des groupements d’acides faibles ionisables —COOH et —NH3+ existent en solution sous forme d’un équilibre protonique : R ⎯ COOH  R ⎯ COO − + H+ R ⎯ NH3+  R ⎯ NH2 + H+

Bien que R—COOH et R—NH3+ soient tous deux des acides faibles, R—COOH est un acide bien plus fort que R—NH3+. Au pH physiologique (pH 7,4), les groupements carboxyles sont pratiquement entièrement sous forme R—COO– et les groupements amines sont essentiellement sous forme R—NH3+. La Figure 3-1 illustre l’effet du pH sur l’état de charge de l’acide aspartique.



19

CHAPITRE 3  Les acides aminés et les peptides

TABLEAU 3-1  Les acides aminés α-l présents dans les protéines Nom

Symbole

Structure

À chaînes latérales aliphatiques Glycine

Gly [G]

pK2

pK3

α-COOH

α-NH3+

Groupe R

2.4

9.8

2.4

9.9

2.2

9.7

2.3

9.7

2.3

9.8

2.2

9.2

environ 13

2.1

9.1

environ 13

1.9

10.8

8.3

2.1

9.3

COO—

2.1

9.9

COO—

2.1

8.8

COO—

2.1

9.5

COO—

2.2

9.1

—

CH

H

pK1

COO +

NH3

Alanine

Ala [A]

CH3

COO—

CH NH3+

Valine

Val [V]

H3C +

H3C

Leucine

Leu [L]

NH3

H3C CH2

CH

COO—

CH +

H3C

Isoleucine

COO—

CH

CH

NH3

Ile [I]

CH3 CH2 CH

COO—

CH +

CH3

NH3

À chaînes latérales hydroxylées (contenant un groupe OH) Serine

Ser [S]

Thréonine

Thr [T]

Tyrosine

Tyr [Y]

COO—

CH2

CH

OH

NH3

+

— CH33 CH CH COO— CH3 CH CH COO— OH NH33+ + OH NH3

Voir ci-dessous Voir ci-dessous

À chaînes latérales contenant des atomes de soufre Cystéine

Méthionine

Cys [C]

Met [M]

CH2 S

COO—

CH2

CH

SH

NH3

CH2

CH

CH3

+ —

COO +

NH3

À chaînes latérales contenant des groupements acides ou leurs amides Acide aspartique

Asp [D]

—

OOC

CH2

CH

3.9

+

NH3

Asparagine

Asn [N]

H2N

C

CH2

+

O

Acide glutamique

Glu [E]

—

OOC

CH2

CH NH3

CH2

CH

4.1

+

NH3

Glutamine

Gln [Q]

H2N

C O

CH2

CH2

CH +

NH3

(suite)

20

PARTIE I  Structures et fonctions des protéines et des enzymes

TABLEAU 3-1  Les acides aminés α-l présents dans les protéines (suite) Nom

Symbole

Structure

À chaînes latérales basiques Arginine

Arg [R]

H

N

CH2

CH2

C

NH2+

CH2

CH

pK1

pK2

α-COOH

α-NH3

pK3 +

Groupe R

COO—

1.8

9.0

12.5

COO—

2.2

9.2

10.8

COO—

1.8

9.3

6.0

2.2

9.2

2.2

9.1

2.4

9.4

2.0

10.6

+

NH3

NH2

Lysine

Lys [K]

CH2

CH2

CH2

CH

CH2

NH3+

NH3+

Histidine

His [H]

CH2 HN

CH NH3+

N

À chaînes latérales contenant des cycles aromatiques Histidine

His [H]

Phénylalanine

Phe [F]

Tyrosine

voir plus haut voir plus haut CH2 CH COO— — CH2 CH COO NH3+ + NH3

Tyrosine

CH2

HO

CH

COO—

10.1

NH3+

Tryptophane

Trp [W]

CH2

CH

COO—

NH3+

N H

Acide iminé Proline

Pro [P] + N H2

Les espèces moléculaires qui contiennent un nombre égal de groupements ionisables de charges opposées, et qui n’ont donc pas de charge nette, sont dénommées zwitterions. Les acides aminés dans le sang et dans la plupart des tissus devraient donc être représentés comme en A, ci-dessous. NH3+

NH2 O–

R

O A

OH

R

O B

La structure B ne peut pas exister en solution aqueuse, puisqu’à n’importe quel pH assez bas pour protoner le groupement carboxyle, le groupement amine sera également protoné. De même, à tout pH suffisamment élevé pour permettre la prédominance d’un groupement amine non chargé, un groupement carboxyle se présentera sous la forme R—COO–. La représentation B (ci-dessus)

COO—

non chargée est néanmoins couramment utilisée pour écrire des réactions n’impliquant pas d’équilibre protonique.

Les valeurs de pKa expriment la force des acides faibles La force relative des acides faibles est exprimée par leur pKa. Pour les molécules comportant de nombreux protons dissociables, on désigne le pKa de chaque groupe acide en remplaçant l’indice « a » par un nombre (Tableau 3-1). Les groupements imidazole de l’histidine et guanidino de l’arginine existent tous deux sous forme d’hybrides de résonance avec la charge positive distribuée entre les deux atomes d’azote de l’histidine ou les trois atomes d’azote de l’arginine (Figure 3-2). La charge nette d’un acide aminé (la somme algébrique des groupements qui sont chargés positivement et négativement) dépend des valeurs de pKa de ses groupements fonctionnels et du pH du milieu environnant. La capacité de modifier la charge d’un acide aminé ou de ses dérivés en faisant varier le pH facilite la séparation physique des acides aminés, des peptides et des protéines (voir Chapitre 4).

CHAPITRE 3  Les acides aminés et les peptides

O

H+

OH

pK1 = 2.09 (α-COOH)

NH3+ –

HO

O

A Dans un acide fort (en dessous de pH 1) ; charge nette = +1

FIGURE 3-1 

pK2 = 3.86 (β-COOH)

B Autour de pH 3 ; charge nette = 0

Les zwitterions sont un exemple d’espèces isoélectriques, la forme d’une molécule qui possède un nombre égal de charges positives et négatives et qui est donc électriquement neutre. Le pH isoélectrique, également appelé pI, est le pH à mi-chemin entre les valeurs des pKa pour les ionisations situées de part et d’autre de l’état isoélectrique. Pour un acide aminé comme l’alanine, qui n’a que deux groupements dissociables, il n’y a pas d’ambiguïté. Le premier pKa (R—COOH) vaut 2,35 et le second pKa (R—NH3+) vaut 9,69. Le pH isoélectrique (pI) de l’alaline vaut donc : pK 1 + pK 2 2

=

2,35 + 9,69 2

= 6,02

Pour les acides à plusieurs fonctions acides, le pI est aussi le pH à mi-chemin entre les valeurs des pKa qui encadrent la forme isoionique. Par exemple, le pI de l’acide aspartique est : pK 1 + pK 2

pI =

2

=

2,09 + 3,96 2

= 3,02

Pour la lysine, on calcule le pI de la façon suivante : pI =

pK 2 + pK 3 2

Les mêmes considérations s’appliquent à tous les acides polyprotiques (notamment les protéines), indépendamment du nombre

R

R N

H

N

N H R

R

NH

NH

NH

NH2

NH2 –

O

D Dans une base forte (au-dessus de pH 11) ; charge nette = –2

C NH2

NH2

de groupes dissociables présents. En laboratoire d’analyse, la con­ naissance du pI guide le choix des conditions de séparation électrophorétique. Par exemple, l’électrophorèse à pH 7,0 sera capable de séparer des molécules avec des pI de 6,0 et 8,0 respectivement, parce que la molécule avec un pI égal à 6 aura une charge nette positive à pH 7,0 et que celle avec un pI égal à 8 aura une charge nette négative. Des considérations analogues s’appliquent à la compréhension des séparations chromatographiques sur des supports ioniques comme la diéthylaminoéthyl (DEAE) cellulose (voir Chapitre 4).

Les valeurs de pKa varient en fonction de l’environnement L’ environnement d’un groupement dissociable affecte son pKa. Les valeurs de pKa des groupements R des acides aminés libres en solution aqueuse (Tableau 3-1) ne fournissent donc qu’une idée approximative du pKa des mêmes acides aminés au sein de protéines. Un environnement polaire favorise la forme chargée (R—COO– ou R—NH3+) tandis qu’un environnement non polaire privilégie la forme non chargée (R—COOH ou R—NH2). Un environnement non polaire augmente donc le pKa d’un groupement carboxyle (qui devient un acide plus faible) tandis qu’il abaisse celui d’une amine (qui devient un acide plus fort). La présence de groupements chargés adjacents peut renforcer, ou contrecarrer, les effets du solvant. Le pKa d’un groupement fonctionnel dépendra donc de sa localisation au sein d’une protéine donnée. Ces variations de pKa peuvent atteindre plusieurs unités de pH (Tableau 3-2). On peut couramment trouver des valeurs de pKa divergeant de ces valeurs de référence de jusqu’à 3 unités de pH aux sites actifs d’enzymes. Un exemple extrême est celui d’un acide aspartique enfoui dans la thiorédoxine dont le pKa, au-dessus de 9, représente un déplacement de plus de 6 unités de pH !

La solubilité des acides aminés reflète leur caractère ionique

R

NH2

C Autour de pH 6–8 ; charge nette = –1

pK3 = 9.82 (— NH3+)

O–

H

N

H

C

O

O

H+

Équilibres protoniques de l’acide aspartique.

À son pH isoélectrique (pI), un acide aminé ne porte pas de charge nette

pI =

O– NH3+

–

O

O

NH3+

O

H+

OH

O

O

21

O



C

NH2

NH2

FIGURE 3-2  Hybrides de résonance des formes protonées des groupes R de l’histidine et de l’arginine.

Les groupements fonctionnels chargés des acides aminés leur confèrent une bonne solubilité dans les solvants polaires comme l’eau et l’éthanol alors qu’ils sont insolubles dans les solvants non polaires comme le benzène, l’hexane ou l’éther. Les acides aminés n’absorbent pas dans la partie visible du spectre lumineux et sont donc incolores. Cependant, la tyrosine, la phénylalanine et surtout le tryptophane absorbent la lumière ultraviolette de longueur d’onde élevée (250-290 nm). Du fait qu’il absorbe la lumière ultraviolette environ dix fois plus effica-

22

PARTIE I  Structures et fonctions des protéines et des enzymes

TABLEAU 3-2  Intervalles de valeurs de pKa de groupes ionisables dans les protéines Groupe dissociant

Valeur de pKa

α-Carboxyle

3,5–4,0

COOH non-α de : Asp ou Glu

4,0–4,8

Imidazole de His

6,5–7,4

SH de Cys

8,5–9,0

OH de Tyr

9,5–10,5

α-Amino

8,0–9,0

ε-Amino de Lys

9,8–10,4

Guanidinium de Arg

~12,0

cement que la tyrosine ou la phénylalanine, le tryptophane est responsable de la plus grande partie de l’absorption de lumière par la plupart des protéines autour de 280 nm.

LES GROUPEMENTS α-R DÉTERMINENT LES PROPRIÉTÉS DE CHACUN DES ACIDES AMINÉS Comme la glycine, le plus petit des acides aminés, peut se loger dans des régions inaccessibles aux autres acides aminés, on la trouve souvent dans des régions de forte courbure des peptides. Les groupements R hydrophobes de l’alanine, de la valine, de la leucine et de l’isoleucine, et les groupements R aromatiques de la phénylalanine, de la tyrosine et du tryptophane se trouvent couramment à l’intérieur des protéines cytosoliques. Les groupements R chargés des acides aminés basiques ou acides, stabilisent des conformations spécifiques des protéines via des interactions ioniques ou des ponts salins. Ces interactions fonctionnent aussi comme systèmes de « relais de charge » au cours de la catalyse enzymatique et dans le transport des électrons lors de la respiration mitochondriale. L’ histidine joue un rôle particulier dans la catalyse enzymatique. Le pKa de son proton imidazolique lui permet de fonctionner comme catalyseur basique ou acide à pH neutre, sans nécessiter aucune modification induite par l’ environ­ nement. Les groupements alcool primaire de la sérine et thioalcool primaire (—SH) de la cystéine, sont d’excellents nucléophiles et peuvent fonctionner comme tels durant la catalyse enzymatique. Pourtant, alors que le groupement alcool secondaire de la thréonine est aussi un bon nucléophile, on ne lui connaît pas ce rôle dans la catalyse. De plus, les groupements —OH de la sérine, de la tyrosine et de la thréonine participent également à la régulation de l’activité de certaines enzymes dont l’activité catalytique dépend de l’état de phosphorylation de ces mêmes résidus.

LES GROUPEMENTS FONCTIONNELS DÉTERMINENT LES RÉACTIONS CHIMIQUES DES ACIDES AMINÉS Chaque groupement fonctionnel d’un acide aminé peut participer à chacune des réactions chimiques qui lui sont caractéristi-

ques. Les groupements acides carboxyliques peuvent former des esters, des amides et des anhydrides acides. Les groupements amines peuvent effectuer l’acylation, l’amidation et l’estérification. Les groupements —OH et —SH, effectuent l’oxydation et l’estérification. La réaction la plus importante des acides aminés est la formation de la liaison peptidique (ombrée sur le schéma). +

H 3N

O

H N

O–

N H

O

O

SH Cystéinyl

Alanyl

Valine

La séquence des acides aminés détermine la structure primaire des polypeptides Le nombre et l’ordre des résidus d’acides aminés d’un polypeptide constituent sa structure primaire. On appelle résidus aminoacyles, les acides aminés présents dans un peptide et on remplace le suffixe -ate ou -ine du nom de l’acide aminé libre par –yl (par exemple, alanyl, aspartyl, tyrosyl). Les peptides sont désignés comme des dérivés aminoacyles des résidus carboxy terminaux. Par exemple le tétrapeptide Lys-Leu-Tyr-Gln est appelé lysyl-leucyl-tyrosylglutamine. Le suffixe -ine à la fin de glutamine indique que son groupement α-carboxyle n’est pas impliqué dans la formation d’une liaison peptidique.

Les structures peptidiques sont faciles à représenter Les préfixes de type tri- ou octa- correspondent à des peptides avec respectivement trois et huit résidus. Par convention, les peptides sont écrits avec leur résidu possédant le groupement amine-α libre, sur la gauche. Pour dessiner un peptide, on utilise une ligne brisée (en zigzag) qui représente la chaîne principale ou squelette. On ajoute les atomes de la chaîne principale en séquence périodique : l’azote α, le carbone α, et le carbone du groupement carbonyle. On ajoute ensuite un hydrogène à chaque carbone α et à chacun des azotes de la chaîne, puis un atome d’oxygène à chaque carbone carbonylique. Enfin, on ajoute les groupements R appropriés (ombrés sur le dessin) sur chaque carbone α. N

C Cα

Cα N

O HC 3 +H N 3

H –

C

C

CH2 OOC

N H

N C H

H N

C C O

C Cα

H

C

COO– CH2 OH

Les abréviations de trois lettres reliées par des tirets représentent sans ambiguïté une structure primaire. Quand on utilise les symboles à une seule lettre, on omet les tirets. Glu - Ala - Lys - Gly - Tyr - Ala E A K G Y A

Mur029_Fig_03-03 Ver # 2 15-09-11 CHAPITRE 3  Les acides aminés et les peptides Width: 12p9.694 Height: 8p9.702



Certains peptides contiennent des acides aminés inhabituels

SH

Chez les mammifères, les hormones peptidiques ne renferment en général que les 20 acides aminés α codés par le code génétique, reliés entre eux par des liaisons peptidiques typiques. D’autres peptides peuvent cependant contenir des acides aminés différents de ceux des protéines, qui peuvent dériver de ceux des protéines, ou des acides aminés liés par une liaison peptidique atypique. Par exemple, le glutamate amino-terminal du glutathion, un tripeptide qui participe au repliement des protéines et au métabolisme des xénobiotiques (Chapitre 53), est lié à la cystéine par une liaison qui n’est pas de type α-peptidique (Figure 3-3). Le glutamate amino-terminal de l’hor­mone de libération de la thyrotropine (TRH) est cyclisé en acide pyroglutamique et le groupement carboxyle du résidu prolyle carboxy-terminal est amidé. La tyrocidine et la gramicidine S sont des antibiotiques peptidiques cycliques contenant des acides aminés non protéiques, la d-phénylalanine et l’ornithine. Deux heptapeptides opiacés, la dermophine et la deltophorine, trouvés dans la peau de grenouilles arboricoles d’Amérique du sud, contiennent quant à eux de la d-tyrosine et de la d-alanine.

Les peptides sont des polyélectrolytes La liaison peptidique n’est pas chargée, quel que soit le pH physiologique considéré. La formation de peptides à partir d’acides aminés s’accompagne donc de la perte nette d’une charge positive et d’une charge négative par liaison peptidique formée. Les peptides sont cependant des molécules chargées à pH physiologique du fait de leurs groupements carboxyle et amine terminaux et, le cas échéant, des groupements acides et basiques des groupes R des chaînes latérales. Comme pour les acides aminés, la charge nette sur un peptide dépend du pH de son environnement et des valeurs de pKa des groupements dissociables.

CH2

C

CH2

CH2

H

O

COO–

C

NH3+

FIGURE 3-3 

Structure du glutathion (γ-glutamyl-cystéinylglycine). Notez la liaison non α-peptidique qui relie Glu à Cys.

Les forces non-covalentes sont une contrainte pour la conformation des peptides Le repliement d’un peptide a probablement lieu lors de sa biosynthèse (voir Chapitre 37). La conformation physiologiquement active reflète les contributions collectives de la séquence d’acides aminés, de l’encombrement stérique et des interactions non covalentes (par exemple : les liaisons hydrogène ou des interactions hydrophobes) entre les résidus. Les conformations courantes renferment des hélices α et des feuillets plissés β (voir Chapitre 5).

ANALYSE DU CONTENU EN ACIDES AMINÉS DE MATÉRIELS BIOLOGIQUES La détermination de l’ identité et des quantités de chaque acide aminé dans une protéine nécessite l’ hydrolyse préalable des liaisons peptidiques par un traitement par l’ acide chlorhydrique, HCl, chaud. Il existe différentes méthodes de séparation et d’ identifica-

O

121°

R′

122°

C

120°

117°

H

H

O

N

C 110° 120°

N

C

0.

nm

C

14

7

C

nm

1

0.

O N H

C

53

0.

13

2

nm

N 0.1 nm

C

N

N

COO–

120°

–

CH

C

H

H

0.123 nm

Bien que les peptides soient représentés comme si une liaison simple reliait l’atome carboxyle α à l’atome d’azote α dans la liaison peptidique, cette liaison présente en fait un caractère partiel de double liaison :

CH2

O

La liaison peptidique possède un caractère partiel de double liaison

O

23

+ N H

Il n’y a donc pas rotation libre autour de la liaison qui relie le carbone du carbonyle et l’azote d’une liaison peptidique. Par conséquent, les quatre atomes O, C, N et H d’une liaison peptidique sont dans le même plan. La semi-rigidité imposée de la liaison peptidique a des conséquences importantes sur la façon dont les peptides et les protéines se replient pour former des structures d’ordre supérieur. Les flèches brunes circulaires (Figure 3-4) indiquent qu’ il y a rotation libre autour des autres liaisons du squelette du polypeptide.

H

O

H

R′′

H

0.36 nm

FIGURE 3-4  Paramètres d’une chaîne polypeptidique entièrement étendue. Les quatre atomes de la liaison peptidique sont coplanaires. Il y a rotation libre possible autour des liaisons reliant le carbone α avec l’azote α, et avec le carbone α-carbonylique (flèches brunes). La chaîne polypeptidique étendue est donc une structure semi-rigide dont les 2/3 des atomes constitutifs de son squelette se maintiennent dans une relation planaire fixe les uns par rapport aux autres. La distance entre deux atomes de carbone α consécutifs est de 0,36 nm (3,6 Å). Les distances interatomiques et les angles de liaisons de valence non équivalents sont aussi indiqués. (Redessiné et reproduit avec autorisation, d’après Pauling L., Corey L. P., Branson H. R. : « The structure of proteins : Two hydrogen-bonded helical configurations of the polypeptide chain ». Proc Natl. Acad Sci. USA 1951 ; 37 :205.)

24

PARTIE I  Structures et fonctions des protéines et des enzymes

tion des acides aminés provenant d’ un hydrolysat de protéine, d’ urine ou d’ autres liquides biologiques. L’ une de ces approches consiste à traiter les acides aminés avec le 6-amino-N-hydroxysuccinimidyl carbamate, qui forme des dérivés fluorescents pouvant être séparés et identifiés en utilisant la chromatographie liquide à haute pression (voir Chapitre 4). Une autre approche, qui ne nécessite qu’ un équipement minimum, utilise la chromatographie de partage sur support solide, en général une feuille de papier filtre (papier chromatographique) ou une fine couche de cellulose en poudre ou de gel de silice sur un support inerte (chromatographie en couche mince, ou CCM). Les acides aminés présents sont séparés par une phase mobile qui contient un mélange de composés miscibles, polaires et non polaires (par ex. du n-butanol, de l’ acide formique et de l’ eau). Lors du mouvement ascendant de la phase mobile dans la feuille, ses composés polaires s’ associent avec les groupements polaires du support. Le solvant devient ainsi progressivement moins polaire en migrant vers le haut de la feuille. Les acides aminés se partagent donc entre une phase stationnaire polaire et une phase mobile moins polaire (« chromatographie de partage »). Les acides aminés non polaires (par ex. Leu, Ile) migrent le plus loin car ils sont le plus souvent dans la phase mobile. Les acides aminés polaires (par ex. Glu, Lys) parcourent la distance la plus faible à partir du point de dépôt car ils passent une grande partie du temps dans la phase stationnaire constituée d’ une couche de molécules de solvant polaire immobilisées du fait de leur association avec le support de cellulose ou de silice. Après avoir éliminé le solvant par séchage à l’ air, les acides aminés sont visualisés grâce à la ninhydrine, qui forme des produits violets avec les acides α-aminés et un adduit jaune avec les groupements imines de la proline et de l’ hydroxyproline.

RÉSUMÉ n

n

n

Seuls les acides aminés l-α sont trouvés dans les protéines, bien que les acides aminés d et non-α soient aussi présents dans la nature. Tous les acides aminés possèdent au moins deux groupements fonctionnels faiblement acides, R—NH3+ et R—COOH. Beaucoup d’autres possèdent également des groupements fonctionnels faiblement acides supplémentaires (par ex. —OH, —SH, guanidino ou imidazole). Les valeurs des pKa de tous les groupements fonctionnels d’un acide aminé conditionnent sa charge nette à un pH donné. Le

n n

n

n

pI est le pH auquel un acide aminé ne porte pas de charge nette et ne se déplace donc pas sous l’effet d’un champ électrique continu. Parmi les réactions biochimiques impliquant des acides aminés, la plus importante est la formation des liaisons peptidiques. Les groupes R des acides aminés déterminent leurs fonctions biochimiques propres. Les propriétés de ces groupes R permettent une classification en acides aminés : basiques, acides, aromatiques, aliphatiques ou soufrés. Le nom d’un peptide est dérivé de celui du résidu de son extrémité carboxyle et indique le nombre d’acides aminés qui le constituent. La structure primaire d’un peptide est sa séquence en acides aminés en commençant par le résidu amino-terminal. Dans un peptide, le caractère de double liaison partielle de la liaison entre l’atome de carbone du groupement carbonyle et l’atome d’azote, place les quatre atomes de la liaison peptidique dans un même plan et restreint le nombre de conformations peptidiques possibles.

RÉFÉRENCES Doolittle RF : Reconstructing history with amino acid sequences. Protein Sci 1992 ; 1 : 191. Gladyschev VN, Hatfield DL : Selenocysteine-containing proteins in mammals. J Biomed Sci 1999 ; 6 : 151. Kolodkin-Gal I : d-Amino acids trigger biofilm disassembly. Science 2010 ; 328 : 627. Kreil G : d-Amino acids in animal peptides. Annu Rev Biochem 1997 ; 66 : 337. Nokihara K, Gerhardt J : Development of an improved automated gas-chromatographic chiral analysis system : application to nonnatural amino acids and natural protein hydrolysates. Chirality 2001 ; 13 : 431. Papp LV : From selenium to selenoproteins : synthesis, identity, and their role in human health. Antioxydants Redox Signal 2007 ; 9 ; 775. Sanger F : Sequences, sequences, and sequences. Annu Rev Biochem 1988 ; 57 : 1. Stadtman TC : Selenocysteine. Annu Rev Biochem 1996 ; 65 : 83. Wilson NA, Barbar E, Fuchs JA, et al : Aspartic acid 26 in reduced Escherichia coli thioredoxin has a pKa greater than 9. Biochemistry 1995 ; 34 : 8931.

C

Les protéines : détermination de la structure primaire

h

4 a

p

I

T

R

E

Peter J. Kennely, PhD et Victor W. Rodwell, PhD

O B J E C T i f s

■

L’étude de ce chapitre vous permettra :

■

■

■

■

■

■

■

De décrire les nombreuses méthodes de chromatographie couramment utilisées pour isoler des protéines à partir de matériels biologiques. D’expliquer comment les scientifiques analysent la séquence ou la structure d’une protéine pour se faire une idée de sa fonction physiologique potentielle. D’énumérer certaines des modifications post-traductionnelles que subissent les protéines au cours de leur existence et l’influence de telles modifications sur la fonction et le devenir d’une protéine. De décrire les bases chimiques de la méthode d’Edman de détermination de la structure primaire De donner trois raisons expliquant que la spectrométrie de masse (MS) ait largement supplanté les méthodes chimiques de détermination de la structure primaire des protéines et de détection des modifications post-traductionnelles. D’expliquer pourquoi la spectrométrie de masse permet de détecter des modifications post-traductionnelles qui ne peuvent pas l’être par séquençage d’Edman ou par séquençage de l’ADN. De décrire en quoi le clonage de l’ADN et la biologie moléculaire ont rendu la détermination de la structure primaire des protéines beaucoup plus rapide et efficace. D’expliquer ce qu’on entend par « protéome » et de citer des exemples de son importance fondamentale potentielle.

26

PARTIE I  Structures et fonctions des protéines et des enzymes

IMPORTANCE BIOMÉDICALE Les protéines sont des macromolécules complexes du point de vue physique et fonctionnel, qui jouent de nombreux rôles essen­ tiels. Ainsi, un réseau de protéines internes, le cytosquelette (Cha­ pi­tre 49), maintient la forme de la cellule et son intégrité physique. Les filaments d’actine et de myosine forment la machinerie con­ tractile du muscle (Chapitre 49). L’ hémoglobine transporte l’oxy­gène (Cha­pitre 6), tandis que les anticorps circulants nous défendent contre les envahisseurs étrangers (Chapitre 50). Les enzymes catalysent les réactions génératrices d’énergie, synthéti­ sent et dégradent les biomolécules, répliquent et transcrivent les gènes, effectuent la maturation des ARNm, etc. (Chapitre 7). Des récepteurs permettent aux cellules de reconnaître les hormones et d’autres signaux de l’environnement et d’y répondre (Chapitres 41 et 42). Les protéines subissent des changements physiques et fonctionnels qui reflètent le cycle vital des organismes qui les contiennent. Une protéine typique prend « naissance » par traduc­ tion (Chapitre 37), elle peut subir différents événements de matu­ ration post-traductionnelle, à savoir : une protéolyse partielle (Chapitre 9 et 37), des modifications réversibles entre un état actif et un état inactif grâce à l’intervention de facteurs de régulation (Chapitre 9), un vieillissement dû à une oxydation, une désami­ dation, etc. (Chapitre 52) jus­­qu’à sa « mort » lorsqu’elle est dégradée en ses acides aminés cons­titutifs (Chapitre 29). Un objectif impor­

3'

AAAAA

Val Gln Phe Asp Met

mRNA

2 Repliement

5'

Val Gln Phe Asp Met

Ribosome 1 Synthèse

tant de la médecine moléculaire consiste à identifier des biomar­ queurs comme des protéines et/ou des modifications de protéines dont la présence, l’absence ou un défaut est associé à un état phy­ siologique ou pathologique particulier (Figure 4-1).

LES PROTÉINES ET LES PEPTIDES DOIVENT ÊTRE PURIFIÉS AVANT ANALYSE Il est essentiel que la protéine soit hautement purifiée pour pou­ voir étudier en détails ses propriétés physiques et fonctionnelles. Les cellules contiennent des milliers de protéines différentes, dans des proportions extrêmement variables de l’une à l’autre. L’ isole­ ment de l’une d’entre elles en quantité suffisante pour l’analyser représente donc un enjeu difficile qui peut nécessiter l’usage suc­ cessif de nombreuses techniques de purification. La précipitation sélective exploite les différences de solubilité relative des différen­ tes protéines en fonction du pH (précipitation isoélectrique), de la polarité (précipitation à l’éthanol ou à l’acétone) ou de la concen­ tration en sels (précipitation en présence de sulfate d’ammonium). Les séparations chromatographiques séparent les protéines en fonction de leurs différences : de taille (chromatographie d’exclu­ sion de taille), de charge (chromatographie d’échange d’ions), d’hy­

3 Maturation

SH SH

S + − 2H 2e Met-Asp-Phe-Gln-Val

4 Modification covalente (comme, l’acylation des acides gras)

Trp

Phe Gly His Glu Pro Lys Ala Asn Thr lle Cys

Ub Ub Ub Ub

10 Dégradation

S S

S 8 « Vieillissement » Produits Substrats (comme, oxydation, désamidation, dénaturation) 7 Catalyse

9 Ubiquitination

S S

S

S

S

S

5 Translocation

6 Activation S

S

Membrane

FIGURE 4-1  Représentation schématique du cycle de vie d’une protéine hypothétique. (1) Le cycle commence avec la synthèse sur un ribosome d’une chaîne polypeptidique, dont la structure primaire est dictée par un ARNm. (2) En cours de synthèse, le polypeptide commence à se replier selon sa conformation native (en bleu). (3) Le repliement peut s’accompagner d’événements de maturation tels que la coupure protéolytique d’une séquence additionnelle N-terminale (Met-Asp-Phe-Gln-Val) ou la formation de ponts disulfure (S—S). (4) Des modifications covalentes ultérieures peuvent consister, par exemple, à attacher une molécule d’acide gras (en jaune) permettant (5) la translocation du peptide modifié vers une membrane. (6) La fixation d’un effecteur allostérique (rouge) peut entraîner (7) l’adoption d’une conformation à activité catalytique. (8) À la longue, les protéines sont endommagées par des attaques chimiques, par désamidation ou par dénaturation, elles peuvent alors (9) être « étiquetées » par l’attachement covalent de plusieurs molécules d’ubiquitine (Ub). (10) La protéine ubiquitinylée est ensuite dégradée en ses acides aminés constitutifs, qui seront disponibles pour synthétiser de nouvelles protéines.



CHAPITRE 4  Les protéines : détermination de la structure primaire

drophobie (chromatographie d’interactions hydrophobes), ou selon leurs capacités à se fixer à un ligand spécifique (chromatographie d’affinité).

Chromatographie sur colonne La chromatographie sur colonne utilise comme matrice de phase stationnaire, de petites billes contenues dans un récipient cylin­ drique¸ ou colonne, en verre, en plastique ou en acier. Un filtre perméable retient les billes dans la colonne tandis que la phase liquide mobile coule ou percole à travers la colonne. Les billes de la phase stationnaire peuvent être modifiées chimiquement pour recouvrir leur surface de groupes acides, basiques, hydrophobes ou semblables à un ligand requis pour la chromatographie d’échange d’ions, d’interaction hydrophobe ou d’affinité. Le liquide de la phase mobile est collecté par petites portions appelées frac­ tions au fur et à mesure de leur sortie de la colonne. La Figure 4-2 décrit l’agencement de base d’un système de chromatographie de paillasse simple.

Chromatographie liquide à haute pression, HPLC Les matrices de chromatographie sur colonne de première géné­ ration étaient constituées de longs polymères oligosaccharidiques

entrecroisés et sous forme de billes sphériques d’environ un dixième de millimètre de diamètre. Malheureusement, leur taille relativement grande perturbait le flux de la phase mobile et limi­ tait l’aire de la surface accessible. La réduction de taille des parti­ cules a permis de grandement augmenter la résolution. Cependant, la résistance engendrée par la matrice plus compacte a nécessité l’utilisation de pressions très élevées qui auraient écrasé les billes molles et spongieuses de polysaccharides et de matériaux similai­ res, par ex. l’acrylamide. Finalement des méthodes ont été déve­ loppées permettant de fabriquer des particules de silicone de la taille et de la forme requises, de modifier leur surface en y ajoutant divers groupes fonctionnels, et de les tasser dans des colonnes en acier inoxydable capable de résister à des pressions de plusieurs milliers de psi. Du fait de leur pouvoir résolutif accru, les systè­ mes de chromatographie liquide à haute pression ont largement remplacé les anciennes colonnes en verre courantes dans les labo­ ratoires de purification des protéines.

Chromatographie d’exclusion stérique La chromatographie d’exclusion stérique, ou filtration sur gel sépare les protéines en fonction de leur rayon de Stokes, qui est le diamètre de la sphère qu’occupe une protéine non sphérique en tournoyant dans la solution. Le diamètre de Stokes dépend de la masse moléculaire et de la forme. Une protéine allongée occupe

P

1

M

2 C

R1

27

R2

F

FIGURE 4-2  Composants d’un appareil de chromatographie en phase liquide classique. R1 et R2 : Réservoirs de liquide de la phase mobile. P : Système de pompage programmable avec deux pompes, 1 et 2 et une chambre de mixage, M. Le système peut être réglé de façon à pomper le liquide issu d’un seul des réservoirs, ou pour changer de réservoir à des moments prédéterminés afin de générer un gradient par paliers ou pour mélanger les liquides des deux réservoirs dans des proportions variables pour créer un gradient continu. C : Colonne en verre, en métal ou en plastique contenant la phase stationnaire. F : Collecteur de fractions pour la collecte dans des tubes séparés, de fractions aliquotes du liquide élué de la colonne.

28

PARTIE I  Structures et fonctions des protéines et des enzymes

A

B

C

FIGURE 4-3  Chromatographie d’exclusion stérique. A : Un mélange de grosses molécules

(carrés bruns) et de petites molécules (ronds rouges) est déposé au sommet d’une colonne de filtration sur gel. B : En entrant dans la colonne, les petites molécules pénètrent dans les pores de la matrice de la phase stationnaire (en gris) alors que les grosses molécules en sont exclues. C : Tandis que la phase mobile (en bleu) s’écoule à travers la colonne, elle entraîne avec elle les grosses molécules exclues, tandis que les petites molécules, temporairement à l’abri du flux à l’intérieur des pores, sont de plus en plus retardées.

un volume plus grand en tournoyant qu’une protéine sphérique de la même masse. La chromatographie d’exclusion stérique utilise des billes poreuses (Figure 4-3). Les pores peuvent se comparer aux criques des berges d’une rivière. Parmi les objets qui descen­ dent le courant, ceux qui entrent dans une crique, sont retardés tant qu’ils n’ont pas rejoint le courant principal. De même, les pro­ téines ayant des rayons de Stokes trop grands pour entrer dans les pores (les protéines exclues), restent dans le flux de la phase mobile et ressortent de la colonne avant les protéines capables d’entrer dans les pores (les protéines incluses). Les protéines ressortent donc d’une colonne de filtration sur gel dans l’ordre de taille décrois­ sante de leurs rayons de Stokes.

Chromatographie d’échange d’ions Dans la chromatographie d’échange d’ions, les protéines intera­ gissent avec la phase stationnaire par interactions de charges. Les protéines ayant une charge nette positive à un pH donné adhèrent fermement aux billes porteuses de groupements fonctionnels char­ gés négativement comme les carboxylates ou les sulfates (échan­ geurs de cations). De même, les protéines à charge nette négative adhèrent aux billes porteuses de groupements fonctionnels posi­ tivement chargés qui sont en général des amines tertiaires ou quaternaires (échangeuses d’anions). Les protéines qui n’adhèrent pas passent à travers la matrice et sont entraînées par le flux. Les protéines fixées sont ensuite sélectivement détachées en augmen­ tant graduellement la force ionique de la phase mobile, diminuant ainsi les interactions entre charges. Les protéines sont éluées de façon inversement proportionnelle à leur force d’interaction avec la phase stationnaire.

Chromatographie d’interactions hydrophobes La chromatographie d’interactions hydrophobes sépare les pro­ téines selon leur tendance à s’associer avec une matrice de phase stationnaire recouverte de groupements hydrophobes (tels que phényl Sépharose, octyl Séphadex). Les protéines présentant des surfaces hydrophobes adhèrent à la matrice par des interactions hydrophobes qui sont augmentées en présence d’une phase mobile de grande force ionique. Les protéines incapables d’adhérer sont éluées par lavage. La polarité de la phase mobile est alors progres­ sivement diminuée en abaissant sa concentration en sels. Lorsque l’interaction entre une protéine et la phase stationnaire est parti­ culièrement forte, on peut ajouter de l’éthanol ou du glycérol à la phase mobile afin de diminuer sa polarité et d’affaiblir davantage les interactions hydrophobes.

Chromatographie d’affinité La chromatographie d’affinité exploite la haute sélectivité de la plupart des protéines pour leurs ligands. Il est possible de purifier les enzymes par chromatographie d’affinité à l’aide de leurs subs­ trats, de leurs produits, de leurs co-enzymes ou de leurs inhibiteurs que l’on a fixés sur un support. En théorie, seules les protéines capables d’interagir avec le ligand immobilisé vont adhérer. Les protéines fixées sont ensuite éluées, soit par compétition avec un ligand soluble, soit, de façon moins sélective, en interrompant les interactions protéine-ligand à l’aide d’urée, d’hydrochlorure de guanidine, d’un pH faiblement acide ou de fortes concentrations en sels. Les matrices de phase stationnaire commercialisées, con­ tienn­ent des ligands tels que NAD+ ou des analogues de l’ATP. La  purification de protéines recombinantes exprimées en génie génétique est souvent facilitée en modifiant le gène cloné pour y ajouter un nouveau domaine de fusion conçu pour interagir avec un ligand particulier fixé à une matrice (Chapitre 7).



Vérification de la pureté d’une protéine par électrophorèse en gel de polyacrylamide (PAGE) La méthode SDS-PAGE est la plus utilisée pour apprécier la pureté d’une protéine, c’est une électrophorèse en gel de polyacrylamide (PAGE) en présence d’un détergent anionique, le dodécylsulfate de sodium (SDS). L’ électrophorèse sépare les biomolécules char­ gées en fonction de la vitesse à laquelle elles migrent quand on leur applique un champ électrique. Dans le cas de la SDS-PAGE, l’acrylamide est polymérisé et réticulé par liaisons covalentes pour former une matrice poreuse. Le SDS se fixe aux protéines dans un rapport d’une molécule de SDS pour deux liaisons peptidiques provoquant le dépliement ou dénaturation des protéines. Lorsqu’on l’utilise conjointement au 2-mercaptoéthanol ou au dithiothréitol pour réduire et casser les ponts disulfures (Figure 4-4), la SDSPAGE sépare les composants polypeptidiques des protéines mul­ timériques. Le grand nombre de molécules anioniques de SDS, portant chacune une charge négative de -1, sur les différents poly­ peptides rend négligeable les contributions de charge des groupe­ ments fonctionnels des acides aminés. Du fait que les rapports entre la charge et la masse pour tous les complexes SDS-polypep­ tide sont à peu près égaux, c’est la résistance physique rencontrée par chaque polypeptide lors de son déplacement à travers la matrice d’acrylamide qui détermine sa vitesse de migration. Les grands complexes rencontrant plus de résistance, les polypeptides se séparent selon leurs masses moléculaires respectives (Mr). Les dif­férents polypeptides piégés dans le gel d’acrylamide sont visua­ lisés après électrophorèse, par coloration avec des colorants comme le bleu brillant de Coomassie (Figure 4-5).

L’ isoélectrofocalisation (IEF) Des tampons ioniques, appelés ampholines, peuvent servir, quand on leur applique un champ électrique, à générer un gradient de pH au sein d’une matrice de polyacrylamide. Les protéines dépo­ sées sur cette dernière migrent jusqu’à une région de la matrice où le pH correspond à leur point isoélectrique (pI), auquel la charge nette de la molécule vaut zéro. L’ IEF est utilisée en asso­ ciation avec la technique SDS-PAGE pour les électrophorèses bidimensionnelles, servant à séparer les polypeptides, en fonction de leur pI dans une dimension, et selon leur valeur de Mr dans la seconde dimension (Figure 4-6). L’ électrophorèse bidimension­ nelle est particulièrement appropriée pour séparer les composants de mélanges complexes de protéines.

SANGER A ÉTÉ LE PREMIER À DÉTERMINER LA SÉQUENCE D’UN POLYPEPTIDE L’ insuline mature comporte une chaîne A de 21 résidus et une chaîne B de 30 résidus reliées par des ponts disulfures. Frederick Sanger a réduit ces ponts disulfures (Figure 4-4), séparé les chaî­ nes A et B et coupé chacune des chaînes en peptides plus petits à l’aide de trypsine, de chymotrypsine et de pepsine. Les peptides obtenus ont été ensuite isolés et traités par un acide pour hydro­ lyser une partie des liaisons peptidiques et générer des peptides ne comportant plus que deux ou trois acides aminés. Chaque peptide a été traité par le 1-fluoro-2,4-dinitrobenzène (réactif de Sanger),

CHAPITRE 4  Les protéines : détermination de la structure primaire

NH

O

H

29

HN O

S S

HN O

H

NH

O SH

O HCOOH

C2H5 OH

NH O

H HN O

HN

SO2− HS

O H

NH

O

FIGURE 4-4  Clivage oxydatif de chaînes polypeptidiques

adjacentes reliées entre elles par un pont disulfure (ombré en bleu) à l’aide de l’acide performique (à gauche), ou par clivage à l’aide d’un réducteur, le β-mercaptoéthanol (à droite), pour former deux peptides qui renferment alors respectivement des résidus d’acide cystéique ou des résidus cystéinyles.

qui réagit avec les groupements α-aminés accessibles des résidus de l’extrémité amino-terminale. Le contenu en acides aminés de chaque peptide a pu être alors déterminé et l’acide aminé aminoterminal identifié. Même si le groupement ε-aminé de la lysine réagit également avec le réactif de Sanger, les lysines amino-ter­ minales peuvent être distinguées de celles occupant d’autres positions puisqu’elles réagissent avec deux molécules de réactif de Sanger. En appliquant la méthode de façon récursive à des di-, des tripeptides et des fragments de plus en plus grands, Sanger a pu déterminer la séquence complète de l’insuline, travail pour lequel il a reçu un Prix Nobel en 1958.

LA RÉACTION D’EDMAN PERMET LA DÉTERMINATION DE LA SÉQUENCE DES PEPTIDES ET DES PROTÉINES Pehr Edman a introduit l’utilisation du phénylisothiocyanate (réac­ tif d’Edman) pour le marquage sélectif du résidu amino-terminal d’un peptide. Contrairement au réactif de Sanger, le dérivé de type phénylthiohydantoïne (PTH) peut être détaché dans des condi­ tions de réaction douces en laissant un nouveau résidu aminoterminal (Figure 4-7). Des cycles successifs de modification avec le réactif d’Edman peuvent donc servir à séquencer de nombreux résidus du même échantillon peptidique. Même ainsi, la détermi­ nation de la séquence complète d’une protéine par des méthodes chimiques reste à ce jour un processus long et laborieux. Les propriétés chimiques hétérogènes des acides aminés font que chaque étape du procédé représente un compromis entre l’efficacité pour un acide aminé donné ou un ensemble d’acides

30

PARTIE I  Structures et fonctions des protéines et des enzymes

FIGURE 4-5  Utilisation du système SDS-PAGE pour suivre la purification progressive d’une protéine recombinante. Le gel a été coloré avec le bleu de Coomassie. On observe les marqueurs de taille protéiques (dépôt S) dont les masses sont indiquées en kDa, l’extrait cellulaire brut (E), le cytosol (C), le liquide surnageant après centrifugation à haute vitesse (H) et une fraction éluée d’une colonne de DEAE-Sépharose (D). La protéine recombinante a une masse approximative de 45 kDa.

aminés et la flexibilité nécessaire pour convenir aux 20 acides aminés différents. Par conséquent, chaque étape du processus a une efficacité inférieure à 100 %, cela entraîne l’accumulation de fragments polypeptidiques avec différentes extrémités N-termi­ nales. Il finit par être impossible de distinguer entre le dérivé PTH-acide aminé correct à cette position, et les contaminants. De ce fait, la longueur de lecture d’un séquençage d’Edman varie de 5 à 30 résidus d’acides aminés selon la quantité de peptide et sa pureté. Pour déterminer la séquence complète d’un polypeptide de plusieurs centaines de résidus de long, la protéine doit d’abord être découpée en peptides plus petits en utilisant une protéase ou un réactif comme le bromure de cyanogène. Après purification de ces peptides par chromatographie liquide en phase inverse à haute pression (HPLC), ils sont analysés par séquençage d’Edman. Pour pouvoir assembler les séquences de ces petits peptides afin de reconstituer la séquence complète du polypeptide intact, il est nécessaire d’analyser des peptides dont les séquences se recou­ vrent partiellement. On y arrive en produisant plusieurs jeux de peptides à l’aide de plusieurs méthodes de clivage. Les grandes quantités de protéines purifiées nécessaires pour tester plusieurs conditions de fragmentation protéique et de purification des pep­ tides constituent le second obstacle majeur des techniques de séquençage chimique direct des protéines.

LA BIOLOGIE MOLÉCULAIRE A ReVOLUTIONNÉ LA DÉTERMINATION DE LA SÉQUENCE PRIMAIRE pH = 3

IEF

pH = 10

SDS PAGE

FIGURE 4-6  Électrophorèse bidimensionnelle IEF-SDS-PAGE.

Le gel a été coloré avec le bleu de Coomassie. Un extrait bactérien brut a d’abord été soumis à une isoélectrofocalisation (IEF) sur un gradient de pH de 3 à 10. Le gel IEF a ensuite été placé horizontalement en haut d’un gel au SDS, pour effectuer une séparation supplémentaire des protéines en système SDS-PAGE. Notons la nette amélioration de la résolution des différents peptides en comparaison d’un gel SDS-PAGE ordinaire (Figure 4-5).

Les réactions de modification séquentielle et de clivage des déri­ vés de type PTH-acide aminé à partir de l’extrémité N-terminale d’un peptide sont en général effectuées dans un séquenceur auto­ matique. Le séquençage de l’ADN est par opposition à celui des peptides à la fois beaucoup plus rapide et plus économique. Les techniques de l’ADN recombinant permettent aux chercheurs de produire une quantité théoriquement infinie d’ADN à partir d’un échantillon de départ servant de matrice (Chapitre 39). Les métho­ des de séquençage de l’ADN dont la chimie a aussi été mise au point par Sanger, permettent de déterminer en routine en une seule analyse des séquences de polydésoxyribonucléotides de quelques centaines de résidus de long, tandis que les séquenceurs automatisés peuvent « lire » des séquences d’une longueur de plu­ sieurs milliers de nucléotides. La connaissance du code génétique permet de déterminer la séquence du polypeptide codé par simple traduction de la séquence polynucléotidique de son gène. À l’in­ verse, les premiers biologistes moléculaires concevaient des son­ des oligonucléotidiques complémentaires de l’ADN d’un gène pour identifier le clone d’ADN contenant le gène d’intérêt, ils se servaient pour cela d’un segment de séquence d’acides aminés déterminée chimiquement comme matrice pour concevoir, par traduction inverse, leurs sondes oligonucléotidiques. L’avènement du clonage de l’ADN a donc débouché sur l’utilisation généralisée d’une méthode hybride où le séquençage d’Edman a été utilisé pour séquencer une petite partie de la protéine, cette information étant alors exploitée pour déterminer le reste de la séquence par clonage et séquençage d’ADN.



CHAPITRE 4  Les protéines : détermination de la structure primaire

cheurs scientifiques, la séquence de la protéine sur laquelle ils tra­ vaillent a déjà été déterminée et les attend dans une banque de données en accès libre comme Genbank (Chapitre 10). Tout ce dont les chercheurs ont besoin est d’acquérir une information suffisante en terme de séquence d’acides aminés à partir d’une pro­ téine, une quantité aussi faible que cinq à six acides aminés consé­ cutifs peut être suffisante, pour permettre une identification sans équivoque. Alors que l’information en termes d’acides aminés peut être obtenue par la technique d’Edman, aujourd’hui, la spec­ trométrie de masse (MS) est devenue la méthode de choix pour identifier les protéines.

S N O

H N

N H

C

+

NH2 R

O

Rʹ

Phénylisothiocyanate (réactif d’Edman) et un peptide

LA SPECTROMÉTRIE DE MASSE peut détecter LES MODIFICATIONS COVALENTES

S NH

N H O

H N

N H

R

O

Rʹ

Un acide phénylthiohydantoïque H+, nitrométhane

H2 O O

S N O

NH

+

N H

31

NH2 R

R

Une phénylthiohydantoïne et un peptide raccourci d’un résidu

FIGURE 4-7  La réaction d’Edman. Le phénylisothiocyanate

permet de former un dérivé acide phénylthiohydantoïque de résidu amino terminal d’un peptide. Le traitement par l’acide dans un solvant non hydroxylique permet de libérer d’une part la phénylthio­hydantoïne, qui est ensuite identifiée grâce à sa mobilité chromatographique, d’autre part un peptide raccourci d’un résidu. Ce processus peut alors être répété.

La génomique permet l’identification des protéines à partir de données de séquence fragmentaires Aujourd’hui, le nombre d’organismes pour lesquels la séquence complète du génome a été déterminée et mise à la disposition de la communauté scientifique se chiffre par centaines (voir Chapi­ tre 10). Ces séquences englobent presque tous les « organismes modèles » communément utilisés dans les laboratoires de recher­ che biomédicale, à savoir : Homo sapiens, la souris, le rat, Escherischia coli, Drosophila melanogaster, Caenorhabditis elegans, la levure, etc., ainsi que de nombreux pathogènes. Entre-temps, sur toute la planète, des batteries de séquenceurs automatisés conti­ nuent de générer des données de séquences génomiques toujours plus rapidement et à moindre coût. Ainsi, pour la plupart des cher­

Du fait de sa supériorité en termes de sensibilité, de rapidité et de souplesse, la spectrométrie de masse (MS) a remplacé le séquen­ çage d’Edman en tant que méthode principale de détermination des séquences des peptides et des protéines. Elle est significative­ ment plus sensible et tolère mieux les variations de qualités des échantillons. De plus, comme la masse et la charge sont des pro­ priétés courantes d’une large gamme de biomolécules, on peut uti­ liser la spectrométrie de masse pour l’analyse de métabolites, de glucides, et pour les modifications post-traductionnelles comme la phosphorylation ou l’hydroxylation qui entraînent des augmen­ tations de masse d’une protéine faciles à identifier (Tableau 4-1). Ces modifications sont difficiles à détecter par la technique d’Ed­ man et indétectables dans la séquence d’acides aminés obtenue à partir de la séquence de l’ADN.

LA SPECTROMÉTRIE DE MASSE SE PRÉSENTE SOUS PLUSIEURS CONFIGURATIONS Dans un spectromètre de masse simple, à un seul quadripôle, un échantillon dans le vide est vaporisé en présence d’un donneur de proton qui transfère une charge positive. Un champ électrique propulse alors les cations vers un tube de vol courbe où ils ren­

TABLEAU 4-1   Augmentation de masse résultant de modifications post-traductionnelles courantes Modification

Augmentation de masse (Da)

Phosphorylation

80

Hydroxylation

16

Méthylation

14

Acétylation

42

Myristylation

210

Palmitylation

238

Glycosylation

162

32

PARTIE I  Structures et fonctions des protéines et des enzymes

Échantillon à analyser

Plaques de l’accélérateur

Tube analyseur

Chambre d’injection

d’échantillons

Électroaimant

Générateur de puissance variable Détecteur

Pompe à vide Enregistrement

Voltage

FIGURE 4-8  Composants élémentaires d’un spectromètre de masse simple. Un mélange de molécules,

représenté par un cercle rouge, un triangle vert et un losange bleu, est vaporisé sous forme ionisée dans la chambre d’injection d’échantillons. Ces molécules sont alors accélérées lors de leur descente dans le tube analyseur (de vol) par un potentiel électrique appliqué à la grille de l’accélérateur (en jaune orange). Un électroaimant réglable exerce un champ magnétique qui dévie la trajectoire des ions dans leur vol vers le détecteur. La force du champ magnétique nécessaire pour focaliser un ion sur le détecteur augmente en fonction de sa masse.

contrent un champ magnétique qui les dévie à angle droit par rapport à leur direction de vol initiale (Figure 4-8). Le courant qui alimente l’électroaimant est graduellement augmenté jusqu’à ce que la trajectoire de chaque ion soit suffisamment courbe pour qu’il frappe un détecteur situé au bout du tube de vol. Pour des ions de charge nette identique, la force nécessaire pour courber leurs trajectoires de la même façon est proportionnelle à leurs masses. Le tube de vol d’un spectromètre de masse TOF (temps de vol « time of flight » en anglais) est linéaire. Après vaporisation de l’échantillon en présence d’un donneur de protons, l’application brève d’un champ électrique accélère les ions en direction d’un détecteur situé à l’extrémité du tube de vol. Pour les molécules de charge identique, la vitesse à laquelle elles sont accélérées, et donc le temps nécessaire pour atteindre le détecteur, sera inversement proportionnel à leur masse. Les spectromètres de masse à quadripôle sont en général uti­ lisés pour déterminer les masses de molécules de 4000  Da ou

moins, alors que les spectromètres de masse à temps de vol servent à déterminer les grandes masses des protéines entières. Diverses combinaisons de quadripôles multiples, ou encore la réflexion des ions vers le tube linéaire d’un spectromètre de masse TOF situé en aval, permettent de créer des instruments plus sophistiqués.

L’ionisation des peptides à analyser peut se faire par électrovaporisation ou par désorption assistée par une matrice L’ analyse de peptides et de protéines par spectrométrie de masse a été gênée au départ par la difficulté à vaporiser les grandes molécules organiques. Alors que les petites molécules organiques pouvaient être facilement vaporisées par chauffage dans le vide (Figure 4-9) les protéines, les oligonucléotides, etc., étaient détruits dans ces conditions. Ce n’est qu’avec la mise au point de techniques fiables de dispersion des peptides, des protéines et des autres grandes biomolécules en phase gazeuse, que la spectromé­



CHAPITRE 4  Les protéines : détermination de la structure primaire

Chaleur

Ionisation par électrovaporisation

33

MALDI

Laser

FIGURE 4-9  Trois méthodes courantes de

vaporisation de molécules dans la chambre source d’un spectromètre de masse.

trie de masse a pu être appliquée à leur analyse structurale et à la détermination de leur séquence. La dispersion en phase gazeuse est effectuée par ionisation par électrovaporisation et par désorption et ionisation au laser favorisée par la matrice ou MALDI (« matrix-assisted laser desorption » en anglais). Lors de l’ionisa­ tion par électrovaporisation les molécules à analyser sont dissou­ tes dans un solvant volatile et introduites en très petites quantités à l’aide d’un capillaire dans la chambre source (Figure 4-9). Lors de l’émergence d’une gouttelette dans la chambre source, le solvant se disperse rapidement, et la macromolécule reste en suspension dans la phase gazeuse. La charge préalable des gouttelettes par un courant électrique permet l’ionisation de l’échantillon. L’ionisation par électrovaporisation sert fréquemment à l’analyse de peptides et de protéines élués d’une colonne de HPLC ou d’un autre type de colonne chromatographique, l’échantillon étant déjà en solu­ tion dans un solvant volatile. Dans la technique MALDI, l’échan­ tillon est mélangé avec une matrice liquide contenant un colorant qui absorbe la lumière, et une source de protons. Le mélange est excité dans la chambre source par un faisceau laser, cela provoque la dispersion si rapide de la matrice environnante dans la phase gazeuse qu’il n’y a pas échauffement des peptides et des protéines qu’elle renferme (Figure 4-9). Les peptides à l’intérieur du spectromètre de masse peuvent être cassés en sous-unités plus petites par collisions avec des atomes neutres d’hélium ou d’argon (dissociation induite par les collisions), les masses des différents fragments peuvent alors être déterminées. Comme les liaisons peptidiques sont bien plus labiles que celles entre deux atomes de carbone, les fragments les plus abondants diffèreront les uns des autres d’unités équivalentes à un ou deux acides aminés. Puisqu’à l’exception (1) de la leucine et de l’isoleu­ cine, et (2) de la glutamine et de la lysine, chaque acide aminé à une masse moléculaire qui lui est propre, la séquence du peptide peut être reconstituée à partir des masses de ses fragments.

La spectrométrie de masse en tandem Des mélanges peptidiques complexes peuvent aujourd’hui être analysés sans purification préalable, par la spectrométrie de masse

Alimentation par un système chromatographique

en tandem, qui fait appel à l’équivalent de deux spectromètres de masse montés en série. De ce fait, ces instruments en tandem sont souvent appelés MS–MS. Le premier spectromètre de masse sépare les différents peptides selon leurs différences de masse. En ajustant la force de champ du premier aimant, il est possible de diriger un peptide particulier vers le second spectromètre où il est fragmenté en morceaux dont les masses sont déterminées. Ils peuvent alternativement être retenus dans un piège à ions placé entre les deux quadripoles, et sélectivement transmis au deuxième quadripole au lieu d’être perdus lorsque le premier quadripole est réglé pour sélectionner des ions d’une masse différente.

La spectrométrie de masse en tandem permet la détection d’anomalies métaboliques La spectrométrie de masse en tandem peut servir au criblage d’échantillons sanguins de nouveaux nés pour déterminer la pré­ sence et la concentration d’acides aminés, d’acides gras et d’autres métabolites. Des anomalies de concentration d’un métabolite peu­ vent constituer des indicateurs dans le diagnostic de différentes maladies comme la phénylcétonurie, l’encéphalopathie éthylma­ lonique et l’acidémie glutarique de type 1.

LA PROTÉOMIQUE ET LE PROTÉOME La protéomique a pour but d’identifier l’ensemble des protéines pouvant être fabriquées par une cellule dans diverses conditions Bien que la séquence du génome humain soit connue, l’image fournie par la génomique seule est à la fois statique et incomplète. La protéomique a pour but d’identifier la totalité des protéines fabriquées par une cellule dans diverses situations. Selon que les gènes sont dans un état inactif ou actif, des protéines sont synthé­ tisées dans les différents types cellulaires à des moments particu­

34

PARTIE I  Structures et fonctions des protéines et des enzymes

liers de la croissance ou de la différenciation ou en réponse à des stimuli externes. Les cellules musculaires expriment des protéines absentes des cellules nerveuses, et les types de sous-unités présentes dans le tétramère de l’hémoglobine changent entre la période pré et postnatale. De nombreuses protéines subissent des modifications post-traductionnelles lors de leur maturation en formes actives ou afin de réguler leurs propriétés. La connaissance du génome humain ne représente donc que le début du travail de description des organismes vivants au niveau moléculaire et de la compré­ hension des processus dynamiques comme la croissance, le vieillis­ sement et les maladies. Le corps humain contenant des milliers de types cellulaires, qui contiennent chacun des milliers de protéines, le protéome, qui est l’ensemble des protéines exprimées par une cellule donnée à un moment donné, est un objectif en constante évolution d’une dimension formidable.

L’ électrophorèse bidimensionnelle et les puces de réseaux de sondes géniques servent à suivre l’expression protéique L’ un des buts de la protéomique est d’identifier les protéines dont les niveaux d’expression sont corrélés avec des événements signi­ ficatifs du point de vue médical. Le postulat est que les protéines dont l’apparition et la disparition sont corrélées à une situation physiologique ou pathologique particulière, sont liées soit directe­ ment, soit indirectement à sa cause profonde et à ses mécanismes. La détermination des caractéristiques du protéome de chaque type cellulaire requiert une efficacité extrême de l’isolement et de l’iden­ tification de chacune des protéines. L’ approche actuelle, pour résoudre les protéines cellulaires, consiste à utiliser d’une part des machines automates pour accélérer la préparation des échantil­ lons et d’autre part de grands gels bidimensionnels pour séparer les protéines cellulaires. Les différents polypeptides sont ensuite extraits et analysés par séquençage d’Edman ou par spectrométrie de masse. Même s’il n’est possible de résoudre que 1000 protéines sur un gel, l’électrophorèse bidimensionnelle présente l’énorme avantage d’étudier directement les protéines. Une approche alternative appelée MudPIT pour « Multidimen­ sional Protein Identification Technology » utilise des cycles suc­ cessifs de chromatographie pour résoudre les peptides produits par la digestion d’un échantillon biologique complexe en différen­ tes fractions plus simples susceptibles d’être analysées séparément par spectrométrie de masse. Des alignements de sondes de gènes en réseau parfois appelés puces à ADN (« DNA chips ») pour détecter l’expression des ARNm qui codent les protéines, consti­ tuent une approche complémentaire de la protéomique. Bien que les changements d’expression de l’ARNm codant une protéine ne reflètent pas forcément des changements comparables du niveau de la protéine correspondante, les puces à ADN sont plus sensibles que les gels bidimensionnels, surtout en ce qui concerne les pro­ téines peu abondantes et permettent donc d’examiner davantage de produits géniques.

La bioinformatique aide à déterminer la fonction des protéines La fonction d’une grande partie des protéines codées par le génome humain reste actuellement inconnue. Le développement des alignements de protéines, ou puces, afin de tester directement à grande échelle les fonctions potentielles des protéines en est encore à ses balbutiements. Quoi qu’il en soit, les progrès récents de la bioinformatique permettent aux chercheurs de comparer les séquences d’acides aminés pour y découvrir des pistes quant aux fonctions présomptives, aux rôles physiologiques et aux mécanis­ mes d’action des protéines. Des algorithmes exploitent la tendance de la nature à utiliser des variations sur un même thème structural afin d’accomplir des fonctions similaires dans différentes protéi­ nes [par exemple le pli de Rossman de fixation aux nucléotides, fixant le NAD(P)H, les séquences signal d’adressage nucléaire et les « mains EF » pour fixer les ions Ca2+]. Ces domaines sont en général détectés dans la structure primaire grâce à la conserva­ tion d’acides aminés particuliers à des positions clés. La compré­ hension des propriétés et du rôle physiologique d’une protéine nouvellement découverte peut donc être déduite de la comparai­ son de sa structure primaire avec celles de protéines déjà connues.

RÉSUMÉ n

n

n

n

n

n

n

n

Les longs polymères d’acides aminés appelés polypeptides constituent l’unité structurale de base des protéines. La structure d’une protéine fournit des indications sur la façon dont elle accomplit ses fonctions. Les protéines subissent des modifications post-traductionnelles au cours de leur existence, celles-ci influencent leur fonction et conditionnent leur devenir. La méthode d’Edman a été en grande partie remplacée par la spectrométrie de masse, MS, un outil sensible et souple d’utilisation permettant de déterminer la structure primaire, d’identifier les modifications post-traductionnelles et de détecter les anomalies métaboliques. Le clonage de l’ADN et la biologie moléculaire, couplés à la chimie des protéines permettent une approche mixte qui accélère grandement et rend bien plus efficace la détermination de la structure primaire des protéines. La génomique, ou analyse de la séquence nucléotidique complète du matériel génétique d’un organisme, a permis de nouveaux progrès. Les programmes informatiques facilitent l’identification des phases ouvertes de lecture (ORF) codant une protéine donnée, en se basant sur des séquences partielles et les profils de masse peptidiques, lors de recherches dans des banques de données de séquence. Les scientifiques essayent à présent de déterminer la séquence primaire et le rôle fonctionnel de toutes les protéines exprimées dans une cellule vivante, c’est-à-dire son protéome. Un objectif essentiel est d’identifier les protéines et leurs modifications post-traductionnelles dont l’apparition ou la disparition est corrélée à des phénomènes physiologiques, au vieillissement ou à des maladies particulières.



RÉFÉRENCES Arnaud CH : Mass spec tackles proteins. Chem Eng News 2006 ; 84 : 17. Austin CP : The impact of the completed human genome sequence on the development of novel therapeutics for human disease. Annu Rev Med 2004 ; 55 : 1. Deutscher MP (editor) : Guide to Protein Purification. Methods Enzymol, vol, 182, Academic Press, 1990 (Volume entier). Gwynne P, Heebner G : Mass spectrometry in drug discovery and development : from physics to pharma. Science 2006 ; 313 : 1315. Kislinger T, Gramolini AO, MacLennan DH, et al : Multidimensional protein identification technology (MudPIT) : technical overview of a profiling method optimized for the comprehensive proteomic investigation of normal and diseased heart tissue. J Am Soc Mass Spectrom 2005 ; 16 : 1207. Kolialexi A, Anagnostopoulos AK, Mavrou A, et al : Application of proteomics for diagnosis of fetal aneuploidies and pregnancy complications. J Proteomicss 2009 ; 72 : 731.

CHAPITRE 4  Les protéines : détermination de la structure primaire

35

Levy PA : An overview of newborn screening. J Dev Behav Pediatr 2010 ; 31 : 622. Schena M, Shalon D, Davis RW, et al : Quantitative monitoring of gene expression patterns with a complementary DNA microarray. Science 1995 ; 270 : 467. Scopes RK : Protein Purification. Principles and Practice 3rd ed. Springer, 1994. Semsarian C, Seidman CE : Molecular medicine in the 21st century. Intern Med J 2001 ; 31 : 53. Sharon M, Robinson CV : The role of mass spectrometry in structure elucidation of dynamic protein complexes. Annu Rev Biochem 2007 ; 76 : 167. Shendure J, Ji H : Next generation DNA sequencing. Nature Biotechnol 2008 ; 26 : 1135. Sikaroodi M, Galachiantz Y, Baranova Al : Tumor markers : the potential of « omics » approach. Curr Mol Med 2010 ; 10 : 249. Woodage T, Broder S : The human genome and comparative genomics : understanding human evolution, biology, and medicine. J Gastroenterol 2003 ; 15 : 68.

C

Les protéines : structures d’ordre supérieur

h

5 a

p

I

T

R

E

Peter J. Kennelly, PhD et Victor W. Rodwell, PhD

O B J E C T i f s

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L’étude de ce chapitre vous permettra :

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De décrire les avantages et les inconvénients de quelques approches de classification des protéines. D’expliquer et d’illustrer les structures, primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire des protéines. D’identifier les principaux types connus de structures secondaires et d’expliquer les motifs de structure supersecondaires. De décrire la nature et la force relative des forces qui stabilisent chaque ordre de structure protéique. De décrire l’information résumée dans une représentation de Ramachandran. D’indiquer l’état actuel des connaissances concernant le processus par étapes par lequel on pense que les protéines atteignent leur conformation native. D’identifier les rôles physiologiques des chaperons, de la disulfure isomérase et de la peptidylproline cis-trans-isomérase dans la maturation des protéines. De décrire les principales techniques biophysiques servant à étudier la structure tertiaire et quaternaire des protéines. D’expliquer comment les maladies génétiques et nutritionnelles de maturation du collagène illustrent le lien étroit entre la structure et la fonction des protéines. Dans le cas des maladies à prions, d’esquisser les événements généraux de leur pathologie moléculaire et de nommer les formes de vie que chacune affecte.



IMPORTANCE BIOMÉDICALE Dans la nature, la forme dicte la fonction. Pour qu’un polypeptide nouvellement synthétisé devienne une protéine biologiquement fonctionnelle capable de catalyser une réaction métabolique, de promouvoir le mouvement cellulaire ou de former des structures macromoléculaires en forme de tiges ou de fibres qui donnent leur forme finale aux cheveux, aux os, aux tendons et aux dents, il doit se replier selon un arrangement tridimensionnel spécifique, appelé conformation. De plus, au cours de sa maturation, des modifications post-traductionnelles peuvent ajouter de nouveaux groupements chimiques ou éliminer des segments peptidiques dont la nécessité était transitoire. Les défauts génétiques ou nutritionnels qui gênent la maturation des protéines sont préjudiciables à la santé. Parmi les premiers, on peut citer : la maladie de Creutzfeldt-Jakob, la tremblante, la maladie d’Alzheimer et l’encéphalopathie spongiforme bovine (« maladie de la vache folle »). Le scorbut correspond à une carence nutritionnelle qui gêne la maturation de protéines.

CONFORMATION ET CONFIGURATION Les termes configuration et conformation sont souvent confondus. La configuration se rapporte aux relations géométriques établies entre un ensemble donné d’atomes, par exemple ceux qui font la distinction entre un acide aminé de série l ou d. L’ interconversion entre des formes de configuration différente nécessite la rupture (et la reformation) de liaisons covalentes. Le terme de conformation se réfère aux relations spatiales entre tous les atomes constitutifs d’une molécule. L’ interconversion de conformères s’effectue sans rupture de liaisons covalentes ni changement de configuration, en général par rotation autour de l’axe de liaisons simples.

LA CLASSIFICATION INITIALE DES PROTÉINES REPOSAIT SUR LEURS CARACTÉRISTIQUES GROSSIÈRES Les scientifiques ont au départ envisagé les relations structurefonction des protéines en les séparant en classes selon leurs propriétés de solubilité, de forme, ou la présence de groupements non protéiques. Par exemple, les protéines solubles sont celles que l’on peut extraire des cellules avec des solutions aqueuses de pH et de force ionique physiologiques. L’ extraction de protéines membranaires intrinsèques nécessite de dissoudre la membrane avec des détergents. Les protéines globulaires sont des molécules compactes, grossièrement sphériques ayant des rapports axiaux, rapport entre la dimension la plus petite et la plus grande, ne dépassant pas la valeur 3. La plupart des enzymes sont des protéines globulaires. Au contraire, beaucoup de protéines de structure adoptent des conformations très allongées. Ces protéines fibreuses ont des rapports axiaux d’une valeur égale ou supérieure à 10. Les lipoprotéines et les glycoprotéines contiennent respectivement des lipides et des glucides liés à elles de façon covalente. La myoglobine, l’hémoglobine, les cytochromes et bien d’autres métalloprotéines contiennent des ions métalliques auxquels elles

CHAPITRE 5  Les protéines : structures d’ordre supérieur

37

sont fortement liées. Des systèmes de classification plus précis basés sur les similarités, ou homologies, de séquence d’acides aminés et de structure tridimensionnelle ont vu le jour. Pourtant, de nombreux termes de classification primitive sont restés en usage.

LES PROTÉINES SONT CONSTRUITES SELON DES PRINCIPES MODULAIRES Les protéines effectuent des fonctions physiques et catalytiques complexes en positionnant des groupements chimiques parti­ culiers selon un agencement tridimensionnel précis. L’ échafaudage polypeptidique qui contient ces groupements doit adopter une conformation à la fois efficace du point de vue fonctionnel et solide du point de vue physique. À première vue, la biosynthèse des polypeptides mettant en jeu des dizaines de milliers d’atomes apparaît comme un énorme défi. Si l’on considère qu’un polypeptide peut en moyenne adopter plus de 1050 conformations différentes, son repliement selon la conformation correcte par rapport à sa fonction biologique semble encore plus problématique. Comme cela a été décrit dans les Chapitres 3 et 4, la synthèse du squelette polypeptidique des protéines n’utilise qu’un petit nombre de briques ou modules communs, les acides aminés, tous reliés par une même liaison, la liaison peptidique. Un assemblage modulaire par étapes simplifie le repliement et la maturation des polypeptides nouvellement synthétisés en protéines matures.

LES QUATRE NIVEAUX DE LA STRUCTURE DES PROTÉINES La nature modulaire de la synthèse et du repliement des protéines est implicite dans le concept des différents niveaux de leur structure. La structure primaire est la séquence des acides aminés dans une chaîne polypeptidique. La structure secondaire est le repliement de petits segments contigus de 3 à 30 résidus du polypeptide en unités géométriquement ordonnées. La structure tertiaire est l’assemblage des unités de structure secondaire en unités fonctionnelles de plus grande taille telles qu’un polypeptide mature avec ses domaines constitutifs. La structure quaternaire fait référence au nombre et aux types d’unités polypeptidiques des protéines oligomériques, ainsi qu’à leur agencement spatial.

LA STRUCTURE SECONDAIRE Les liaisons peptidiques limitent le nombre de conformations secondaires possibles La libre rotation n’est possible qu’autour de deux des trois liaisons covalentes du squelette des polypeptides ; celle qui relie le carbone α (Cα) à l’atome de carbone carbonylique (Co) et celle entre le carbone Cα et l’azote α (Figure 3-4). Le caractère partiellement double de la liaison peptidique reliant le carbone carbonylique Co à l’atome d’azote α impose que le carbone carbonylique et l’oxygène du groupement carbonyle ainsi que l’azote α restent dans un même plan, il ne peut donc pas y avoir de rotation. L’ angle de rotation autour de la liaison Cα—N est appelé angle phi (F), celui autour de la liaison Co—Cα, angle psi (y). Pour les acides aminés autres que la glycine, la plupart des combinaisons d’angles

38

PARTIE I  Structures et fonctions des protéines et des enzymes

phi et psi sont interdites par encombrement stérique (Figure 5-1). Les possibilités de conformation de la proline sont encore plus réduites à cause de l’absence de libre rotation autour de la liaison N—Cα. Les régions de structure secondaire ordonnée s’observent lorsqu’une série de résidus d’acides aminés adopte des valeurs d’angles phi et psi similaires. Dans les segments dépliés des polypeptides (par exemple les boucles), on peut observer des valeurs variables pour ces deux angles. Les angles qui définissent les deux types les plus répandus de structure secondaire, l’hélice α et le feuillet β, se situent respectivement dans le quart inférieur gauche et dans le quart supérieur gauche du diagramme de Ramachandran (Figure 5-1).

90

ψ

0

– 90

L’ hélice α La torsion du squelette du polypeptide d’une hélice α est la même autour de chaque carbone α avec un angle phi d’environ – 57 degrés et un angle psi d’environ –  47 degrés. Un tour complet d’hélice contient en moyenne 3,6 résidus aminoacyles et le pas de l’hélice, son élévation par tour (« pitch » en anglais), est de 0,54  nm (Figure 5-2). Les groupes R de chaque résidu aminoacyle d’une hélice α sont dirigés vers l’extérieur (Figure 5-3). Les protéines ne contiennent que des acides aminés de série l, pour lesquels une hélice α dextrogyre (droite, de pas à droite) est de loin la plus stable, on ne trouve d’ailleurs que celles-ci dans les protéines. Dans les représentations schématiques des protéines, les hélices α figurent sous la forme de spirales ou de cylindres. La stabilité d’une hélice α est principalement due aux liaisons hydrogène entre les atomes d’oxygène du carbonyle d’une liaison peptidique et l’atome d’hydrogène de l’azote de la liaison peptidique du résidu situé en quatrième position plus loin dans la chaîne peptidique (Figure 5-4). La faculté de former un maximum de liaisons hydrogène et l’addition des interactions de van der Waals au cœur de cette structure compacte, sont le moteur thermodynamique pour former une hélice α. Dans le cas de la proline, l’atome d’azote engagé dans la liaison peptidique ne possède pas d’atome d’hydrogène permettant d’établir une liaison hydrogène, la proline ne peut donc être présente de façon stable que dans le premier tour d’une hélice α. Quand elle se trouve ailleurs, la proline interrompt la conformation de l’hélice en produisant un coude. Du fait de sa petite taille, la glycine induit également souvent des coudes dans les hélices α. Dans beaucoup d’hélices α les groupes R hydrophobes prédominent d’un côté de l’axe de l’hélice et les groupes hydrophiles de l’autre coté. Ces hélices amphipathiques ou amphiphiles sont bien adaptées à la formation d’interfaces entre des régions polaires et non polaires comme le centre hydrophobe d’une protéine et son environnement aqueux. Des groupes d’hélices amphiphiles peuvent créer un canal ou pore, permettant à des molécules polaires spécifiques de passer à travers les membranes cellulaires hydrophobes.

– 90

0

FIGURE 5-1  Représentation, selon Ramachandran, des angles

phi (Φ) et psi (ψ) de la chaîne principale pour environ 1000 résidus autres que la glycine dans huit protéines dont la structure a pu être déterminée avec une haute résolution. Les points représentent les combinaisons possibles et on voit les zones des combinaisons impossibles des valeurs d’angles phi et psi. (D’après Richardson JS : The anatomy and taxonomy of protein structures. Adv Protein Chem 1981 ; 34 : 167. Copyright © 1981. Reproduit avec l’autorisation d’Elsevier).

N C

C

N

C

C

N

C

C

N

C C N

N C C

C

C

C

C

Pas de l’hélice (3,6 résidus) = 0,54 nm

Le feuillet β La seconde (d’où son nom « beta ») structure secondaire régulière reconnaissable dans les protéines est le feuillet β. Les résidus d’acides aminés d’un feuillet β, quand on le regarde par la tranche, forment un zigzag ou un motif plissé dans lequel les groupes R des résidus contigus pointent dans des directions opposées. Con­ trairement au squelette compact de l’hélice α, le squelette peptidi-

90

φ

C

N

N

N

N

C

C

C C

C

N C

0,15 nm

FIGURE 5-2  Orientation des atomes de la chaîne principale d’un peptide autour de l’axe d’une hélice α.



CHAPITRE 5  Les protéines : structures d’ordre supérieur

R

R

R

R

R R

R

R

R

FIGURE 5-3  Vue axiale plongeante d’une hélice α. Les chaînes

latérales (R) sont à l’extérieur de l’hélice. Les rayons de van der Waals des atomes sont plus grands que ce qui est figuré ici ; de ce fait il n’y a pratiquement pas d’espace libre à l’intérieur de l’hélice. (Légèrement modifié et reproduit avec autorisation d’après Stryer L : Biochemistry, 3rd ed. Freeman, 1988. Copyright © 1988, W.H. Freeman and Company).

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mes d’hydrogène des fonctions amides des liaisons peptidiques. Pourtant, contrairement à l’hélice α, ces liaisons se font entre des segments contigus du feuillet β (Figure 5-5). Les interactions dans les feuillets β peuvent former un feuil­ let β parallèle, dans lequel les segments côte à côte de la chaîne polypeptidique ont la même polarité du point de vue des liaisons amino-carboxyle, ou former un feuillet β antiparallèle lorsque les polarités sont inverses (Figure 5-5). Ces configurations permettent toutes deux un nombre maximum de liaisons hydrogène entre les segments ou brins du feuillet. La plupart des feuillets β ne sont pas parfaitement plats mais ont tendance à s’enrouler sur la droite. Des groupes de brins courbés de feuillets β forment le cœur de nombreuses protéines globulaires (Figure 5-6). Les représentations schématiques figurent les feuillets β comme des flèches pointant dans l’orientation amino vers carboxy-terminale.

Les boucles et les coudes En gros, la moitié des résidus d’une protéine globulaire « typique » se trouvent sous forme d’hélices α et de feuillets β, l’autre moitié adoptant des conformations en boucles, tours, coudes et d’autres

que du feuillet β est très déplié. Mais, comme pour l’hélice α, la stabilité des feuillets β vient pour l’essentiel des liaisons hydrogène entre les atomes d’oxygène des groupements carbonyles et les ato-

N C C

R

N

C

N

R R

C

C

C

N

C N

C

R

C

N

R

C

R R

N

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N O C C

C

C

N C

C

N R

R

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C

R

N C R C C

FIGURE 5-4  Liaisons hydrogène (lignes en pointillés) formées entre les atomes H et O qui stabilisent un polypeptide dans sa conformation en hélice α. (D’après Haggis G.H. et al. (1964), « Introduction to Molecular Biology ». Science 146 ; 1455-1456. Reproduit avec l’autorisation de AAAS).

FIGURE 5-5  Espacements et angles de liaison des liaisons

hydrogène de feuillets β plissés antiparallèles et parallèles. Les flèches indiquent l’orientation de chaque brin. Les liaisons hydrogène sont indiquées en lignes pointillées. Les atomes d’azote α (donneurs d’hydrogène) et les atomes d’oxygène (accepteurs d’hydrogène) sont indiqués en bleu et en rouge respectivement. Les atomes de carbone du squelette figurent en noir. Pour la clarté de la représentation, les groupes R et les atomes d’hydrogène ont été omis. En haut : feuillet β antiparallèle. Il y a une alternance de liaisons hydrogène proches ou nettement séparées, elles sont orientées approximativement perpendiculairement au squelette polypeptidique. En bas : feuillet β parallèle. Les liaisons hydrogène ont un espacement régulier mais pointent dans des directions alternées.

Index Note  : Les numéros de page suivis d’un f se rapportent à une figure, ceux suivis d’un t, à un tableau.

A A, substance de groupe sanguin, 696 A1, peptide, de l’entérotoxine de V. cholerae, 763 AAH. Voir Aromatiques, hydroxylases des hydrocarbures, AAV. Voir Adénovirus, virus associé à l’, virus ABC-1. Voir ATP, transporteur-1 à cassette de liaison à l’ Abêtalipoprotéinémie, 247, 269t ABO, groupes sanguins, sucres aminés des, 239 ABO, système importance en transfusion sanguine, 696 substances ABO et, 696 Absorption par pinocytose, 489 Absorption, 534 Absorption, spectres d’, des porphyrines, 322, 322f ACAT (acyl-CoA :cholestérol acyltransférase), 265 Accélératrice (Ac-), globuline (facteur V), 678t Accepteur (A/aminoacyl, site, liaison des aminoacylARNt dans la synthèse protéique, 404, 405f Accepteur, bras, de l’ARNt, 361, 361f, 410, 410f ACE. Voir Angiotensine, inhibiteurs de l’enzyme de conversion de l’ Acellulaires, systèmes, étude de vésicules dans des, 581 Acéruloplasminémie, 666 Acétaldéhyde déshydrogénase, 771 Acétaldéhyde, 771, 772f Acétique, acide, 148t valeur de pK/pKa, 14t Acétoacétate, 219, 220f dans le catabolisme de la tyrosine, 299f Acétoacétyl-CoA synthétase, dans la synthèse du mévalonate, 261, 261f Acétone, 222 Acétyl (acyl)-malonyl, enzyme, 226f, 226 Acétyl transacylase, 227f, 228f Acétyl-CoA carboxylase, 222 dans la régulation de la lipogenèse, 227f, 229-230, 230f Acétyl-CoA, 159, 159f, 164 catabolisme, 171f, 172f. Voir aussi Citrique, cycle de l’acide dans la synthèse du facteur d’activation plaquettaire, 241f et régulation de la lipogenèse, 229-230 lipogenèse et, 227-228, 227f, 229f comme précurseur des acides gras, 228 métabolisme des glucides, 158, 158f oxydation des acides gras en, 158, 159f, 218f oxydation du pyruvate en, 174, 175f, 181-182, 175f, 183f, 184t

r égulation de la pyruvate déshydrogénase, 182, 183f, 231 synthèse du cholestérol et, 261-263, 261f, 263f 2-Acétylaminofluorène, structure, 727f Acétylation, 707 comme modification covalente, 31t des histones, 737 Acétylcholine, inhibition de la libération d’, 584 N-Acétylgalactosamine, liaison à la sérine, 594f N-Acétylglutamate et biosynthèse de l’urée, 287f N-Acétyllactosamine, unités de, 595 N-Acétylneuraminique, acide, 213f, 145f, 145t dans les gangliosides, 243, 243f dans les glycoprotéines, 211, 213f, 590t dans les mucines, 525, 526f Acholurique, jaunisse, 329 Achondroplasie, 491t, 628f Acide conjugué, 13 Acide gras, système de l’élongase des, 229, 232f dans la synthèse des acides gras polyinsaturés, 232, 232f Acide rétinoïque tout trans, 743t Acidémie isovalérique, 294t, 306 Acides conjugués, 12 polyfonctionnels, ex des nucléotides, 336 comme donneurs de protons, 11 forts, 11 faibles, 14. Voir aussi Acides faibles structure moléculaire modifiant leur force, 14, 14t Acides alpha aminés. Voir aussi Acides aminés dans les protéines, 17, 19t spécification par le code génétique, 18, 18t-19t l, acides aminés de série, dans les protéines, 18 Acides aminés libres, absorption des, 537 Acides aminés, 3, 19-24, 19t-20t. Voir aussi Peptides à chaîne ramifiée, catabolisme, 302-303, 304f maladies du, 303 absorption, 535-536 analyse/identification, 23 besoins, 540 biosynthèse, 277 carences, 275, 540 cétogéniques, 164 charge nette, 20-21, 20f conservation lors de la catalyse, 64, 64t dans la néoglucogenèse, 173, 174f dans le cycle de l’acide citrique, 164 dans les peptides, 17, 22, 22f dans les protéines, 18, 19 dégradation protéique et, 282, 282f désamination. Voir Désamination échange entre organes et maintien du taux circulant, 282-283

élimination d’ammoniaque à partir des, 284f, 285 enchaînement dans la structure primaire, 22 essentiels du point de vue nutritionnel, 159, 276 excitateurs. Voir Aspartate ; Glutamate glucogéniques, 164 glycémie et, 200 hydrolyse des liaisons peptidiques, 712-713 interconversion, 158 intermédiaires cataboliques pour la biosynthèse de glucides et de lipides, 292 métabolisme, 158f, 159, 160f. Voir aussi Acides aminés, squelettes carbonés des ; Acides aminés, azote des, phosphate de pyridoxal dans le, 553 non essentiels du point de vue nutritionnel, 159, 276, synthèse, 277-280 produits dérivés, 307-315. Voir aussi les produits spécifiques propriétés, 18-21 réactions chimiques, dictées par les groupements fonctionnels, 22-23 remplacement par des acides cétoniques dans l’alimentation, 279 solubilité, 21 substitutions, dues à des mutations faux sens, 310, 411f synthèse, 276-280 dans le métabolisme des glucides, 158 et cycle de l’acide citrique, 173, 174f systèmes de transport, effet des hormones, 483 transamination. Voir Transamination valeurs de pK/pKa, 18t-19t, 20, 20f effet de l’environnement, 21 Acides aminés, azote des catabolisme de l’, 281-289 dans le catabolisme du squelette carboné des acides aminés, 292-293, 292f, 293f, 295f dans le métabolisme de l’azote, 284-286, 284f produits terminaux, 283 dont l’urée, 286-288, 287f rôle de la L-aminoacide oxydase, 121 rôle de la L-glutamate déshydrogénase, 284-286, 285f transamination, 284, 284f Acides aminés, catabolisme du squelette carboné des, 292 à chaîne ramifiée, 302-303, 304f maladies, 211 formation d’acétyl-CoA et, 298f, 299f, 304f, 305f formation du pyruvate et, 293f, 295, 297f transamination et amorçage, 292-293, 292f Acides aminés, maladies du métabolisme des, 294t

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Acides aminés, séquençage. Voir aussi Protéines, séquen­çage des détermination de la structure primaire, 22 Acides aminés, squelette carboné des, 280, 283, 288 devenir, 292t Acides faibles, 14 comportement décrit par l’équation de HendersonHasselbach, 13 constantes de dissociation, 12-13 importance physiologique, 12-13 pouvoir tampon, 13-14 valeurs de pK/pKa, 14 Acides forts, 12 Acides gras, 3, 143 activation, 217, 218f dans les membranes, 475 effet sur l’absorption du calcium, 537 essentiels, 225, 231, 231f, 232 déficit en, 232 métabolisme anormal des, 235 production de prostaglandine, 233 insaturés. Voir Insaturés, acides gras interconversion, 143 la carnitine dans le transport des, 217, 218f libres. Voir Acides gras libres, métabolisme, 158, 159f nomenclature, 147, 147f non-estérifiés (libres). Voir acides gras libres oxydation, 217-219. Voir aussi Cétogenèse aspects cliniques de l’, 223-224 dysfonctionnements causes d’hypoglycémie, 223 libération de l’acétyl-CoA et, 158, 159f, 217-219, 218f propriétés physiques/physiologiques, 149 saturés, 147, 148t, 149 source d’écosanoïdes, 233, 234f synthèse, 225-228, 226f, 227f. Voir aussi Lipogenèse cycle de l’acide citrique et, 168-175, 175f dans les mitochondries, 217, 218f extramitochondriale, 228 métabolisme des glucides et, 158 trans, 149, 232-233 triacylglycérols (triglycérides) comme forme de stockage, 150, 150f Acides gras libres, 147, 217, 248, 248t dans la cirrhose, 253 effet de l’insuline, 256 effet du métabolisme du glucose, 256 effet sur la lipogenèse, 229, 230f métabolisme, 248-249 jeûne et, 166f, 166t, 167 régulation de la cétogenèse et, 221-222, 222f Acides gras, complexe de la synthase des, 226-228, 227f, 228f, 231 Acides gras, élongation de la chaîne des, 229, 232f Acides gras, glucides et synthèse des, 162 Acides gras, oxydase des, 218 Acides gras, protéine de liaison aux, 217, 248 Acides gras, protéine membranaire de transport des, 248 Acides gras, synthase des, 79 226-228 Acido-basique, équilibre, 286 Acidose lactique. Voir Lactique, acidose métabolique et ammoniaque, 286 Acidurie dicarboxylique, 224 méthylmalonique, 197 orotique, 350 urocanique, 293

Aconitase (hydratase de l’aconitate), 172 ACP. Voir Acyles, protéines transporteuses d’, Acrosomique, réaction, 603 ACTH. Voir Adrénocorticotrope, hormone, Actine F, 632-633 Actine-G, 632 Actine, 631, 694t, 695 actine F, 632, 634 actine G, 632 contrôle du muscle strié et, 636 dans la contraction musculaire, 632, 634-637, 637 décoration de l’, 634, 634f structure, 632 Actine, filaments (fins) d’, 584, 631, 633f Actine, filaments d’, 695 Activateur tissulaire du plasminogène, (alteplase/t-PA), 67, 681, 682f Activateurs et régulation de l’expression génique, 423-444, 424. Voir aussi Amplificateurs, Enhancers/Éléments enhancers Activation, énergie d’, 73, 74 Activation, enzyme d’, dans l’ubiquitinylation, 579 Activation, enzymes modifiant la barrière d’énergie d’, 75 Actomyosine, 631 Acyl-CoA déshydrogénase des acides gras à chaîne moyenne, déficit en, 218 Acyl-CoA déshydrogénase, 122, 218, 218f dans l’activation des acides gras, 218f, 219 dans la synthèse de triacylglycérol, 239, 255, 255f des chaînes-moyennes, déficit en, 224 Acyl-CoA :cholestérol acyltransférase (ACAT), 265 Acylcarnitine 217, 217f Acyles, protéine de transport des, (ACP), 226, 227f synthèse à partir de l’acide pantothénique, 226, 557 Acylglycérol, 239 aspects cliniques, 243-244 catabolisme, 238-239 métabolisme, 238-242 synthèse, 239-242, 239f dans le réticulum endoplasmique, 162, 162f ADA bovine conjuguée au polyéthylène glycol, 759 ADA. Voir Adénosine désaminase Adduits, 716 Adénine, 335t, 338t Adénomateux, polypes, 765 Adénosine, 335t appariement de bases dans l’ADN, 354, 355f conformères syn et anti, 335f dans la formation de l’acide urique, 348, 349f Adénosine 3’-phosphate-5’-phosphosulfate, 337f, 337 Adénosine désaminase déficit en, (ADA) 349 étude de cas, 758-759 Adénosine monophosphate. Voir AMP Adénosine triphosphate. Voir ATP Adénovirus, virus associé à l’, 451 Adénylate cyclase, 517, 517t, 518, 763 dans la lipolyse, 256, 257f production d’AMPc, 189 Adénylate kinase (myokinase), 118 comme source d’ATP dans le muscle, 645 dans la régulation de la néoglucogenèse, 199 Adényliques, transporteur de nucléotides, 134f, 134 Adhérence cellulaire molécules, 739, 739t rôle des glycosphingolipides, 243 Adipeux, tissu, 147, 158, 255-256, 255f brun, 257-258, 258f capture de l’énergie libre catabolique, 114, 132

capture du glucose, 164 énergie lbre d’hydrolyse, 115 lors du jeûne, 166, 167 métabolisme, 165f, 167t, 255-256, 255f Adipocytes, 257 renouvellement, 713t ADN, 354, 365-387, 381f à bouts francs, 449, 450 ADP-ribosylation et réparation, 552 altérations, 383f, 384, 384t réparation des, 383-384, 384t appariement des bases, 9, 353-355, 355f complémentarité pour la renaturation, 355-356 technique de l’ADN recombinant et, 447-455 chromosomique, 366f, 369t, 370f complémentarité, 356, 357f, 452 contrôle de l’intégrité, 384-385 dans la chromatine, 366f, 367-368, 367t, 368f dans la synthèse de l’ARN, 377-381 dans les nucléosomes, 365, 365f, 366, 367, 368f dépurination, réparation par excision de base et, 383 double-brin, 354-355, 356, 356f, 357 forme relaché, 356 information génétique, 353-356 mitochondrial, 372, 372f, 372t mutations, 364, 372-375. Voir aussi Mutations réarrangements permettant la diversité des anticorps, 374 recombinant. Voir Recombinant ADN/technologie de l’ ADN recombinant régions codantes, 370, 370f relation avec l’ARNm, 370f renaturation, appariement des bases et, 355-356 réparation des lésions double brins, 383-384, 384t, 385f réparation des mésappariements, 383, 383f, 383t, 384t réparation par excision de bases, 383, 383f, 384t réparation par excision de nucléotides, 383, 383f, 384t réparation, 383-384, 384t, 579 réplication/synthèse, 356, 357f, 375-385, 375t, 376f, 382t amorce de l’ADN, 376f bulle de réplication, formation, 379-380, 380f, 381f dans la phase S du cycle cellulaire, 380-383, 382f fourche de réplication, formation, 376, 376f initiation (amorçage), 378f origine, 375 reconstitution de la structure de la chromatine et, 380 réduction des ribonucléosides diphosphates, 346 réparation au cours de la, 383-384, 384t rôle du complexe de l’ADN polymérase, 377t semi-conservative, 357, 357f semi-discontinue, 376f, 378f, 379 séquençage, 441f séquences répétitives, 371 séquences uniques (non répétitives), 371 sillons, 355f, 356 stabilisation, 9 structure, 343-346, 344f, 345f dénaturation pour l’analyser, 355 en double-hélice, 9, 354-355, 355f surenroulé (superenroulé), 356, 380, 382f transcription, 356-357 transposition, 373-374 ADN hélicase, 376f



ADN ligase et technologie de l’ADN recombinant, 449, 450t, 451f ADN méthylase à spécificité de site, 448 ADN polymérases, 375, 376f, 377, 456f en génie génétique, 449t ADN primase, 376f ADN sauteur, 374 ADN topoisomérases, 356, 381, 377f, 377t ADN-PK. Voir ADN, protéine kinase dépendant de l’ ADN-protéine, interactions, modèle du bactériophage lambda, 428-430, 428f ADN, combinaisons d’éléments d’, 438f ADN, altération par des agents environnementaux, 726 par des rayons, 726 ADN, amplification de séquences et séquençage des protéines, 31 ADN, ARN polymérases dépendantes de l’, 389 ADN, élément de l’, modifiant l’expression génique, 424 ADN, éléments régulateurs, 436f ADN, fingerprinting, (empreinte), 465 ADN, footprinting (empreinte à la DNase), 465 ADN, lésions, 718 ADN, motifs de liaison à l’, et facteurs de transcription, 439t ADN, protéine kinase dépendante de l’, 384 ADN, sondes, pour diagnostiquer une porphyrie, 323 ADN, transfection d’, endocytose lors de la, 488 ADN, virus à, 728 ADNc, banque d’, 452 séquençage d’, pour l’analyse des glycoprotéines, 522t ADNc, de l’érythropoïétine humaine, 689 ADNdb. Voir ADN double brin ADP-chaperon, complexe, 578. Voir aussi Chaperons ADP-ribose, NAD comme source d’, 553 ADP-ribosylation, 553, 763, 763f, 764f ADP, 335f dans le contrôle respiratoire, 153 myosine, contraction musculaire et, 568, 568f ADPase, 684, 684t Adrénaline, 496. Voir aussi Catécholamines biosynthèse, 504, 504f dans la régulation de la lipogenèse, 230 dans la régulation de la néoglucogenèse, 198 effet sur la glycémie, 202 synthèse, 311, 314f Adrénergiques, récepteurs, dans la glycogénolyse, 192 Adrénocorticotrope, hormone (ACTH) 755 et hypercortisolisme, 754, 754t Adrénoleucodystrophie néonatale, 573, 574t Aérobie, glycolyse, 697 comme source d’ATP musculaire, 646-647 taux dans les cellules cancéreuses, 740 Aérobie, métabolisme, 780 Aérobie, respiration, cycle de l’acide citrique et, 172 Aérobies, conditions, 184 et formation d’ATP musculaire, 645-646 AFP. Voir Alpha-fœtoprotéine, Agammaglobulinémie, 672 AGE. Voir Glycation, produits avancés de Agrécane, 625 Agrégation, prévention de l’, 579 Agrégats, formation, 45 Agrégées, protéines, effets toxiques, 718 AHG. Voir Antihémophilique Facteur A/globuline Aiguë, protéines de la phase, 540, 656, 657t la vitamine A comme régulateur négatif, 542, 545 AINS. Voir Non stéroïdiens, médicaments antiinflammatoires Ajustement induit, modèle de l’, 62, 62f

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ALA synthase érythrocytaire (ALAS2), 321 dans la porphyrie, 323t ALA synthase hépatique, (ALAS1), 321 dans la porphyrie, 323t, 324 ALA synthase, 320 ALA. Voir Aminolévulinate Alanine, 19t, 283, 308 α-Alanine, 295 β-Alanine, 312-313 dans la formation du pyruvate, 295 pI, 20-21 synthèse, 277, 277f Alanine aminotransférase, 67 dans la synthèse de l’urée, 284, 284f et jaunisse, 751 valeur diagnostique, 66t valeurs de référence, 756t Alanine transaminase. Voir Alanine aminotransférase ALAS1 (ALA synthase hépatique), 321 et porphyrie, 323t, 324 Albumine, 584, 617, 654, 655 656 combinaison avec les acides gras libres, 216, 247t, 248-249, 656 liaison de la bilirubine conjuguée, 329 liaison du cuivre, 664 valeurs de référence, 756t Albumine/globuline, rapport (rapport A/G), 753 Albuminurie, 617 Alcalose métabolique, ammoniac dans l’, 286 Alcalose, rôle de l’ammoniaque, 286 Alcaptonurie, 300 Alcool déshydrogénase, 771, 772f dans la stéatose hépatique, 254 Alcool éthylique. Voir Éthanol Alcoolisme et cirrhose, 253 et glycosylation de la transferrine, 659 et stéatose hépatique, 254 Aldéhyde déshydrogénase, 122 dans la stéatose hépatique, 255 Aldolases aldolase B, 209, 211f déficit, 213 dans la glycolyse, 178, 179f déficit en aldolase A, 183 Aldose réductase, 211, 211f, 214 Aldoses, 138, 138t, 140f structure cyclique, 138f Alignement de séquences multiple, 102 Alimentation normale, état d’, et carburants alimentaires, 158, 164-167, 166t Alimentation, thermogenèse induite par l’, 257 Alimentation. Voir aussi Nutrition effet sur le taux de cholestérol, 268, 269 régulation de la glycémie et, 200 riche en graisse et stéatose hépatique, 253 sécrétion des VLDL hépatiques et, 253, 254f très pauvre en glucides entrainant l’amaigrissement, 203 Aliments solides, 763 Allergiques, réactions, dues à l’absorption de peptides, 534 Allopurinol, 340, 338f, 348, 351, 772 Allostérique, régulation, de la catalyse enzymatique, 89-90, 90f, 164f régulation de la néoglucogenèse et, 198-199 Allostérique, site, 90 Allostériques, activateurs, 198 Allostériques, effecteurs/modificateurs, 43f, 164 et régulation de la néoglucogenèse, 198-199 négatifs, 89. Voir aussi Rétroinhibition seconds messagers en tant qu’, 90-91

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Allostériques, enzymes, 90-91, 164 aspartate transcarbamylase un modèle d’, 90 Allostériques, propriétés, de l’hémoglobine, 52 ALP. Voir, Phosphatase alcaline Alpha thalassémies, 57, 687t Alpha-adrénergique, récepteurs, dans la glycogénolyse, 192 Alpha-aminé, azote.Voir Acides Aminés, azote des, Alpha-cétoglutarate, 295 dans le catabolisme du squelette carboné des acides aminés, 292f Alpha-fœtoprotéine, comme biomarqueur tumoral, 741, 741t alpha-Linolénique, acide, contre la carence en acides gras essentiels, 232 Alpha-lipoprotéines. Voir aussi Lipoprotéines de haute densité, déficit héréditaire en, 269t Alpha-R, groupement, propriétés des acides aminés modifiées par leur, 21-22 alpha-SNAP, 582 alpha-Thalassémies, 687t Alpha-tocophérol. Voir Tocophérol alpha-Tubuline, 649 Alpha, anomères, 139 Alpha, hélice, 38-39 alpha2-Macroglobuline, 656 Alport, syndrome d’, 614 ALT. Voir Alanine aminotransférase Altéplase (activateur tissulaire du plasminogène/t-PA), 681, 677f Altitude, adaptation à la haute, 55 Alu, famille, 371, 374 Alzheimer, base génétique sporadique de la maladie d’, 762 Alzheimer, maladie d’, perturbations affectives et comportementales, 762 Alzheimer, plaques amyloïdes et maladie d’, 668t, 760, 761f anamnèse et examen clinique, 760 causes, 759-760 étude de cas, 759-762, 761f traitement, 760 Amadori, produits d’, 718 Amadori, réarrangement d’, 602 Amaigrissement, 158 Ames, test d’, 728f Amidon, 142, 141f hydrolyse, 534 indice glycémique, 534 Aminoacyl-ARNt synthétases, 409, 410f Aminoacyl-ARNt, dans la synthèse protéique, 410 Aminoacyle (A/accepteur), site, liaison de l’aminoacyl-ARNt, 418, 419f Aminoacyles, résidus, 18, 22 et sructure peptidique, 22 l-α-Aminoadipate, 300f l-α-Aminoadipate-δ-semialdéhyde, 300f Aminolévulinate déshydratase, 320, 319f dans la porphyrie, 323, 323t Aminolévulinate synthase, 320, 321, 319f dans la porphyrie, 322f, 323, 323t Aminolévulinate, 320, 319f dans la porphyrie, 333 Aminopeptidases, 537 Aminophospholipides et asymétrie membranaire, 478 Aminotransférases (transaminases), 175, 174 f dans la biosynthèse de l’urée, 284, 284f signification diagnostique, 66t Aminotransférases érythrocytaires, (transaminases), pour déterminer le statut en vitamine B6, 551

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Ammoniaque dans l’équilibre acido-basique, 286 détoxification, 285 élimination de l’azote sous forme d’, 284f, 285 excès, 283 fixation par la glutamine synthase, 285, 285f intoxication par l’, 285 Ammoniaque, taux sanguin et défaillance hépatique, 752 Ammonium, ion, valeurs de valeurs de pK/pKa, 15t Amobarbital, effet sur la phosphorylation oxydative, 127 AMP cyclique, 190, 191f, 337, 337f, 338t comme second messager, 189 dans la néoglucogenèse, 198, 199, 199f, 202 dans la régulation du métabolisme du glycogène, 190-192, 191f, 192f effet sur la contraction du muscle lisse, 643-644 phosphoprotéines phosphatases et, 519 protéines kinases et, 518, 519 rôle de l’adénylate cyclase, 189, 517, 517t, 518 AMP cyclique, protéine de liaison à l’élément de réponse à l’, (CREB), 518 AMP cyclique, protéine kinase dépendante de l’, 42f. Voir aussi Protéine kinases AMP cyclique, protéine régulatrice dépendante de l’, (protéine activatrice de gène régulée par les catabolites), 426 AMP, 335f, 335t, 336f 343f coenzymes dérivés, 338t comme régulateur de la PRPP glutamyl amidotransférase, 344, 345 conversion de l’IMP en, 342, 344f cyclique. Voir AMP cyclique énergie libre d’hydrolyse, 116 rétrorégulation, 344-346, 345f structure, 336f AMPc, 763, 763f, 764f. Voir aussi AMP cyclique Amphiboliques, voies/processus, 158 et cycle de l’acide citrique, 173 Amphiphiles, hélices, 38 Amphiphiles, lipides, 155, 155f dans les lipoprotéines, 248, 248f dans les membranes, 154, 155f, 475-476, 475f Amphiphiles, repliement et molécules, 9 Ampicilline (Amp), gènes de résistance à l’, 451 Ampicilline, 451 Amplificateur, (enhancer) éléments de répone, 436f enhancer/élément enhancer, 434 insertion, 728, 728t propriétés, 436f protéines de liaison, 436 Amylases, 59 dans l’hydrolyse de l’amidon, 534 Amyloïde A sérique (SAA), 667 Amyloïde, hypothèse de la cascade, 761 Amyloïde, peptide β (Aβ42), 760-761, 7611f agrégation, 761 Amyloïde, protéines précurseurs, 46, 760, 761f dans la maladie d’Alzheimer, 46 Amyloïdose familiale, 667 Amyloïdose primaire, 667 Amyloïdose secondaire, 667 Amyloïdose, 653 Amylopectine, 142, 143f, 534 Amylopectinose, 190t Amylose, 142, 143f Anaboliques, voies/anabolisme, 114, 158. Voir aussi Endergonique, réaction ; Métabolisme Anaérobies, conditions, 648 Analbuminémie, 657

Analogues de substrat dans l’inhibition compétitive, 80 Anaphylaxie et substance à réaction lente, Voir SRS-A Anaphylaxie, substance à réaction lente de l’, 237 Anaplérotiques, réactions, dans le cycle de l’acide citrique, 174 Ancrage moléculaire, (docking), programme de, 44, 103 Ancre, 578 Andersen, maladie d’, 190t Androgènes aromatisation périphérique, 500 synthèse, 499-500, 499f Anémies, 56 carence en fer, 537, 556, 662 causes, 686, 687t définition, 686 de Fanconi, 343 falciforme. Voir Anémie falciforme hémolytique, 177, 183 due à des carences, 205, 211-212 et hyperbilirubinémie/jaunisse, 328, 329t et peroxydase, 209, 209f niveaux d’haptoglobine associés, 657 mégaloblastique par carence en folate, 556 par carence en vitamine B12, 556 pernicieuse, 547t prévalence, 686 Anémie falciforme, 687t analyse de familles, 458f Anémie pernicieuse, 543 Anémies hémolytiques, 178, 184, 212 analyses de laboratoire, 692t causes, 692f dues à un déficit en glucose-6-phosphate déshydrogénase, 205, 211-212, 691 évènement en chaîne possible, 691f et peroxydase, 209, 209f, 211 hyperbilirunémie/jaunisse dans les, 328, 329t niveaux d’haptoglobulines dans les, 657 Aneuploïdie, 726, 726f Angelman, syndrome d’, 283 Angiogenèse, stimulation par les cellules cancéreuses, 738 Angiotensine enzyme de conversion, 507 inhibiteurs de l’enzyme de conversion, 509 Angiotensine II biosynthèse, 507 formation et métabolisme, 508f Angiotensinogène, 508 Anhydride d’acides, liaisons, 337 Anhydrides d’acides, potentiel de transfert de groupe des, 337 Anionique, trou, 756 valeurs de référence, 755t Anions, protéine échangeuse d’, (bande 3), 689 Ankyrine, 694t, 695 Anomérique, atome de carbone, 134-135 Ansérine, 309, 310f, 312 Antérograde, transport, (COPII), 581, 583f Anthracycline iodée, 668 Anti-angiogéniques, agents, 743t Anti-apoptotiques, gènes, surexpression, 737 Anti-peroxydase thyroïdienne (antimicrosomiques), anticorps, 776 Anti-thyroïdiens, autoanticorps, 755 Anti-thyroperoxydase, anticorps, 776 Anti-TPO, anticorps. Voir Anti-thyroperoxydase, anticorps

Anti-TSH récepteur, anticorps, 755 Antiamariles, médicaments, inhibiteurs du folate, 556 Antibiotiques de type inhibiteurs de folate, 555 effets sur la synthèse protéique bactérienne, 421 sucres aminés dans les, 141 traitement par, 759, 765, 777 Anticancéreux, agents, 743, 743t cibles, 742f effets secondaires, 742 Anticancéreux, médicaments, effet sur la différenciation, 743t Anticancéreux, médicaments, effet sur les modifications épigénétiques, 743t Antichymotrypsine, 652t Anticoagulants (coumarine), 680 Anticodon, région, de l’ARNt, 408, 410f Anticonformères, 336, 335f Anticorps, 651, 654. Voir aussi Immunoglobulines diversité, 670-671 monoclonaux, production par hybridomes, 672 Antifolate, médicaments, affectant la synthèse des nucléotides puriques, 344, 351 Antigènes, 594 Antigénicité, altération par les xénobiotiques et lésion cellulaire, 768, 709f Antigénique, déterminant, (épitope), 41 Antihémophilique, facteur A/globuline, 678t déficit, 680 Antihémophilique, facteur B (facteur IX), 678t déficit, 680 effet des médicaments coumariniques, 680 Antihormonaux, agents, effet, 743t Antimicrosomiques, anticorps, (anti peroxydase thyroïdienne), 754 Antimycine A, effets sur la chaîne respiratoire, 132 Antioxydantes, propriétés, de l’acide urique, 772 Antioxydants, 125, 154 aliments, 561-564 rétinoïdes et caroténoïdes, 153, 543, 549 vitamine C, 154 vitamine E, 125, 154, 545, Antiparallèles, boucles, des ARNm et ARNt, 410 Antiparallèles, brins, de l’ADN, 355, 355f Antiparallèles, feuillets β-plissés, 39, 39f Antiport, systèmes, 483, 483f, 591 α1-Antiprotéase, dans l’emphysème et l’hépatite, 701 Antiprotéase, inhibiteur, 701 Antiprotéases, 701, 702 Antithrombine/antithrombine III, 657t, 680 liaison de l’héparine, 680 α1-Antitrypsine dans l’emphysème, 666 α1-Antitrypsine dans l’hépatite, 666 α1-Antitrypsine, dans l’emphysème et maladie hépatique, 666-667 Aorte, 615 APC. Voir C, Protéine, activée Apicales, protéines, 584 Apo A-I, 248t, 248 déficits en, 269t Apo A-II, 247, 248t action sur la lipoprotéine lipase, 251 Apo A-IV, 248t, 248 Apo B-100, 248t, 247 dans le métabolisme des LDL, 250f, 251 régulation, 265 Apo B-100, récepteurs de, dans le métabolisme des LDL, 251 Apo B-48, 248t, 247 Apo C-I, 248t, 247



Apo C-II, 248t, 247 dans l’activité de la lipoprotéine lipase, 251 Apo C-III, 248t, 247 action sur la lipoprotéine lipase, 251 Apo D, 248t, 248 Apo E, 248t, 247, 251 Apo E, récepteurs d’, dans la capture des résidus de chylomicrons, 250f, 251 dans le métabolisme des LDL, 251, 253, 254f Apo-transcétolase, activation de l’, pour mesurer le statut nutritionnel en thiamine, 552 Apolipoprotéines/apoprotéines, 247 distribution, 247t, 248 oxygénation de l’hémoglobine et, 51 Apomyoglobine, et encombrement stérique pour le fer héminique, 51 Apoprotéines. Voir Apolipoprotéines/apoprotéines Apoptose, 242, 243, 716, 761 aspects microscopiques, 735 définition, 735 et p54, 384 modes d’évasion des cellules cancéreiuses, 71, 735 principales caractéristiques, 737t schématisation, 736f versus nécrose, 735 Apoptotiques, programme de mort des cellules, 717 APP. Voir Amyloïde, protéines précurseurs de l’, Appariement flottant (Wobble), 410 Aquaporines, 480 Arabinosyl cytosine (cytarabine), 338, 339f Arachidonique, acide, arachidonate, 149, 149f, 232, 231f formation des eicosanoïdes, 233, 233f, 234f, 235f rôle dans la carence en acides gras essentiels, 232 Arachnodactylie rétractile congénitale, 615 Argentaffinome (carcinoïdes), sérotonine et, 310 Arginase, 287t dans la synthèse de l’urée, 295f maladies la concernant, 289 Arginine, 20t, 308 catabolisme, 293, 295f dans la synthèse de l’urée, 293 métabolisme, 308f Argininosuccinicacidurie, 289 Arginosuccinate lyase dans la synthèse de l’urée, 286, 287f déficit, 289 Arginosuccinate synthase, 289 déficit, 289 Arginosuccinate, dans la synthèse de l’urée, 288-289, 287f Armature, « scaffold », 613 ARN amorce dans la synthèse d’ADN, 378f ARN nucléaire, maturation, 442 ARN polymérases, 433 dépendantes de l’ADN et synthèse d’ARN, 390 ARN-ARN hybrides, 362 ARN-ARN, duplex imparfaits, 362 ARN, 354 358-363, 389-390 dans la chromatine, 365 classes/types, 359-362, 388 complémentarité, 358, 358f, 360 hétérogène nucléaire (hnARN), 362 messager (ARNm), 359, 359f, 360f, 388, 389t, 407 épissage alternatif, 402 signification des codons, 408t, 409 séquence nucléotidique, 408 polycistronique, 425 micro (mi) et petit interférant (si), 362

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 utations dues à son changement, 410f, 411-412, m 412f, 425 et technologie de l’ADN recombinant, 456 maturations, 400 et synthèse protéique, 358-359, 359t relation avec l’ADN chromosomique, 370f ribosomique (ARNr), 360-361, 887, 389t activité peptidyltransférase, 417, 417t extinction, 463 petits, 361-362 petit, nucléaire (snARN), 359t, 361, 388, 389t, 465 épissage, 401-402 structure, 357-362, 358f, 360f, 361f synthèse, 354, 388-389 initiation/élongation/terminaison, 389 de transfert (ARNt), 359-360, 361f, 388, 389t, 409410, 409f aminoacyl, dans la synthèse protéique, 416 région anticodon, 408 maturation et modifications, 400 ARN, édition, 405 ARN, maturation alternative, 444-445 ARN, profilage des transcrits, et des protéines, 463 ARN, virus à, 728 ARNr. Voir Ribosomique, ARN ARNt, bras supplémentaire, 361, 361f ARNt, Voir Transfert, ARN de Aromatiques, hydrocarbures, hydroxylases des, 706 Arrêt de transfert, signal d’, 577 Arrêt/ transfert, signal d’, 577 Arrimage (docking), dans l’importation nucléaire. Voir Docking Arrimage (docking), protéine de,. Voir Docking Arrimage moléculaire (docking), programme de. Voir Docking ARS (séquences de réplication autonome), 376, 465 Arseniate, effet sur l’oxydation et la phosphorylation, 180 Arsénite, effet sur l’oxydation et la phosphorylation, 184 Artériel, analyse gazeuse du sang, valeurs de référence, 756t Artérielle, paroi, 623 Arthrite goutteuse, 349 Arthrite rhumatoïde, 606, 609 Arthropathie de l’hémochromatose, 774 Ascorbate, 209, 210f, 558 Ascorbique, acide (vitamine C), 206, 548 carence, 557 effets sur le collagène, 48, 576 comme antioxydant, 160 dans la synthèse du collagène, 48, 576 Asialoglycoprotéines, récepteurs des, dans l’insertion cotraductionnelle, 577f, 577 Asparaginase dans le catabolisme de l’azote des acides aminés, 292-293, 293f Asparagine synthétase, 277, 278f Asparagine, 19t dans le catabolisme de l’azote des acides aminés, 292, 293 synthèse, 277, 277f Aspartate catabolisme, 292, 292f, 293 dans la synthèse de l’urée, 286 synthèse, 277, 277f Aspartate aminotransférase (AST/SGOT) signification diagnostique, 66t, 67 valeurs de référence, 756t Aspartate transaminase. Voir Aspartate aminotransférase Aspartate transcarbamylase, 90 dans la synthèse des pyrimidines, 347f, 348

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Aspartate19t, dans la catalyse covalente, 62 Aspartique, acide, 19t pI, 20-21 Aspartique, famille des protéases à acide, dans la catalyse acido-basique, 62 Aspirine, action sur la cyclooxygénase, 233 action sur la synthèse des prostaglandines, 225 actions antiplaquettaires, 682-684 AST. Voir Aspartate aminotransférase (transaminase) Asthme, leucotriènes et, 149 Asymétrie dans les membranes, 478 de la liaison de l’importine, 584 des lipides et des protéines dans l’assemblage de la membrane, 584, 585f intérieur-extérieur, 478 Asymétries régionales membranaires, 478 Asymétrique, substitution, dans les porphyrines, 318, 318f Ataxie télangiectasique, 384 ATCase. Voir Aspartate transcarbamylase Athérosclérose, 247, 684, 780 cholestérol et, 152, 260, 268 concentration plasmatique des LDL et, 252 facteurs de risque, 779 HDL et, 251 hyperhomocystéinémie et suppléments d’acide folique pour sa prévention, 556 lysophosphatidylcholine et, 151 Atlas de séquences et de structures protéiques, 99 Atorvastatine, 269 ATP, 115-116, 335f, 337, 572, 573 à partir de l’énergie libre du catabolisme, 132 contrôle respiratoire et maintien de l’apport de, 175 dans la synthèse des purines, 342, 342f dans la synthèse et l’importation des protéines mitochondriales, 578 dans le couplage, 115 dans le cycle de l’acide citrique, 171f, 173, 183, 184t, dans le transfert d’énergie libre de processus exergoniques à endergoniques, 115, 117f dans le transport actif, 486-487, 487f énergie libre de son hydrolyse, 115, 116 et contraction musculaire, 631-632, 634, 637 sources multiples, 646f et dégradation des protéines, 282 hydrolyse lors de la contraction musculaire, 634, 646 par NSF, 583 issu du contrôle respiratoire, 132t, 133 phosphorylation oxydative, 645 production de pyrophosphate inorganique, 117 production par l’oxydation des acides gras, 217, 218, 219 ATP synthase, 127, 127f, 128f ATP-citrate lyase, 175, 175f et acétyl-CoA pour la lipogenèse, 228 ATP, transporteur-1 à cassette de liaison à l’, 252, 252f ATPase, 487, 487f dans le transport actif, 502, 502f mutations dans le gène de celle de type P fixant le cuivre responsable de la maladie de Menkes, 665 responsable de la maladie deWilson, 665 protéines chaperons à activité ATPase, 598 Atractyloside, effet sur la chaîne respiratoire, 132, 133f Auto association par interactions hydrophobes, 9

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Auto-assemblage dans la synthèse des bicouches lipidiques, 477 Auto-oxydation. Voir Peroxydation Autoanticorps, dans la myasthénie, 776 Autoimmune, maladies, 555 Autoradiographie, définition de l’, 465 Autosomique récessive, maladie, 759, 766, 774, 786 Autotrophes, organismes, 115 Avidine, cause de déficit en biotine, 557 Axiaux, rapports, 37 Axonémale, dynéines, 650 5- ou 6-Aza-uridine, 338 5- ou 6-Azacytidine, 338 5’-Azadésoxycytidine, 738, 743t 8-Azaguanine, 338, 338f Azathioprine, 339, 339f Azote uréique, taux sanguin, valeurs de référence, 753t Azoté, équilibre, 540 Aβ42. Voir Amyloïde β, peptide

B B, gène, codant la Gal transférase, 697 b, sous-unité de la SRP-R, 575 B, sous-unité de SRP-R, 575 B, substance, groupe sanguin, 696, 697f, 697 B, vitamines. Voir Vitamines B, complexe B, vitamines. Voir Vitaminique, complexe, B BAC, vecteurs. Voir Bactérien, chromosome artificiel, (vecteur BAC) Bactérien, chromosome artificiel, (vecteur BAC), 450 Bactérienne, ARN-polymérase, ADN-dépendante, 393 Bactériens, plasmides, 450 Bactériens, promoteurs, dans la transcription, 392f Bactéries cycle de transcription des, 390 intestinales et déconjugaison de la bilirubine, 326327 Bactériophage, définition, 465 BAL. Voir Dimercaprol BAL31, nucléase, et génie génétique, 450t Balance azotée négative, 540 Balance azotée positive, 540 BamH1, 448, 449 Bandelettes tests jetables, 753 Bandes A, 631 Banque, 465 Barbiturates, effets sur la chaîne respiratoire, 132, 133f Basal, taux métabolique, 538 Basales, lames, 612 Bascule (flip-flop), des phospholipides, asymétrie des membranes et, 464 Bases comme accepteurs de protons, 11 conjuguées, 12 faibles, 12 fortes, 12 Base conjuguée, 13 Bases de données, 98 Bases faibles, 12 Bases fortes, 12 Bases, appariement des, de l’ADN, 10, 355-356, 355f conforme pour la renaturation, 355-356 Bases, réparation de l’ADN par excision de, 383f, 384t, 384 Basic Local Alignment Search Tool (BLAST), 102 Basolatérales, protéines, 584 Becker, myopathie de, 639 770 Bence Jones, protéine de, 672

Bénigne, tumeur, 765 Benzo(a)pyrène, structure, 727f Bériberi, 543 Béribéri, de Soshin, 552 bêta Thalassémies, 57, 687t beta-Alanyl dipeptides, 312 beta-Alanyl imidazole, 313 beta-Aminoisobutyrate, 312 bêta-Globine, groupe des gènes de, représentation schématique, 457f béta-Hydroxybutyrique, acide, 342, 351f bêta-Lipoprotéines, 247. Voir aussi Lipoprotéines de faible densité bêta-Oxydation, des acides gras, 217-219, 218f et régulation de la cétogenèse, 221-222, 222f modifiée, 218f, 219 bêta-Thalassémie, 458, 687t altérations structurales, 457t bêta-Tubuline, 649 bêta, Anomères, 139 bêta, Feuillets, 39 de Aβ42, 761 bêta, Sous-unités, de l’hémoglobine et myoglobine, 57 bêta2-Microglobuline, 662 Bevacizumab, 743t BglII, 449t BHA. Voir Hydroxyanisole butylée BHT. Voir Hydroxytoluène butylé Bi Bi, réactions, 82 et cinétique de Michaelis-Menten, 82 Bicarbonate, 768 dans le liquide extra- et intra-cellulaire, 474t Bicouches, épaisseur des, 586 Bicouches, lipidiques, 475-476, 476f et protéines membranaires, 477-478 Bile, sécrétion de bilirubine dans la, 325, 325f Biliaire, hyperbilirubinémie/jaunisse par obstruction de l’arbre, 327, 327t Biliaires acides (sels), 267-268 dans la digestion et l’absorption des lipides, 535 recirculation entérohépatique, 268 secondaires, 267, 267f synthèse, 266-268, 267f régulation, 267f, 268 Biliaires, pigments, 327. Voir aussi Bilirubine Bilirubine accumulation (hyperbilirubinémie), 327-330, 327t capture par le foie, 325-327, 326f conjugaison, 326, 326f conjuguée liaison à l’albumine et, 329 réduction en urobilinogène, 326-327 fécale, dans la jaunisse, 329t glucuronidation, 706 maladie de la forme non conjuguée, 328 production par catabolisme de l’hème, 324-325, 325f sécrétion dans la bile, 326, 326f urinaire, dans la jaunisse, 329, 329t valeurs normales, 329t Bilirubine non conjuguée, cause de maladies, 328 Biliverdine réductase, 325 Biliverdine, 325, 325f Bimoléculaire, couche membranaire, 476. Voir aussi Bicouche lipidique Biochimie, 2-6 approches expérimentales et méthodes, 2t base de la physio-pathologie, 2-5 définition, 1 et projet Génome Humain, 4-5, 4f relations avec la médecine, 1-2, 2, 3

Biochimiques, analyses médicales. Voir aussi Laboratoires, analyses de utilité, 749 valeurs de références, 755-756t Biocytine, 557 Bioénergétique, 114. Voir aussi ATP Bioéthique, 5 Bioinformatique, 5, 97-98, 464 biologie assistée par ordinateur, 101 cellules virtuelles, 104-105 conception de médicaments assistée par ordinateur, 103-104 définition, 5, 97-98 fonction protéique et, 33-34 génomes et médecine, 97 identification de « protéines inconnues », 102 identification de protéines, 101 Projet Génome Humain, 97 ressource génomique en, 99 Bioingénierie, 5 Biologie assistée par ordinateur, 101-104 définition, 101 génomes et médecine, 97 Projet Génome Humain, 97 ressources génomiques, 101 Biologie moléculaire, 30. Voir aussi recombinant, ADN ; Technologie de l’ADN recombinant Biologie, 4 Biomarqueurs, 656 Biomolécules. Voir aussi rubriques spécifiques modification structurale par l’eau, 7-8, 8-9 réaction avec les espèces réactives de l’oxygène, 715f stabilisation, 9 Biophysique, 5 Biotechnologie, 5 Biotine, 557 carence, 556-557 comme groupement prosthétique, 59 dans la synthèse du malonyl-CoA, 226, 226f BiP. Voir Immunoglobulines, protéine de liaison de la chaîne lourde des 2,3-Bisphosphoglycérate (BPG) stabilisation de la structure T de l’hémoglobine par, 55 Bisphosphoglycérate mutase, dans la glycolyse érythrocytaire, 180, 180f 2,3-Bisphosphoglycérate phosphatase érythrocytaire, 180, 181f Blanc d’œuf cru, carence en biotine due au, 557 BLAST, 102 blastn, 101 bastp, 101 blastx, 102 BMI. Voir IMC BMR. Voir Basal, taux métabolique Bohr, effet, 54 dans la méthémoglobine, 55 Bordure en brosse, enzymes de la, 534 Botanique, 1 Botulinique, toxine B, 584 Boucles, (conformation des protéines), 38-39 Boucles, domaines en, de la chromatine, 367f, 369 Bourgeonnement des vésicules, 581, 586 BPG. Voir 2,3-Bisphospho-glycérate Branchement, point de, 187 Bréfeldine A, 584 Brin direct/précoce, dans la réplication de l’ADN, 376f, 377 Brin retardé (rétrograde), dans la réplication de l’ADN, 376f, 377 Burkitt, lymphome de, translocation réciproque impli­ quée, 730f Butyrique, acide, 148t



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C C-réactive, protéine, 656, 657t, 750, 780 C-terminal, domaine de liaison, 39 C20, acides polyinsaturés à l’origine des eicosanoïdes, 233, 234f, 237 Ca2+-Na+ échangeur, 640 CADD. Voir Médicaments, conception assistée par ordinateur Caféine, 336, 337f et régulation hormonale de la lipolyse, 256 Cage, substrat en cage, 44 Calbindine, 537 Calcidiol (25-hydroxycholecalciférol), dans le métabolisme de la vitamine D, 550f Calciférol. Voir Vitamine D Calcineurine, 639 Calcinose, 549 Calciques, canaux, dans le muscle cardiaque, 640 Calcitonine, comme biomarqueur tumoral, 742, 742t Calcitriol-(l,25(OH)2-D3), 546, 547 biosynthèse cutanée, 502, 503 hépatique, 503 rénale, 503 comme biomarqueur tumoral, 741, 741t et régulation de la concentration du calcium, 548 Calcium, 549, 765 absorption, 537 et métabolisme de la vitamine D, 537, 551 dans l’activation plaquettaire, 682, 683f dans l’hyperthermie maligne, 637 dans l’os, 556 dans la coagulation sanguine, 676, 676f, 678t dans le liquide extracellulaire, 474, 474t dans le liquide intracellulaire, 474, 474t effet sur l’absorption du fer, 538 et contraction musculaire, 638 activation de la phosphorylase, 190 et réticulum sarcoplasmique, 640 dans le muscle lisse, 63 et métabolisme de la vitamine D, 547 médiateur d’actions hormonales, 520, 521 métabolisme, 520 Calcium-dépendante, action hormonale, et métabolisme des phosphoinositides, 520 Calcium-sodium, échangeur, 641 Calcium, ATPase dépendante du, 637 Calcium, protéines de liaison au, vitamine K, carboxylation du glutamate et modification postsynthétique, 550-551 synthèse, 551f Calcium/calmoduline, phosphorylase kinase sensible au, dans la glycogénolyse, 192 Calculs biliaires, 534 de cholestérol, 267 Calculs rénaux (calculs d’urate), 773 Calculs, 773 Caldesmone, 644 Calmoduline, 519, 643 phosphorylase musculaire et, 190, 191f Calmoduline-4Ca2+, dans la contraction du muscle lisse, 643-644 Calnéxine, 579, 599 Calnéxine, modèle du cycle de la, 599 Calories, contrôle des, 765-766, 781-782 Calréticuline, 597 protéine du RE, 600 Calséquestrine, 637, 638 CAM (molécules d’adhérence cellulaire), 739, 740t CAM. Voir, Adhérence cellulaire, molécules d’

Canalisation, dans le cycle de l’acide citrique, 164 Canalopathies, 641 Canaux aqueux, 486 Canaux ioniques contrôlés mécaniquement, 642t Canaux ioniques dépendant d’un facteur, 479 Cancer, 557 agents anticancéreux, 741-742, 741t aspects immunologiques, 743 causes, 726 et métastases, 738-740 gènes oncogènes et suppresseurs de tumeur, 728731 implication des mitochondries, 740-741, 741f invasion, 738 mécanismes épigénétiques, 737 origine clonale, 725 prédisposition héréditaire, 734 prévalence, 724 prévention par les facteurs de risques modifiables, 732, 732t relation avec les facteurs de croissance polypeptidiques, 732 rôle des cellules souches, 737 types, 724 Cancer colorectal héréditaire non polyposique (NPCC), 765 gènes de réparation des mésappariement et, 384t Cancer Genome Atlas, 101 Cancer hormonodépendant et carence en vitamine B6, 554 Cancer, cachexie du, 165, 181, 539 Cancer, chimiothérapie du analogues synthétiques de nucléotides utilisés, 32è338, 338f, 339f inhibiteurs du folate, 555 neutropénie provoquée par la, 616 Cancer, porphyrines dans la photothérapie du, 322 Cancer/cellules cancéreuses, 601, 605 analyses par puces à ADN, 741 aneuploïdie, 733 anomalies de l’apoptose anomalies du cycle cellulaire, 733-734 anomalies membranaires et, 491t biochimie, 740 colorectal, 763-765 cyclines et, 381 effet Warburg, 740 élévation de l’activité télomérase, 733 hormono dépendant et déficit en vitamine B6, 553 instabilité génomique, 733 intérêt du séquençage pangénomique, 734-735 isozymes de la pyruvate kinase et glycolyse, 740f mécanisme d’échappement à l’apoptose, 736-737 modifications biochimiques et génétiques, 725f propriétés métastatiques, 600 propriétés, 724, 725f stimulation de l’angiogenèse, 738 taux de glycolyse aérobie, 740 Cancérigènes chimiques directs et indirects, 727f et cancers, 726-727 interaction avec l’ADN, 726 sortes, 726t structures, 727f Cancérigènes directs, 727f Cancérogenèse par agents chimiques 727 étapes, 727 Cancérogenèse, 725 Cancers héréditaires, 735t CAP. Voir Catabolites, protéine de régulation génique par les Caproïque, acide, 148t

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Carbamates de l’hémoglobine, 54 Carbamyl phosphate dans la synthèse de l’urée, 286, 287f énergie libre d’hydrolyse, 116t excès de, 350 Carbamyl phosphate synthétase carbamyl phosphate synthétase I, 286 carbamyl phosphate synthétase II, dans la synthèse des pyrimidines, 346, 347f dans la synthèse de l’urée, 286, 287f déficit, 288 Carbone, dioxyde de, production par le cycle de l’acide citrique, 170-171, 172f transport par l’hémoglobine, 53 Carbone, monoxyde de effet sur la chaîne respiratoire, 132, 133f effet sur la phosphorylation oxydative, 127 production par catabolisme de l’hème, 324 Carbonique, acide, valeurs de pK/pKa, 13 Carbonique, anhydrase, II (CAII), 624 Carboxybiotine, 557 Carboxylases, la biotine comme coenzyme des, 557 Carboxypeptidases, 537 Carcinoembryonnaire, antigène, 742, 742t, 750, 764 Carcinoïde (argentaffinome), effet de la sérotonine, 310 Carcinoïde, syndrome, 553 Carcinome épidermoïde, 785 Cardiaque, insuffisance, 151, 631 en cas de manque de thiamine, 551 Cardiaque, muscle, 631 Cardiaques, défauts de développement, 643 Cardiaques, glycosides, 140 Cardiaques, hypothèse du nombre de battements, 720 Cardiaques, troponines, 67 Cardiolipine, 151f, 151 synthèse, 239, 239f, 241f Cardiomyocytes, vitesse de renouvellement, 713t Cardiomyopathie dilatée, 639 Cardiomyopathie hypertrophique familiale, 642-643 Cardiomyopathies, 631, 641, 770 Cardiovasculaire, système, 714 Carence, maladie de. Voir aussi les différentes maladies vitaminique, 542 Carences vitaminiques multiples, 543 Cargo, protéines/molécules, 572 dans l’exportation, 572 dans l’importation, 571, 572f Carnitine dans le transport des acides gras, 216, 218f déficit, 216, 223 Carnitine palmityltransférase-I, 217, 217f dans la régulation de la cétogenèse, 222, 222f déficit, 223 Carnitine palmityltransférase-II, 217, 217f déficit, 223 Carnitine palmityltransférase, 217 Carnitine-acylcarnitine translocase, 217, 217f Carnitine, système de la, 134 Carnosinase, déficit en, 313 Carnosine, 312 Carnosinurie, 313 Carotène dioxygénase, 543 Carotène, 559 Caroténoïdes, 543. Voir aussi Vitamine A Cartilage, 611, 613, 613f, 612t, 617f composants, 625-627 maladies métaboliques et génétiques, 625t représentation schématique, 626f

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Cartilage hyalin, principales protéines, 625 Cartilage nasal bovin, schéma, 627f Caryophérine, 572 Caryotype, 370f Caspase, DNase activée par les, 736 Caspases, 736 Cataboliques, voies/catabolisme, 114, 158. Voir aussi Exergonique, réaction ; Métabolisme ; substances spécifiques énergie capturée à partir de la chaîne respiratoire, 131f, 132 Catabolites, protéine activatrice du gène par les, 426 Catabolites, protéine régulatrice par les, 517 Catalases, 123, 691, 691t comme antioxydant, 154 dans le métabolisme de l’azote, 285, 285f Catalyse acido-basique, 70 Catalyse acido/basique générale, 61 Catalyse acido/basique spécifique, 61 Catalyse covalente, 60, 75 cas de la chymotrypsine, 63, 75 cas de la fructose-2,6-bisphosphatase, 64 Catalyse par effet de contrainte, 61 Catalyse par effet de proximité, 61 Catalyse/réactions catalytiques (enzymatiques). Voir aussi Métabolisme acido-basique, 61 par la protéase du VIH, 62 au site actif, 62-63 Bi-Bi, 82-83 et cinétique de Michaelis-Menten, 82 cinétique, 74-75 changements d’énergie libre et, 73 concentration du substrat et, 76 énergie d’activation, 72-73 équilibre des équations, 71 et développement de médicaments, 83 états de transition et, 79 facteurs affectant la vitesse, 73 inhibition compétitive vs. non compétitive, 79 modèles, 77 vitesse initiale, 76 coenzymes/cofacteurs, 59 conservation des résidus, 64 constante d’équilibre et, 74 covalente, 61, 75 par la chymotrypsine, 63, 75 par la fructose-2,6-bisphosphatase, 63f de double transfert, 82 déplacement séquentiel, 82 effet de la concentration en substrat sur la vitesse, 76 modèle de Hill, 77 modèle de Michaelis-Menten, 77 groupements prosthétiques et, 59 isozymes, 64 mécanismes, 61-62 étude par mutagenèse dirigée, 69 groupements prosthétiques/cofacteurs/coenzymes impliqués, 59-60 oxaloacétate et, 170 par contrainte, 61 par proximité, 61 ping-pong, 82 pour la détection des enzymes, 64-66 régulation, 88-94, 163, 163f allostérique, 89-90, 90f, 163f, 164 compartimentation, 87-88 constante de Michaelis (Km), et, 87, 87f covalente, 89, 91, 92f effet de la phosphorylation-déphosphorylation, 92f, 93t

effet de la quantité d’enzyme, 88-89 flux métabolique et, 87, 87f processus actifs et passifs impliquées, 87, 87f protéolyse dans la 89, 90f rétro-inhibition (feedback), 89-90, 90f, 164 rétro-régulation, 90, 164 spécificité, 59 Catalytique, constante (kcat), 78 Catalytique, efficacité, (kca/Km), 78 Catalytique, site, 90. Voir aussi Actif, site Catalytiques, conservation des résidus, 62f, 62, 64 Cataracte diabétique du cristallin, fructose et sorbitol dans la, 214 Cataractes, diabétiques, 214 Catécholamines, biosynthèse, 504f dopa décarboxylase, 504 dopamine β hydroxylase, 504 PNMT, 504 Catécholamines. Voir aussi rubriques spécifiques stockage/sécrétion, 510t Cathepsines, dans la catalyse acido-basique, 62 Cation. Voir aussi les différents cations passage des membranes, 134 Cavéoles, 480 Cavéoline-1, 480 CBG. Voir Corticostéroïdes, protéine de liaison des, CBP, CBP/p300. Voir CREB, protéine de liaison à, CBP/p300 et voies de transduction de signaux, 527f CDK. Voir Cyclines, kinases dépendantes des, CDKI/ inhibiteur des CDK-cyclines, intégrité de l’ADN/chromosome et, 383 CDR Voir Complémentarité, régions déterminant la CEA. Voir, Carcinoembryonnaire, antigène Cécité nocturne, provoquée par une carence en vitamine A, 543, 548t Cécité, par carence en vitamine A, 545 Cellulaire, altération, rôle des EROS, 691 par des xénobiotiques, 635, 636f Cellulaire, biologie, 2 Cellulaire, glucides et glycolipides de la surface, 152 Cellulaire, immunité à médiation, 654 Cellulaire, lyse, rôle du complément dans, 673 Cellulaire, membrane. Voir Plasmique, membrane Cellulaire, reconnaissance, rôle des sphingolipides, 243 Cellulaires, protéines des membranes, 589 Cellule, 2 transport des macromolécules, 488-489, 488f, 490f Cellule-cellule, communication, via les junctions communicantes, 490f Cellule-cellule, interactions, 474 Cellule, migration, 616 Cellule, mort, 242, 243 Cellules souches définition, 686 potence, 686, 687 Cellules souches, 738 Rôle dans le cancer, 737 Cellules souches, biologie, 5 Cellules souches, facteur des, 689 Cellules, fusion, 672, 786 Cellulose, 142 Cellulose, acétate de, électrophorèse de zone sur, 654, 655f Centromère, 368, 369f Céphaline (phosphatidyléthanolamine), 150f, 150 asymétrie de la membrane et, 478 synthèse, 239, 239f Céphalorachidien, liquide, (LCR), valeurs de référence, 757t Céramide, 152, 152f, 243-245, 243f synthèse, 242-243, 243f

Cérébrohépatorénal, syndrome de Zellweger, 224, 573, 575t Cérébrosides, 243 Céruloplasmine, 656, 661 déficit, 659 signification diagnostique, 66t, 665 Cerveau, métabolisme du, 168t nécessité du glucose, 164 Cervonique, acide, 148t Cétoacidose, 217 dans le diabète sucré, 167 3-Cétoacyl-CoA synthase, 226, 227f 3-Cétoacyl-CoA thiolase, déficit en, 224 Cétoamines, 602 Cétogenèse, 160f, 162, 220-224. Voir aussi Acides gras, oxydation des et HMG-CoA, 220, 221f hauts niveaux d’oxydation des acides gras et, 219221, 220f, 221f régulation, 221-223, 222f Cétogéniques, acides aminés, 165 Cétoglutarate, transporteur de, 134, 133f Cétonémie, 222, 768 Cétonique, corps, 159, 160f, 161, 217, 220f acides gras libres comme précurseurs, 221 en cas de famine, 166f, 166t, 167 lors du jeûne, 167 un carburant des tissus extrahépatiques, 220-221, 222f Cétonurie intermittente à chaînes ramifiées, 303 Cétonurie, 224, 768 des acides aminés à chaîne ramifiée (maladie des urines à odeur de sirop d’érable), 303 Cétose 217, 222, 224 cause de cétoacidose, 224 dans le diabète sucré, 168, 224 du bétail lactation et, 224 stéatose hépatique et, 253 durant le jeûne, 224 lors de la lactation, 167 non pathologique, 224 Cétoses (sucres), 138, 138t CFTR, régulateur transmembranaire de la mucoviscidose, 491, 765, 766, 767t dégradation, 579 CFTR. Voir Mucoviscidose, régulation du canal transmembranaire de la, Chaîne Ramifée, cétonurie à, (maladie des urines à odeur de sirop d’érable), 303 fonction altérée du complexe de la décarboxylase des α-cétoacides, 305t Chaîne ramifiée, catabolisme des acides aminés à, 284, 303, 304f maladies, 303 Chaîne ramifiée, complexe de la décarboxylase des α-cétoacides à, 294t Chaîne, élongation de la,. Voir Élongation Chaîne, initiation de la,. Voir aussi Initiation dans le cycle de la transcription, 390f Chaîne, terminaison de la,. Voir aussi Terminaison dans le cycle de la transcription, 401f Chaînes latérales des porphyrines, 318, 325f Chaînes légères gènes de celles des immunoglobulines, 670 réarrangement de l’ADN et, 374-375 Chaînes lourdes de myosine, 643f Chaînes Moyennes, déficit en acyl-CoA déshydrogénase des, 224 Chaleur, de la chaîne respiratoire, 132 Chaperonines, 45, 579 Chaperons moléculaires. Voir Chaperons



Chaperons, 45, 570-571, 571t activité ATPasique, 578 dans le tri des protéines, 568, 585t des histones, 367, 380 liaison des protéines dépendantes de l’ATP, 570, 579 Charge nette des acides aminés, 20-21, 21f Charge, (attachement) dans la synthèse protéique, 409, 410f Chediak-Higashi, maladie de, 580t Chélation, thérapie de, 774 Chénodésoxycholique, acide, 267, 267f, 268 Chénodésoxycholyl CoA, 267, 267f, Cheveux crépus, maladie des (maladie de Menkes), 665 Chimérique, approche par gène, ou de fusion, 438 Chimériques, molécules, 448, 449 préparation utilisant des enzymes de restriction et l’ADN ligase, 452 Chimiosmotique, théorie, 133 dans le contrôle de la respiration, 131f, 133 Chimiothérapie anticancéreuse analogues synthétiques de nucléotides utilisés, 337-338, 338f, 339f inhibiteurs du folate et, 555 Chimiothérapie, médicaments classiques, 742 Chitine, 143, 144f Chloramines 701 Chlore/chlorure coefficient de perméabilité, 477f dans les fluides extra- et intra-cellulaires, 474, 474t Chlorés, production d’oxydants, 701 Chlorophylle, 318 Choc thermique, protéine de, comme chaperons, 44, 570 Cholécalciférol (vitamine D3) dans le métabolisme de la vitamine D, 546 synthèse cutanée, 546 Choléra étude de cas, 656-657, 657f toxine cholérique, 243 transport du glucose dans le traitement du, 487 Choléra, traitement intraveineux, 763 Cholestatique, jaunisse, 329 Cholestérol, 152, 153, 153f, 247, 535, 705 alimentaire, 266 dans la synthèse des acides biliaires, 266-268, 267f dans la synthèse des hormones, 441-448, 441f, 442f dans les lipoprotéines, 246, 248f dans les membranes, 475 modèle de la mosaïque fluide et, 480 dans les tissus, 153, 153f facteurs modifiant son équilibre, 264-265, 265f excès de. Voir Hypercholestérolémie excrétion du, 266-268, 267f métabolisme, 159, 159f aspects cliniques, 264-268, 269t HDL dans le, 251-253, 252f variations circadiennes, 264 niveaux plasmatiques athérosclérose et coronaropathies et, 268 effets de changements alimentaires, 268 effets des changements de style de vie, 268 effets des traitements médicamenteux, 269 normaux, 269 synthèse, 261-264, 261f, 262f, 263f métabolisme des glucides et, 158 régulation par la HMG-CoA réductase, 264, 264f rôle de l’acétyl-CoA, 158, 159f, 261-263, 261f, 263f

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transport, 265-266, 266f inverse, 252, 252f, 261, 265f, 268 Cholestérol HDL, valeurs de références, 756t Cholestérol, clivage de la chaîne latérale et structures de base des hormones stéroïdes, 498f Cholestérol, dérivés du, 497f Cholestéryl esters, 153, 243, 261 dans le cœur des lipoprotéines, 248, 248f Cholestéryl ester hydrolase, 265 Cholestéryl ester, protéine de transfert des, 266, 266f, 269 Choline, 150, 151f asymétrie membranaire et, 478 dans la synthèse de la glycine, 278, 278f déficit associé à la cirrhose, 253 Cholinestérase, 760 Cholinestérase, inhibition de son activité, 760 Cholique, acide, 267 Cholurique, jaunisse, 327 Cholyl CoA, dans la synthèse des acides biliaires, 267, 267f Chondrodysplasie, bases moléculaires, 628 Chondroïtine, sulfates de, 144f, 143, 618-619 Chondronectine, 626 Christmas, facteur de (facteur IX), 677, 678f, 580t, 679t déficit en, 680 effet des médicaments coumariniques, 680 Chromatides empaquetage des nucléoprotéines dans les, 368, 369t sœurs, 368, 369f échanges entre, 374, 374f Chromatine, 365-367, 367f, 366t complexes modificateurs, 435 inactive, 368 niveau supérieur d’organisation/compaction, 367, 368f reconstitution lors de la réplication de l’ADN, 380 régions actives et inactives de la, 368, 368f remodelage lors de l’expression génique, 432 remodelage, 737 Chromatides sœurs, 368, 369f échange de, 374, 374f Chromatine active, 368, 367f, 432 Chromatographie d’absorption pour purifier les protéines/peptides, 34 Chromatographie d’affinité pour la purification des peptides/protéines, 28-29 pour la purification des protéines recombinantes de fusion, 68 Chromatographie d’échange d’ions pour purifier les protéines/peptides, 27 Chromatographie d’exclusion de taille pour purifier les protéines/peptides, 26, 27, 28f Chromatographie de partage pour purifier les protéines/peptides, 28 Chromatographie en phase inverse à haute pression pour purifier les protéines/peptides, 30 Chromatographie liquide à haute performance (HPLC) à phase inverse, pour purifier les protéines/peptides, 26-27 Chromatographie liquide à haute pression, 27 Chromatographie sur colonne pour purifier les protéines/peptides, 27 Chromatographie. Voir aussi les différents types d’affinité pour purifier des protéines chimériques recombinantes, 68 pour purifier des protéines/peptides, 28 pour purifier des protéines/peptides, 26-29

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Chrome, 559t Chromosome, (walking), promenade sur, 460 Chromosomes, 368-370 interphase, fibres de chromatine durant l’, 367 métaphasiques, 368f, 369, 369t polytènes, 368, 368f vérification de leur intégrité, 384-385 Chromosomique, instabilité, 731, 731f Chromosomique, intégration, 374, 374f Chromosomique, recombinaison, 373-374, 373f, 374f Chromosomique, translocation, 729, 730t Chromosomique, transposition, 374-375 Chyle, 249 Chylomicrons, 161, 165, 247, 248t apolipoprotéines des, 247t, 248 dans le transport des triacylglycérols, 249, 249f, 250f métabolisme, 161, 165f, 249-251, 250f Chylomicrons, résidus de, 248t, 247, 249f capture par le foie, 251 Chymotrypsine, 537 dans la catalyse covalente, 61-62 dans la digestion, 535 résidus conservées et, 64t Chymotrypsinogène, 537 cI, protéine répresseur/gène du répresseur cI, 425, 425f Cibles, cellules concept, 493-494 déterminants de la concentration des hormones à leur niveau, 494t Cinétique enzymatique, 72-84. Voir aussi Catalyse/ Catalytiques, réactions concentration en substrat, 76-79 modèles de ses effets, 77-79 dans le développement de médicaments, 83 effet de l’énergie d’activation, 72-73 effet des variations d’énergie libre, 72 enzymes à substrats multiples et, 81 équations équilibrées et, 71-72 états de transition et, 72-73 facteurs affectant la vitesse de réaction et, 73-74 inhibition compétitive vs non compétitive et, 79-81 saturation, 78 sigmoïde (équation de Hill), 78 vitesse initiale et, 76 Cinétique, théorie de la collision, 74 Cinétiques sigmoïdes de saturation en substrat, évaluation par l’équation de Hill, 79 Circadien, rythme, de la synthèse du cholestérol, 309 Cires, 147 Cirrhose, 771 alcoolisme et, 254-255 de la grossesse, 199 déséquilibre du métabolisme des triacylglycérols et, 253-254 non alcoolique, 2253 stéatose non alcoolique, 224 Cirrhose aiguë, de la grossesse, 224 Cirrhose du foie, 171, 253, 771, 774 Cisternale, maturation, 584 Cistron, 425 Citrate dans la régulation de la lipogenèse, 229 dans le cycle de l’acide citrique, 170, 171f Citrate synthase, 172, 173f Citrique, acide, cycle de l’, 117, 127, 164, 171-172, 1714f, 173f dans le métabolisme, 158, 158f, 159f, 161, 162 f, 170, 173-174, 174f au niveau sub-cellulaire, 162, 162f

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des acides aminés, 158f, 160f des glucides, 158, 158f, 173, 174f des lipides/acides gras, 158, 160f, 174-175, 175f dans les mitochondries, 161, 162, 162f désamination et, 173-174 équivalents réducteurs libérés, 171-173, 172f fourniture de substrats de la chaîne respiratoire par le, 170, 171, 171f génération d’ATP par le, 171f, 173, 183, 184t libération de dioxyde de carbone par, 170-171, 172f néoglucogenèse et, 173, 174f, 195-198, 196f régulation, 175 rôle des vitamines, 173 transamination et, 174, 174f Citrique, acide, valeur de pK/pKa, 15t Citrulline, dans la synthèse de l’urée, 286 Citrullinémie, 289 CK. Voir Créatine kinase Cl. Voir Chlore Clairance des complexes antigène-anticorps, 673 Clairance, tests de, 754 Classe B, récepteur éboueur B1 de, 252, 252f Classe, (isotype, commutation de), 672 Classique, voie, d’activation du complément, 656 Clathrine, 489f, 489 vésicules libres de (nues), 580 vésicules recouvertes de, 580, 583 Clathrine, vésicules non recouvertes de, 581 Clef et serrure, modèle, 61 Clinique, médecine. Voir aussi Laboratoire, analyses de, importance en médecine clinique, 749 Cliniques, étude de cas, 759-789 cancer colorectal, 763-765 cétoacidose diabétique, 767-770 choléra, 762-763 déficit en adénosine désaminase, 758-759 goutte aiguë, 771-773 hémochromatose primaire, 773-775 hypothyroïdisme, 775-776 infarctus du myocarde, 778-779 intoxication éthylique aiguë, 770-771 kwashiorkor, malnutrition protéo-énergétique (MPE), 776-778 maladie d’Alzheimer, 759-762 mucoviscidose, 765-767 myopathie de Duchenne, 769-770 obésité, 779-782 ostéoporose primaire (postménopausique), 782-784 xeroderma pigmentosum, 784-785 Clivage de l’ubiquitine, 579 de la préproalbumine en proalbumine, 584f pour séquencer les protéines, 30 Clivage, en vue du séquençage des protéines, 30 Clofibrate, 269 Clonage positionnel. Voir Liaison, analyse de Clonage, 448-452 taille de l’insert d’ADN, 451t Clonage, vecteurs de, 450-452, 451, 451t Clones, dans la production d’anticorps monoclonaux, 672 CMP-NeuAc, 591 CMP. Voir, Cytidine, monophosphate CO. Voir Carbone, monoxyde de, CO2. Voir Carbone, dioxyde de, CoA. Voir Coenzyme A Coactivateurs de la transcription, 398, 401 Coagulation (du sang), 676 analyses de laboratoire pour son évaluation, 684 et vitamine K, 549 effets des anticoagulants coumariniques, 680

f ormation de fibrine dans la, 676, 676f, 678-679, 679f produits des cellules endothéliales lors de la, 682, 684t prostaglandines dans la, 225 protéines impliquées, 676f, 678t. Voir aussi Coagulation, facteurs de voie extrinsèque, 676, 676f, 678t voie intrinsèque, 676, 676f, 677, 678t voies, 676f Coagulation, facteurs de la, 676t. Voir aussi les différents membres à, Facteur la vitamine K dans leur synthèse, 549-551 Coagulation, facteurs de, 678t, Voir aussi les différents types à : Facteur la vitamine K dans leur synthèse, 549 Cobalamine, 554 rôle du facteur intrinsèque dans son absorption, 537 dans l’acidurie méthylmalonique, 197 Cobalphiline, 555 Cobalt, 554 Cobamide, coenzymes dérivées, 60 Codant, brin, de l’ADN, 355 389f dans la synthèse de l’ARN, 388 Codantes, régions, de l’ADN, 370 Code épigénétique, effaceurs de, 433 lecteurs de, 433 Code génétique, ambiguités du, 408 Codons, 408, 409t non-sens, 408 spécification de la séquence en acides aminés d’une protéine, 409 tables de fréquence d’utilisation, 408 Cœliaque, maladie, 534 Coenzymes, 60 dans la catalyse, 60 dérivés de nucléotides, 337, 338t synthèse du coenzyme A, 557 Cœur effet d’une carence en thiamine, 542 métabolisme, 167t Cofacteurs, 60 de la catalyse, 60-61 de la coagulation sanguine, 676, 678t, 680 de la régulation du cycle de l’acide citrique, 173 Cognitives, déclin des fonctions, 760 Colchicine, 760 Colipase, 535 Collagène(s), 46-47, 421, 593 chondrodysplasies, 613, 625, 627 classification, 611t dans l’activation plaquettaire, 682, 683f dans le cartilage, 625-627, 625t dans le tissu osseux, 622-625 différenciation de l’élastine à partir de, 614t formation de fibrilles, 610-611 gènes le codant, 610-611t maladies causées par des mutations, 47, 613 glycation, 602 les différents types, 611t maturation/synthèse du, 47 maladies de la, 47 rôle de l’acide ascorbique (vitamine C), 47, 557 modifications post-traductionnelles, 612-613 mutations, 613 ostéogenèse imparfaite, 624, 625t protéine abondante du règne animal, 611-614 représentation schématique des interactions cellulaires, 616f réticulation, 602, 783

structure en triple hélice, 46-47, 46f, 610-611 type I, 622 type IV, 612, 613 type IX, 613 type V, 601 Collisions, dissociation induite par, en spectrométrie de masse, 33 Collisions, théorie cinétique des, 74 Colon, cancer du. Voir Colorectal, cancer Colonie, facteur de stimulation de croisssance de, 455 Colorectal, cancer développement, 765 changements génétiques associés, 731f gènes associés, 731t rôle des gènes de réparation des mésappariements, 383, 383f, 384t rôle des gènes suppresseurs de tumeur et des oncogènes, 730, 731, 731f étude de cas, 763-765, 765f Combinatoire, chimie, 65 Combinatoire, diversité, 669 Combustibles métaboliques. Voir Métaboliques, carburants Communicantes, jonctions, 490, 490f représentation schématique, 490f Commutation de classe (isotype), 671 Compartimentation, 88 Compétitive, inhibition, et non compétitive, 80-81 Complément sérique, 486 Complément, 656 dans l’inflammation, 672 Complément, maladies de carence du, 673 Complémentaire, ADN (ADNc), banque d’ADNC, 453 Complémentarité de l’ADN, 357f de l’ARN, 360, 361f Complémentarité, régions déterminant la, 673 ConA. Voir Concanavaline A Concanavaline A, 145 Conformation. Voir aussi les différentes substances native, 44 polypeptides/protéines, 26f Conformationnelles, maladies, 767, 768 Conformationnels, troubles, 586 Congénital, syndrome du long QT, 491t Congo, colorant rouge, 668 Conjugaison avec le glutathion, 706-707 de la bilirubine, 326, 326f Conjugaison, réactions de, et métabolisme des xénobiotiques, 704 acétylation, 707 avec le glutathion, 706-707 glucuronidation de la bilirubine, 706 méthylation, 707 sulfatation, 706 Conjugaison, enzyme de, 580 Conjuguée, bilirubine,. Voir Bilirubine Connexine, 490, 490f Consensus, séquences, 393, 402f de Kozak, 415 Conservation de l’énergie, 125 Conservés, résidus, 64 Constant(e)s, régions/segments, 668 de la chaîne légère des immunoglobulines, 375 gènes codant les, 670 constituants anormaux, 753, 753t Constitutive, expression génique, 428 Contact, sites de, 570 Contraction musculaire, modèle des filaments coulissants avec pontages, 632-633



Contraction/contractilité. Voir Musculaire, contraction, Contrôle, point de, (checkpoint), 384 Conversion de précurseurs inactifs en produits actifs par des protéases avec cascade d’amplification, 673 Coopérative, liaison de l’hémoglobine, 52 effet Bohr et, 54 description par l’équation de Hill, 77 COPI, vésicules, 578, 581, 582t, 584 Copies, variation du nombre de, 457, 460, 734 COPII, vésicules, 578, 582, 582t, 584 Coplanaires, atomes, caractère partiel de liaison double et, 23 Coproporphyrines, 319f, 323 détection par spectrophotométrie, 321-322 Coproporphyrinogène I, 320, 320f, 321f Coproporphyrinogène III, 320, 320f, 321f Coproporphyrinogène oxydase, 320, 321f, 322f dans les porphyries, 323t Coprostanol, (coprostérol), 267 Cores centraux, myopathie à, 638 Cori, cycle de, 201, 201f Cori, maladie de, 190t Coronaire (ischémique), maladie cardiaque. Voir aussi Athérosclérose cholestérol et, 268 Coronaire, maladie. Voir aussi Athérosclérose cholestérol et, 268 Coronaire, angioplastie, transluminale percutanée, (ACTP), 780 Coronaires, maladie des artères, 562 Coronarienne, intervention, transcutanée, (ICT), 779 Coronarienne, thrombose, 780 Corrinoïdes, 554. Voir aussi Cobalamine Corticostéroïdes, 784 Corticostéroïdes, globuline de liaison des, 511, 657t Corticotropine. Voir Adrénocorticotrope hormone Cortisol, synthèse, 500 Cos, sites, 450 Cosmides, 450 Cothromboplastine (facteur VII) effet des médicaments coumariniques, 680 et amorçage de la coagulation sanguine, 676, 677t Cotraductionnelle, glycosylation, 576 Cotraductionnelle, insertion, 576, 576f, 577 Cotransport, systèmes de, 483f Coulomb, loi de, 8 Coumarine, 680 Couplage, 115, 115f ATP dans le, 115 entre récepteur hormonal et effecteur, 438 Couple moteur, 634 Courbures dans la conformation des protéines, 39-40, 40f Covalente, modification dans la maturation des protéines, 46 dans la régulation de la catalyse enzymatique, 89, 91, 92f. Voir aussi Phosphorylation ; Protéolyse flux métabolique et, 93 irréversible, 91, 92f régulation de la néoglucogenèse et, 198 réversible, 91, 92f, 93t détection par spectrométrie de masse, 31-33, 31t, 32f Covalentes, liaisons, interaction lipides-protéines membranaires et, 477 stabilisation des biomolécules par des, 8-9, 8t Coxibs, 234 CPT-I. Voir Carnitine palmityltransférase-I CRE. Voir AMP cyclique, élément de réponse à l’

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Créatine kinase, 647 signification diagnostique de la, 66, 769 Créatine phosphate, 308f, 312, 314f, 646 dans le muscle, 647t énergie libre d’hydrolyse, 116t Créatine phosphate, navette de la, 135, 135f Créatine, 308, 308f Créatinine, 312, 314f clairance, 752, 753 marqueur de la fonction rénale, 752 valeurs de référence, 755t CREB (protéine de liaison à l’élément de réponse à l’AMPc), 518 CREB, protéine de liaison à, 524 Crétinisme, 776 Creutzfeldt-Jakob, maladie de, 46 Criblage, conditions de, pour les médicaments, dans les études cinétiques d’enzymes, 84 Crigler-Najjar, maladie de, type I (jaunisse congénitale non hémolytique), 328 type II, 328 Cristallographie par rayons X, démonstration de la structure des protéines par, 48 Cro, protéine, gène, 429, 429f, 430f liaison à l’ADN, 431 structure 3D, 441f Croisssance, facteurs d’inhibition, 730 Crossing over (enjambement) inégal, 373, 373f Crossing-over (enjambements chromosomiques) et recombinaison, 373, 373f CRP. Voir c activée, protéine Cryoprécipités, production par la technologie de l’ADN recombinant, 681 Cryptoxanthine, 543 CSF. Voir Colonie, facteur de stimulation, CT. Voir Calcitonine CTP. Voir Cytidine triphosphate Cuivre, 558 céruloplasmine dans la liaison du 659 comme cofacteur, 664 dans la maladie de Menkes, 664 dans la maladie de Wilson, 664 dans les oxydases, 121 enzymes en contenant, 664 excès, 664 Cuivre, mutations dans le gène codant l’ATPase de type P se liant au, rôle dans la maladie de Menkes, 665 rôle dans la maladie de Wilson, 665 Culture de cellules, 606 Cuprique, toxicose, 641. Voir aussi Wilson, maladie de Cyanure effet sur la chaîne respiratoire, 132, 133f effet sur la phosphorylation oxydative, 127 Cycle cellulaire anomalies dans les cellules cancéreuses, 733-734 aspects de base, 732 phase S et synthèse de l’ADN, 380-383, 382f, 382t régulation, 579 Cycle cellulaire eucaryote, flexibilité, 94, 94f Cyclines A, 371, 382f, 382t Cyclines B, 382f, 382t Cyclines D, 382, 382f, 382t et cancer, 381 Cyclines E, 382, 382f, 382t Cyclines, 382-383, 382f, 382t Cyclines, protéine kinases dépendantes des, 382, 382f, 382t inhibition par les altérations de l’ADN/chromosomes, 384

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Cyclo-oxygénase, voie de la, 233-235, 234f, 235f Cycloheximide, 421 Cystathionnine-β-synthase, 294t Cystéine, 19t, 306 besoins, 539 conversion en taurine, 309f métabolisme, 295-296, 297f anomalies, 295-296, 297f source de pyruvate, 295, 297f synthèse, 279, 279f Cystine réductase, 296, 297f Cystinose (maladie du stockage de la cystine), 297 Cystinurie (cystine-lysinurie), 296 Cytarabine (arabinosyl cytosine), 338, 339f Cytidine monophosphate (CMP), 335t, 591 Cytidine monophosphate N-acétylneuraminique, acide (CMP-NeuAc), 591, 591t Cytidine triphosphate (CTP), 334 et phosphorylation, 117, 118 Cytidine, 335t Cytochrome c oxydase, 127, 128f Cytochrome oxydase, 121 Cytochrome P450, 504, 658 Cytochrome P450, enzyme de clivage de la chaîne latérale du, (P450scc), 498 Cytochrome P450, système du, 121, 124, 125f, 577, 691 caractéres principaux, 705t effets sur l’ALA synthase, 320, 324 formes polymorphes, 705 induction enzymatique et, 324 insertion membranaire, 576 interaction avec les médicaments, 705 isoformes, 704-705 dans le métabolisme des xénobiotiques, 705 dans le réticulum endoplasmique du foie humain, 704-705 dans les tissus, 704 lipides présents, 705 nomenclature, 704 mitochondrial, 124 réactions catalysées, 704 superfamille des enzymes héminiques, 704-705 Cytochrome P450, système microsomal d’oxydation de l’éthanol dépendant du, 255 Cytochromes cytochrome a3, 121 cytochrome b5, 124, 577, 705 cytochrome b558, 699 comme déshydrogénases, 122 Cytokines, 784, 785f dans la cachexie, 166 Cytosine, 335t appariement dans l’ADN, 355, 355f ses désoxyribonucléosides dans la synthèse des pyrimidines, 347-348, 349f Cytosol, 568 glycolyse dans le, 162, 162f, 177 lipogenèse dans le, 225-228, 229f, 230 réactions de la voie des pentoses phosphates dans le, 205-208 synthèse de l’ALA dans le, 318, 320f synthèse des pyrimidines dans le, 346 Cytosolique, branche, pour le tri des protéines, 570, 571f, 572 Cytosquelette multiples fonctions cellulaires, 648-649 protéines, 630 Cytotoxicité (lésion cellulaire), 708, 709f

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D d-, acides aminés, libres, 21 D, bras, de l’ARNt, 361, 410f, 410 DAF, Decay accelerating factor, régulateur du complément 605 dAMP, 336f Dantrolène, contre l’hyperthermie maligne, 638 Database of Genotype and Phenotype (dbGAP), 101 dATP, 759 dbGAP. Voir Database of Genotype and Phenotype Débranchement, enzymes de absence, 189t dans la glycogénolyse, 187f, 188 Débrisoquine, 706 Décalage du cadre de lecture, mutations de, 412-413 Décarboxylation de la S-adénosylméthionine, 310 Découplantes, protéines, 132 Découplants/protéines découplantes de la chaîne respiratoire, 131f, 132-133 sous-alimentation et, 539 Défense de l’organisme contre les infections bactériennes, rôle des neutrophiles, 701 Défensines, 698t Déficit multiple en sulfatases, 245 Dégénérescence du code génétique, 408 Dégradation des virus, 581 Démence, 761 Demi-vie des enzymes, 282 des protéines, 282 plasmatiques, 656 Dénaturation, analyse de la structure de l’ADN et, 355 repliement des protéines et, 44 température et, 75 Déphosphorylation. Voir aussi Phosphorylation des protéines comme modification covalente, 93, 93t Déplacement/transfert, réaction de double, 82 séquentiel (simple), 82 Dépolarisation, dans la transmission de l’influx nerveux, 487 Dépurination de l’ADN et réparation par excision de base, 383 Dermatane, sulfates de, 619f, 620t, 618 fonctions, 556 Désamination oxydative, 284f Désamination, 159, 160f cycle de l’acide citrique et, 173 rôle du foie, 160 Déshydrocholestérol dans le métabolisme de la vitamine D, 543 Déshydroépiandrostérone (DHEA), synthèse de la, 500 Déshydrogénases, 121, 121-122, 123f dans la chaîne respiratoire, 121-122 dépendant de la riboflavine, 122 dépendant du coenzyme nicotinamide, 122, 123f et détection des enzymes, 66, 67 Desmine, 639 Desmostérol, dans la synthèse de cholestérol, 263, 263f Désorption au laser assistée par la matrice. Voir MALDI Désoxy, sucres, 141, 141f Désoxyadénylate, 354 Désoxycholique, acide, synthèse, 267 Désoxycytidine, méthylation des résidus, 432 Désoxycytidylate, 354

Désoxyguanylate, 354 Désoxyhémoglobine fixation des protons, 54 forme S, « pièce adhésive » et récepteur, 56f Désoxyhémoglobine A, « pièce adhésive » et récepteur, 56, 56f Désoxynojirimycine, 601 Désoxynucléotides, 363 Désoxyribonucléases (DNase)/DNase I, 362 chromatine active et, 367 Désoxyribonucléoside diphosphates (dNDP), réduction des NDP en, 346, 346f Désoxyribonucléosides, 334 dans la synthèse des pyrimidines, 347-348 Désoxyribose, 138 141 141f 3-Désoxyuridine, 338 Désoyribonucléique, acide. Voir ADN Destruction ciblée/knockout de gène, 461 Détergents, 476, 478 Détoxification par le système des cytochromes 124, 125f Développement, biologie du, modèles, 721 Dextrines, 138 Dextrinose limite, 190t Dextrose, 139 DHA. Voir Docosahexaénoïque, acide DHEA. Voir Déshydroépiandrostérone DHPR. Voir Dihydropyridine, récepteur de DHT. Voir Dihydrotestostérone Diabète bronzé, 774 Diabète insipide néphrogène, 486 Diabète sucré, 136, 202, 247, 602, 780, 787t cétose/cétoacidose dans le, 223, 224 cirrhose hépatique (stéatose) et, 253 comme maladie métabolique, 157 hyperglycémie et, 167-168 lipogenèse dans le, 225, 229 prise en charge des patients, 601 taux d’acides gras libres dans le, 249 transport des lipides et maladie du stockage dans le, 247 Diabétique, cataracte, 214 Diabétique, cétoacidose, étude de cas, 768-769 Diacylglycérol acyltransférase, 239, 239f Diacylglycérol, 150, 535 dans l’activation plaquettaire, 682, 683f formation, 239f Diagnostic moléculaire, tests de, 5 Diagnostique, enzymologie, 66 Diagnostique, fenêtre, 67 Diagnostiques, tests. Voir Laboratoire, analyses de Diamond-Blackfan, anémie de, 690 Diarrhée, 608 sèvère, transport du glucose comme thérapie, 487 Dicarboxylique, acidurie, 224 Dicer, nucléase, 404 Dicoumarol (4-hydroxydicoumarine), 550 DICS. Voir Immunodéficience sévère combinée Diélectrique, constante, de l’eau, 8 Diéthylènetriaminepentaacétate (DTPA), comme antioxydant préventif, 155 Différenciation tissulaire, rôle de l’acide rétinoïque, 545 Diffusion, effets de l’insuline, 487 facilitée, 45, 481, 481t, 482-483, 482f, 484f de la bilirubine, 326 du glucose. Voir aussi Glucose, transporteurs de membrane des hématies et, 617 hormones de régulation, 483 modèle « Ping-Pong », 483, 484f nette, 482f

passive, 481t, 482f, 483f simple, 481t, 482f Diffusion simple, 482, 483t, 482f Diffusion/transport facilité, système de et les transporteurs, 482-483 hormones impliquées dans sa régulation, 483 modèle « Ping-Pong » du, 483, 484f pour la bilirubine, 325 pour le glucose. Voir aussi Glucose, transporteurs du, dans la membrane cellulaire des hématies, 617 effet de l’insuline, 487 Diffusion/transport passif, 482, 481t, 482, 482f, 483f Digestion, 534-535 Digitaline, 487 action sur l’échangeur Ca2+-Na+, 640-641 effets sur l’ATPase, dépendante de Na+- K+, 487 Dihydrobioptérine réductase, défaut de la, 300 Dihydrobioptérine, défaut de synthèse de la, 300 Dihydrofolate/dihydrofolate réductase, effet du méthotrexate sur la, 348, 556 Dihydrolipoamide déshydrogénase, 305t Dihydrolipoyl déshydrogénase, 182, 182f Dihydrolipoyl transacétylase, 182, 182f Dihydropyridine, récepteur de la, 637 Dihydrotestostérone, 500, 501f Dihydroxyacétone phosphate, dans la glycolyse, 239, 239f Dihydroxyacétone, 140f 24,25-Dihydroxyvitamine D3 (24-hydroxycalcidiol), dans le métabolisme de la vitamine D, 546 Diiodotyrosine, 506 Dimercaprol, 132, 133f Dimères d’histones, 366 de la protéine répresseur de lambda, cI, 429, 429f de protéine Cro, 429, 429f Dimériques, protéines, 41 Diméthylallyl diphosphate, dans la synthèse de cholestérol, 261, 262f Diméthylaminoadénine, 336f 2,4-Dinitrophénol, 132 Dinucléotide, 339 Dioxygénases, 124 Dipalmityl lécithine, 150 Dipeptidases, 537 Diphosphatidylglycérol. Voir Cardiolipine Diphtérique, toxine, 421, 486 Dipôles, formation par l’eau de, 8, 8f Disaccharidases, 534 Disaccharides, 138, 141, 142f, 143t Voir aussi rubriques spécifiques Dislocation, 579 Dissociation, 582 du faisceau de quatre hélices, 583 Dissociation de l’eau, 11 Dissociation, constantes de, 11 constante de Michaelis (Km)et, 77 dans le calcul du pH, 11 dans les acides faibles, 11 Disulfures, liaisons (ponts), repliement des protéines et, 45 DIT. Voir Diiodotyrosine DIT/MIT, rapport, 505 Divalents, transporteur de métaux, 659 Diversité combinatoire, 670 des anticorps, 670-671 jonctionnelle, 671 Dixon, représentation de, 81 DMT1. Voir Divalents, transporteur de métaux



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DNase (désoxyribonucléase)/DNase I, 368 chromatine active et, 367 et technologie de l’ADN recombinant, 449t DNase humaine, 766 dNDP. Voir Désoxyribonucléosides diphosphates Docking (arrimage moléculaire), programme de, 44 Docking (arrimage), 572 dans l’importation nucléaire, 571 Docking (arrimage), protéine de, 562, 563f Docosahexaénoïque, acide, 233 Dolichol, 154, 154f, 596 dans la synthèse du cholestérol, 262f, 263 structure, 596 Dolichol-P-P-GlcNAc (Dol-P-P-GlcNAc), 596 Dolichol-P-P-oligosaccharide, voie de synthèse, 596f structure, 597f Dolicholpyrophosphate-oligosaccharide (Dol-P-Poligosaccharide), 595-598 Domaines régulateurs, 41 Domaines. Voir aussi les différents types de l’albumine, 657 de la chromatine, 366f, 367 de liaison à l’ADN et activation de la transcription, 442f des protéines, 40 Dopa décarboxylase, 311, 314f dans la biosynthèse des catécholamines, 504 Dopamine β-hydroxylase (DBH), dans la biosynthèse des catécholamines, 505 Dopamine. Voir aussi Catécholamines biosynthèse, 504, 504f synthèse, 311, 314f Double déplacement, réactions de, 82 Double hélice, structure de l’ADN en, 10, 355-356, 355f Double inverse, représentation en, pour évaluer les inhibiteurs, 80 Double-brin, ADN, 355, 363, 384. Voir aussi ADN Double-brin, réparation des coupures des, 383t, 384, 383f, 385f Douleur et prostaglandines, 222 Doxycycline, antibiotique, 762 Drosha-DGCR8, nucléase, 404 DTPA (diéthylènetriaminepentaacétate) comme anti­ oxydant préventif, 155 Dubin-Johnson, syndrome de, 329 Duchenne, myopathie de, 460, 639-640 étude de cas clinique, 769-770 Dynamine dans la pinocytose d’absorption, 489 Dysbêtalipoprotéinémie, familiale, 269t Dyslipoprotéinémie, 269, 269t Dysplasie thanatophorique, 628 Dysplasie, 765 Dystrophine, 631, 639-640, 769, 770, 770f Dystrophine, gène la codant, 769

E E coli, métabolisme du lactose chez, hypothèse de l’opéron et, 426, 428f E coli, vecteur (PAC) basé sur le bactériophage P1 de, 450 E-cadhérine, 739 E, site de sortie, dans la synthèse protéique, 410f E0. Voir Rédox (oxydation-réduction)potentiel d’, Eact. Voir Activation, énergie d’ Eau, 3, 8-9 coefficient de perméabilité, 477f comme nucléophile, 10-11 comme solvant biologique, 7, 8f dans les liaisons hydrogène, 7, 8f

dissociation, 11 structure biomoléculaire et, 8-9, 8t structure, 8f Éboueur, récepteur. Voir Classe B, récepteur éboueur Échange par des transporteurs, 133-136, 134f Échange par diffusion, systèmes d’, 133 ECL. Voir Extracellulaire, liquide EcoRI, 448, 449, 451f EcoRII, 448t Edman, réactif d’, pour le séquençage des protéines (phénylisothiocyanate), 29, 31f Edman, réaction d’, pour le séquençage des protéines, 29, 31f EDRF. Voir Endothélial, facteur relaxant EDTA (éthylène diamine tétraacétate) comme antioxydant préventif, 155 EDTA, comme antioxydant préventif, 155 EFA. Voir Acides gras essentiels Effecteurs, 736 EGF. Voir Récepteur du facteur de croissance épidermique, EGFR Ehlers-Danlos, syndrome d’, 47, 276, 611, 613 Eicosanoïdes, 149, 233, 234f Eicosapentaénoïque, acide, 231f, 236 eIF dans la synthèse protéique, 413 eIF-4E, complexe, dans la synthèse protéique, 415 Élaïdique, acide, 148t, 149, 149f Élastase, dans la digestion, 537 Élastine, 611 Électrogène, effet, 487 Électrolytes et autres ions, valeurs de référence, 756t Électrons, coenzymes flaviniques comme transporteurs d’, 552 Électrons, flavoprotéine transférant les, 127, 218 Électrons, flux d’, à travers la chaîne respiratoire, 127, 127f Électrons, mouvement des, dans le transport actif, 486 Électrophiles, 10 Électrophorèse pour l’analyse des protéines plasmatiques, 653 en polyacrylamide pour purifier les protéines/peptides, 28, 28f bidimensionnelle, expression protéique et, 34 Électrophorèse bidimensionnelle, expression des protéines et, 34 Électrophorèse sur gels de polyacrylamide pour la séparation des protéines/peptides, 29, 30f Électrostatiques liaisons/interactions, 9, Voir aussi Salines, liaisons (électrostatiques) rupture de la fixation de l’oxygène, effet Bohr, protons et, 51 Électrovaporisation, ionisation par, 33, 33f en spectrométrie de masse, 32 ELISA, enzyme linked immunoassays 65 Elliptocytose héréditaire, 692, 695 Élongase, 229, 230f dans la synthèse des acides gras polyinsaturés, 232, 232f Élongation dans la synthèse d’ARN, 390 dans la synthèse protéique, 417f Élongation des chaînes dans la synthèse des acides gras, 229, 230f dans le cycle de la transcription, 390, 390f Élongation, arrêt d’, 575 Élongation, facteurs d’, dans la synthèse protéique, 417, 418, 418f facteur 2, 417, 417f facteur, EF1A, 416, 417f Empreinte (footprinting), de l’ADN, 465

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Emtricitabine, 83 Émulsions de lipides amphiphiles, 155, 155f Encéphalopathie de Wernicke, 551 due à l’hyperbilirubinémie (ictère nucléaire), 328 due à un défaut mitochondrial héréditaire, 127 spongiformes (maladies à prions), 45 Encéphalopathie spongiforme bovine, 46 Encéphalopathies spongiformes transmissibles (maladies à prion), 46 ENCODE, projet, 101 Encombrement de l’environnement du fer héminique, 51 Endergonique, réaction, 114 couplage et, 114 ATP dans le, 115 Endocrine, système. Voir aussi Hormones diversité, 493-511 régulation neurale, 493 Endocytose médiée par un récepteur, 489f, 489 Endocytose, 488, 489f médiée par des récepteurs, 488f, 489 Endoglycosidase F, 592 Endonucléases, 363, 448 apurinique et apyrimidique, dans la réparation par excision de base, 384 dans la technologie de l’ADN recombinant, 448t, 449, 449t de restriction, 362, 447-448, 448t Endopeptidases, 537 Endosymbiose, 716 Endothélial, dysfonctionnement, 780 Endothélial, facteur relaxant, 645. Voir aussi Nitrique, oxyde Endothéliales, cellules, 602 dans la coagulation et la thrombose, 682, 684t Endotoxine de V. cholerae, sous-unités de l’, 763 Énergétique, balance, 539 Énergie besoins alimentaires en, 538 d’activation, 72 transduction dans les membranes, 473 Énergie libre d’hydrolyse de l’ATP, 115, 116t variations, 114 couplage et, 114, 114f effet des enzymes, 75 état d’équilibre et, 72 états de transition et, 72-73 potentiel rédox et, 120, 121t sens des réactions chimiques et, 71-72 Énergie, capture d’, 117 Énergie, dépense d’, 538 Énergie, transfert d’, 115 Enhancer. Voir Amplificateur Énolase, dans la glycolyse, 180, 179f Entactine, 617 Entérocytes, absorption du fer, 659 Entérohépatique, circulation, 268 dans l’absorption lipidique, 535 Entérohépatique, cycle, de l’urobilinogène, 327 Entéropeptidase, 537 Entérotoxine, 763 Enthalpie, 114 Entrez Gene, 101 Entropie, 114 Enzymatique, oxydation, des molécules organiques par l’oxygène moléculaire, 713 Enzymatiques, mécanismes, et espèces réactives de l’oxygène (EROS), 718 Enzyme-linked immunoassay. Voir ELISA, 65 Enzyme-substrat (ES), complexe, 61

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Enzymes, 10 activées par un métal, 60 activité catalytique, 64. Voir aussi Catalyse/Catalytiques, réactions (enzymatiques) cinétique, 75. Voir aussi Cinétique (enzyme) permettant leur détection, 64-66 analyse comme aide au diagnostic, 66-68 de l’infarctus du myocarde, 66 cinétique, 74-75. Voir aussi Cinétique (enzymatique) classification, 59 concentration, effet sur la capacité catalytique, 88-89 dans la réparation de l’ADN, 383, 384t dans le développement de médicaments, 83 régulation, 88-94, 163f spécificité, 59 dans le diagnostic/pronostic des maladies, 66 de débranchement absence, 189t dans la glycogénolyse, 187f, 188 de ramification, dans la biosynthèse du glycogène, 187, 187f de restriction. Voir Restriction, endonucléases/enzy­ mes de, dégradation, contrôle, 89 des neutrophiles, 697, 697t dosage, 55 effet des substrats sur leur conformation, 61 effet sur la vitesse d’hydrolyse, 10 génie génétique pour leur étude, 68 inhibition irréversible (empoisonnement), 73 isostériques, 90 isozymes, 64 mécanismes d’action, 61 membranes et localisation des, 473 plasmatiques, signification diagnostique, 66 régulatrices, 162, 163f réseaux de contrôle, 93 sites actifs, 60-61 spécificité, 59 Enzymes, induction des, 706 cytochrome P450 et, 324 dans la régulation de la néoglucogenèse, 198, 198t Enzymes, inhibiteurs des, les médicaments en tant qu’, 83 Enzymologie sur molécule isolée, 65 Enzymopathies, 692 Épiderme, 713t Épidermolyse bulleuse, 614 Épigénétique, mécanismes dans le cancer, 737 facteurs impliqués, 737f Épigénétiques, signaux cis-trans, 434, 435f transmission et propagation, 436f Épimérases dans la voie des pentoses phosphates, 207f, 208 dans le métabolisme du galactose, 211, 212f Épimères, 140, 140f Épingle à cheveux, 357, 359f, 465, 578 Épithélio-mésenchymateuse, transition, 740 Épitope (déterminant antigénique), 41 EPO (érythropoïétine humaine), 688 Époxyde hydrolase, 709 Époxydes, 709 Éprodisate, 668 Équilibre, constante d’ (Km), 77 changements d’énergie libre et, 73 dans la catalyse enzymatique, 74 Equilibrées, réactions chimiques, 72

Équivalents réducteurs dans la voie des pentoses phosphates, 208 dans le cycle de l’acide citrique, 171-171, 172f dans les mitochondries, 127, 128f ERAD, dégradation des protéines mal repliées associée au réticulum endoplasmique, 579, 586f Ercalcitriol, 546 Ergocalciférol (vitamine D2), 546 Ergostérol, 153, 154f Erlotinib, 743 EROS, mécanismes chimiques et espèces réactives de l’oxygène, 714 Erreurs aléatoires, 751 Erreurs innées du métabolisme, 3, 292 Érythrocytaire, unité d’éclosion, 606f, Érythrocytes glycolyse dans les, 181, 181f hémolyse et voie des pentoses phosphates/glutathion peroxydase 208-209, 209f métabolisme, 167t nécessité métabolique du glucose, 164 rôle de l’hémoglobine S  « à pièce adhésive », 55 voie du 2,3-bisphosphoglycérate dans les, 181, 181f Érythropoïétine et production d’hématies, 689 Érythropoïétine humaine (EPO), 689 Érythropoïétine recombinante (époïétine alpha/ EPO), 600, 689 Érythropoïétine/érythropoïétine recombinante (époïé­ tine alfa/ EPO), 688f clonage, 628 ES, complexe. Voir Enzyme-substrat (ES), complexe ESB. Voir Encéphalopathie spongiforme bovine Escherichia coli, métabolisme du lactose chez, hypothèse de l’opéron et 424, 425f Escherichia coli, vecteur (PAC) basé sur le bactériophage P1 de, 448 Essentiels, acides aminés,. Voir Nutritionnel, acides aminés essentiels du point de vue Essentiels, acides gras, 226, 231, 232f, 232 carence, 232 métabolisme anormal des, 235 production des prostaglandines et, 233 EST. Voir Encéphalopathie spongiforme transmissible Étain, 559t Éthanol, 772f absorption du fer et, 538 cirrhose et, 254-255 glycosylation de la transferrine en cas d’abus chronique, 659 Éthanol, intoxication aiguë, étude de cas clinique, 770-771 Éthers de lipides, biosynthèse des, 241f Étiquette SNP, 101 Eucaryote, ADN, 438 Eucaryote, complexe de transcription, 396 Eucaryote, expression génique, 432-434. Voir aussi Génique, expression interactions ADN/protéines, modèle du bactériophage lambda, 428-432, 428f Eucaryote, structure de l’ARNm, 444f Eucaryote, transcription et expression génique, 442t Eucaryotes, promoteurs, dans la transcription, 394 Euchromatine, 368 Évolution et durée de vie, 723 Évolution Humaine, 4 Excitation-réponse, couplage, rôle des membranes, 474 Exergonique, réaction, 114 couplage et, 114 rôle de l’ATP, 115 Exinucléase et réparation de l’ADN, 383f

Exocrines, glandes, 766 Exocytose, 488, 489, 490 Exocytotique (sécrétoire), voie, 568 Exons, 370, 401, 456 interruption des. Voir Introns Exonucléases, 363, 445 et technologie de l’ADN recombinant, 449t Exopeptidase, 537 Exportines, 571 Extracellulaire, environnement, maintenance par les membranes, 474, 474t Extracellulaire, enzymes lysosomiaux, 606 Extracellulaire, liquide (ECF), 474, 474t Extramitochondrial, système, synthèse des acides gras par le, 227 Extrémités cohésives d’ADN, ligature d’, 449, 449f Extrinsèque, voie, de la coagulation sanguine, 676, 677f, 736 Ézétimibe, contre l’hypercholestérémie, 269

F Fab, région, 668 Fabry, maladie de, 244t Facteur I (fibrinogène), 654f, 678, 678t conversion en fibrine, 678-679 Facteur II (prothrombine), 678, 678t effet des médicaments coumariniques, 680 Facteur III (facteur tissulaire), 677, 677f, 678t, 679t Facteur IV. Voir Calcium Facteur IX (facteur antihémophilique B/facteur Christmas/composant plasmatique de la thromboplastine), 677f, 678, 678f, 678t, 679t déficit en, 680 effet des médicaments coumariniques, 680 Facteur tissulaire, (facteur III), 677, 678f Facteur tissulaire, complexe du, 677 Facteur tissulaire, inhibiteur de la voie du, 677 Facteur V (proaccélerine/facteur labile/globuline accélératrice), 678, 678t, 679f, 679t Facteur V, Leiden, 680 Facteur VII (proconvertine/accélérateur sérique de conversion de la prothrombine/cothromboplastine), 651, 677f, 678t, 679t effet des médicaments coumariniques, 607-608 Facteur VIII (facteur antihémophilique A/globuline antihémophilique), 677f, 678, 678t, 679t déficit en, 680 Facteur VIII, concentrés de, production par génie génétique, 681 Facteur X (facteur Stuart-Prower), 677f, 678t, 679t activation, 676-677, 676f effet des médicaments coumariniques, 680 Facteur X, activation de la prothrombine en thrombine par, 677f, 678, 679 Facteur XI (antécédent de la thromboplastine plasmatique), 677f, 678t, 679t déficit en, 680 Facteur XII (facteur de Hageman), 677f, 678, 678t, 679t Facteur XIII (facteur de stabilisation de la fibrine/ fibrinoligase), 677f, 678t, 679t, 680 Facteurs de croissance polypeptidiques, 732t fonctions, 731 relation avec le cancer, 732 FAD. Voir Flavine adénine dinucléotide FADH2, production par oxydation des acides gras, 218f Farber, maladie de, 244t Farnesoïde X, récepteur de, dans la régulation de la synthèse des acides biliaires, 268



Farnésyl diphosphate dans la synthèse de cholestérol/ polyisoprénoïde, 261, 262f, 263, 264 Fatigue musculaire, 178 Faux sens, mutations, 411, 411f cause de cardiomyopathie hypertrophique familiale, 641-642 Favisme, 213 Fc, fragment, 668 Fe. Voir Fer Fécondation, inhibition, 603 Fécondation, les glycoprotéines dans la, 603 Fenton, réaction de, 691, 691t Fer des porphyrines, 318 Fer-soufre, protéine, dans les complexes de la chaîne respiratoire, 127, 129f Fer, 548t absorption, 537, 657, 657f, 774 dans l’hémochromatose, 537 effets de la vitamine C et de l’éthanol, 537 anémie due à un déficit en, 687t besoin chez les femmes, 659 capacité de liaison totale, 663 capacité totale de liaison, 764 carence/anémie de carence, 543 élément de réponse au, (IRE), 661 ferreux, dans le transport de l’oxygène, 49-51 hème, 324, 657 absorption, 317, 537 dans la méthémoglobinémie, 55 encombrement stérique de l’, 50-51 incorporation dans la protoporphyrine, 319, 319f non-héminique, 658 paramètres de l’homéostasie, valeurs de référence, 756t surcharge en, 537 transport par la transferrine, 657 Fermé, complexe, 393 Ferreux, fer et transport de l’oxygène, 49-51 incorporation dans la protoporphyrine, 319 Ferrique, fer, 324 dans la méthémoglobinémie, 55 Ferriréductase, 658f Ferritine, 538, 564, 657-658, 691, 774 effets sur la synthèse protéique, 375, 420 valeurs de référence, 755t Ferritine, récepteur de la, 659 Ferrochélatase (hème synthase), 321, 323t, 324 dans les porphyries, 323t Ferroportine, 537, 659 Feuillets plissés β, parallèles, 39 FFA. Voir Acides gras libres FGFR3 (récepteur 3 du facteur de croissance fibroblastique), 627 Fibrine dans les thrombi, 675 dépôt de, 675 dissolution par la plasmine, 680-681, 681f fibrilline I, 615 fibrilline II, 615 formation de réseau, 675 rôle de la thrombine, 678-679 formation, 676f, 678 Fibrinogène (facteur I), 654f, 676, 678t conversion en fibrine, 678-679 Fibrinoligase.(facteur XIII), 677f, 678t, 679t, 680 Fibrinolyse, 684t Fibrinopeptides A et B, 679f Fibroblastes, récepteur du facteur de croissance des, 627 Fibroblastes, 599

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Fibronectine, 611, 613 représentation schématique, 615f représentation schématique des interactions cellulaires, 616f Fidélité des tests d’analyses médicales, 750 Figlu. Voir formiminoglutamate Filaments épais (de myosine), 631, 632 Filaments fins (d’actine), 631, 632 Filtration sur gel pour la séparation des protéines/ peptides, 28f Fingerprinting de l’ADN, 465 FISH. Voir Hybridation in situ par fluorescence Flambée respiratoire, 539, 699 Flavine adénine dinucléotide (FAD), 122, 338t, 552 dans le cycle de l’acide citrique, 173 Flavine adénine mononucléotide (FMN), 60, 122, 552 Flavoprotéines comme oxydases, 121-122, 124f dans le complexe de la chaîne respiratoire, 122, 127 de transfert des électrons, 122 Flip-flop (bascule), des phospholipides, asymétrie des membranes et, 478 Fluidité membranaire, 480 Fluor, 559t dans la glycolyse, 179f Fluorescence des porphyrines, 322, 322f 1-Fluoro-2,4-dinitrobenzène (réactif de Sanger), pour le séquençage des polypeptides, 29 Fluoroacétate, 173f 5-Fluorouracile, 338f Fluvastatine, 269 Flux de masse des protéines membranaires, 584 Flux, réaction génératrice de, 162 FMN. Voir Flavine adénine mononucléotide Foie biopsie hépatique, 773 capture de la bilirubine, 325-327, 326f capture du glucose, 164 cirrhose, 170, 254, 770 fructose 2,6-bisphosphate et régulation, 199, 199f des lipides, 253, 254f du glycogène, 187f glycogène, 186, 187t glycogénolyse, 188 isoformes du cytochrome P463, 632 lors du jeûne, 166 métabolisme de la vitamine D, 546 métabolisme du, 158, 160f, 161f, 167t, 170 fructose, 209, 210f glucose, 196f, 199, 200f oxydation des acides gras, cétogenèse et, 220, 220f, 221f phosphorylase et son contrôle, 188 production de corps cétoniques, 219, 220f, 221 stéatose alcoolisme et, 254 déséquilibre du métabolisme des triacylglycérols, 253-254 pendant la grossesse, 224 surcharge en fructose et, 213 synthèse de l’hème, 319 ALA synthase dans sa régulation, 399-321, 322f synthèse de la vitamine D3, 548f, 549f synthèse de protéines plasmatiques, 161, 655 Foie, tests fonctionnels et valeurs de référence, 752t Folate, piège à, 555f Folate. Voir Folique, acide Folding. Voir Repliement Folique, acide, 543, 555 carence, 293 coenzymes dérivés, 60

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formes alimentaires, 555 inhibiteurs de son métabolisme, 555 suppléments, 556 Fonctionnels, groupements effet du milieu sur leur pK, 14 effets sur la réactivité chimique des acides aminés, 22-23 effets sur les propriétés des acides aminés, 21-22 signification physiologique, 12-13 Footprinting. Voir Empreinte Forbes, maladie de, 190t Forkhead, facteur de transcription, 43f Formiminoglutamate, dans le catabolisme de l’histidine, 295, 296f Formique, acide, valeur de pK/pKa, 15t Formyl-tétrahydrofolate, 556 Fourier, synthèse de, 43 FPA/FPB. Voir Fibrinopeptides A et B Fractionnement, 27f d-Fructofuranose, 139f Fructokinase, 210, 211f déficit en, 213 d-Fructopyranose, 139f Fructose absorption, 534, 534f dans la cataracte diabétique, 214 effet sur l’absorption du fer, 537 formes pyranose et furanose du, 139f hépatique effet sur le métabolisme, 209-214, 211f hypertriacylglycérolémie/hypercholestérolémie/hyperérucémie et, 212 indice glycémique, 534 métabolisme, 211f défaut du, 213-214 Fructose 6-phosphate, dans la glycolyse, 178, 179f dans la néoglucogenèse, 196f, 206 énergie libre d’hydrolyse, 116t d-Fructose, 140t Fructose-1,6-bisphosphatase, 207 dans la glycolyse, 178, 179f dans la néoglucogenèse, 196f, 206 Fructose-2,6-bisphosphate, 198, 197f dans la catalyse covalente, 63 Fructose, intolérance héréditaire au, 214 Fructosurie essentielle, 206, 214 Fucosyltransférase/fucosyl (Fuc) transférase, 696 Fumarase (fumarate hydratase), 171f, 172 Fumarate, 171f, 172 dans le catabolisme de la tyrosine, 309f dans la synthèse de l’urée, 286-287 Fumarylacétoacétate dans le catabolisme de la tyrosine, 298, 299f Fumarylacétoacétate hydrolase, 294t défaut dans la tyrosinémie, 297 Furanose, formes cycliques, 139, 139f Furine, 584 Fusion de vésicules, 582 Fusion, protéines de, recombinantes, dans l’étude des enzymes, 68 Fusion/transition, température de, 356, 480 FXR. Voir Farnésoïde X, récepteur du

G G-CSF. Voir Granulocyte, facteur stimulant les colonies de G6PD (glucose 6-phosphate déshydrogénase), 690t, 691 déficience, 687t et anémie hémolytique, 691, 691f

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GAG. Voir glycosaminoglycannes Gal transférase, 697 Gal-Gal-Xyl-Ser, trisaccharide, 593 GAL1, amplificateur (enhancer), 441 Galactokinase, 211, 212f défauts héréditaires, 213 d-Galactosamine (chondrosamine), 141 Galactosamine, 212 Galactose 1-phosphate uridyl transférase, 212, 212f Galactose, 138 absorption, 534, 534f d-galactose, 139f, 140t indice glycémique, 534 métabolisme, 210-211, 212f déficits enzymatiques et, 214 Galactosémie, 207, 214 Galactosidases, 592 Galactosylcéramide, 152, 152f, 243, 244t GalCer. Voir Galactosylcéramide GalNAc transférase, 697 GalNAc-Ser(Thr), 592 Gamma glutamyl transférase (γ GT/GGT), valeurs de référence, 757t Gamma-glutamyl phosphate, 277 Gamma-glutamyl transférase (GGT), 707 Gamma-hydroxybutyrate, metabolisme, 314 315f gamma-Tubuline, 649 Ganglioside GM, 763 Gangliosides GM1, 763 Gangliosides, 152 acides sialiques des, 141 sucres aminés des, 140, 213f synthèse, 243, 243f Gastroentéropathie, déperdition protéique et, 656 Gaucher, maladie de, 244t GDH. Voir Glutamate déshydrogénase/l-glutamate déshydrogénase GDP, 572 GDP. Voir Guanosine diphosphate GEF. Voir Guanylique, nucléotides, facteur d’échange Géfinib, 743 Gemfibrozil, 269 Genbank, 100 Genbank, UniProt et Protein Database (PDB), 99 Gène altérations, 372-375, 374f amplification pour réguler l’expression génique, 383f de ménage, 425 des immunoglobulines et réarrangement de l’ADN, 374-375 réparation des cassures double brins et, 385 extinction ( knockout), 460 inconnus auparavant, 4 inductible, 425 invalidation ciblée, 460 maturé, 374 Gène A, 697 Gène, conversion de, 374 Gène, délétions et duplications, 770 Gène, destruction de/knockout, ciblée, 461 Gène, transcription, base de données GeneCards, 101. du. Voir Transcription Gène. amplification de, 730, 729t Gène. Voir aussi Gènes ; Génome Gènes codants, 606 Gènes codés par le génome mitochondrial humain, 716t Gènes humains, localisation, 457t Gènes, cartographie des, 373 Gènes, puces de, et expression protéique, 34 Génétique inverse, 766

Génétique, 1 Génétique, altérations, causes, 725 Génétique, code, 354, 408, 409t caractéristiques, 409, 409t Génétique, consultation, 770 Génétique, liaison. Voir Liaison, analyse de Génétique, prédisposition, 765 Génétiques, facteurs, influençant l’obésité, 781 Génétiques, maladies. Voir aussi les différentes maladies diagnostic enzymes utilisées, 68 technologie de l’ADN recombinant et, 456, 458f thérapie génique, 458 Génétiques, syndromes, maladies, 765 Génétiques, tests, 775 Génétiques, variations, cause de maladies, 457-458 Génétiques, variations, 656 Genève, système de, pour la nomenclature des acides gras, 147 Génique, expression constitutive, 425 dans la régulation de la synthèse des nucléotides pyrimidiques, 348 inhibition par miARN et siARN, 362 régulation, 424 négative vs positive, 424-425, 424t réponses temporelles et, 424-432, 424f rôle de l’acide rétinoïque, 544 transcriptionnelle eucaryote, 428-432 Génital, tractus, 766 Génome en médecine et bioinformatique, 97 invalidation ciblée d’un gène (knockout), 460 redondance du, 370-371 Génomique, 97 séquençage des protéines et, 30 Génomique, banque, 452 Génomique, instabilité, des cellules cancéreuses, 734 Génomique, révolution, 98 Génomique, technologie, 448-466. Voir aussi Recombinant, ADN/ Recombinant, technologie de l’ADN Génomiques, ressources, 99 Géranyl diphosphate, dans la synthèse du cholestérol, 261, 262f Géranylgéranyl, dans le recouvrement des vésicules, 584 Gibbs, changements d’énergie libre de, 114.Voir aussi Energie libre, changements d’, Gilbert, syndrome de, 328 GlcCer. Voir glucosylcéramide GlcNAc phosphotransférase, 598 GlcNAc transférase V, 740 GlcNAc, résidus, 593 Glibenclamide. Voir Glyburide Globine, 396 Globules rouges, 593-599. Voir aussi Érythrocytes à partir des cellules souches hématopoïétiques, 686, 687 différenciation schématique, 688f durée de vie, 688 fonctions, 687-688 leur transporteur de glucose, 689, 690t maladies, 686, 687t membrane, analyse par SDS-¨PAGE, 693, 694f données biochimiques, 693t protéines cytosquelettiques périphériques, 694t, 695 protéines intrinsèques, 693-694, 694f, 694t métabolisme, 689t production d’oxydants, 690, 691

réticulocytes et synthèse protéique, 689, 690 transport du glucose, 689 régulation par production d’érythropoïétine, 688 Globuline de liaison aux hormones sexuelles (globuline de liaison à la testostérone, aux-œstrogènes), 657t Globulines, 657 Glomérulaire filtration, 616 membrane, 616 protéinurie, 753t Glomérule rénal, 614 Glomérulonéphrite, 617 Glucagon, 158, 189, 198 durant le jeûne, 166 et régulation de la néoglucogenèse, 198 et régulation de la lipogenèse, 230, 230f Glucagon/insuline, rapport, dans la régulation de la cétogenèse, 222 Glucanne transférase dans la glycogénolyse, 188f, 188 Glucanne, (glucosanne), 141 Glucides, 136-145 Voir aussi Glucose, Sucres ; différents types classification, 137, 138t dans la synthèse des acides gras, 163 dans les lipoprotéines, 144 dans les membranes cellulaires, 144 digestion et absorption, 534 interconversion, 164 isomérie, 138-139, 138f métabolisme, 158, 158f, 159f maladies associées, 137 vitamine B1 et, 547f régimes amaigrissants très pauvres en, 203 surface cellulaire et glycolipides, 137 Glucides, protéines de liaison aux, 592 Glucidique, complexe. Voir les différents types Glucocorticoïdes, 515. Voir aussi types spécifiques dans la lipolyse, 256, 257f effet sur la glycémie, 202 régulant l’expression de gènes, 515f synthèse, 499, 499f transport par la globuline de liaison aux corticostéroïdes, 511 d-Glucofuranose, 139f Glucogéniques, acides aminés, 174 Glucokinase, 197t dans la biosynthèse du glycogène, 186, 187f, 198t dans la glycolyse, 178, 179f, 198t dans la régulation de la glycémie, 201, 201f Gluconolactone hydrolase, 206, 208f d-Glucopyranose, 142f Glucosamine (GlcN), 619 Glucosanne (glucanne), 142 Glucose 1-phosphate dans la néoglucogenèse, 196f, 197 énergie libre d’hydrolyse, 116t Glucose 6-phosphate déshydrogénase dans la voie des pentoses phosphates, 205, 206f, 207f déficit, 205, 211-212 Glucose 6-phosphate déshydrogénase (G6PD) 691t, 691 déficience, 687t et anémie hémolytique, 691, 691f Glucose 6-phosphate, 187 dans la biosynthèse du glycogène, 186, 187f dans la glycolyse, 178, 179f dans la néoglucogenèse, 201, 202f énergie libre d’hydrolyse, 121t d-Glucose, 139f, 140f, 141t l-Glucose, 139f



Glucose, 138-142, 648, 767 absorption, 533-540, 534 capture, 164 coefficient de perméabilité, 477f comme précurseur de sucres aminés, 211, 213f conversion du galactose en, 210, 212f dans la biosynthèse du glycogène, 186, 187f dans le liquide extra- et intra-cellulaire, 474, 474t épimères du, 144, 144f et sécrétion d’insuline, 200-202 formes furanose, 138, 139f formes pyranose, 138, 139f indice glycémique, 534 interconversion, 164 isomères, 139, 139f nécessité métabolique, 164 seuil rénal, 202 structure, 138, 139f transport, 200, 201f, 487-488, 488f, 534 effet de l’insuline, 487 valeurs de référence, 755t Glucose perméase, 690, 690t Glucose sanguin. Voir Glycémie Glucose-alanine, cycle, 201, 201f Glucose, acides gras et synthèse du, 161 Glucose, métabolisme du, 158-159, 159f, 178, 178f, 179f, 198, 199 f Voir aussi Néoglucogenèse ; Glycolyse Glucose, tolérance au, 203, 203f Glucose, transporteurs, 201, 690, 690t dans la régulation de la glycémie, 193, 194, 248 influence de l’insuline, 487 Glucoside, 140 Glucosurie, 172, 627 Glucosylcéramide, 152, 243, 244f Glucosyltransférase, 599 d-Glucuronate, 209 Glucuronate/acide glucuronique, 209, 210f conjugaison de la bilirubine avec lui, 326, 326f Glucuronidation de la bilirubine, 326, 326f Glucuronides, 206, 214 GLUT 1-4. Voir Glucose, transporteurs du GLUT1 (transporteur de glucose), 690, 690t Glutamate carboxylation, vitamine K comme cofacteur, 550 catabolisme, 292f, 293 dans la biosynthèse de l’urée, 283f, 284, 284f dans la synthèse de la proline, 278, 278f synthèse, 277, 277f transamination et, 283f, 284, 284f Glutamate aminotransférase, 332 l-Glutamate décarboxylase, 314, 315f Glutamate déshydrogénase/l-glutamate déshydrogénase, 277, 277f dans le métabolisme de l’azote, 284-286, 285f Glutamate γ-semialdéhyde, 279f Glutamate/aspartate, transporteur de, 135, 135f Glutaminase, dans la catabolisme de l’azote des acides aminés, 286 Glutaminase, réaction catalysée par la, 278f Glutamine synthétase/synthase, 277f, 278, 286, 286f Glutamine, 19t, 282 catabolisme, 293, 293f dans le catabolisme de l’azote des acides aminés, 285-286 synthèse, 277, 277f, 285f Glutamine, analogues affectant la synthèse des nucléotides puriques, 344, 346 Glutamique, acide, 19t Glutamyl amidotransférase, PRPP, régulation du, 345, 346, 343f Glutarique, acide, valeur de pK/pKa, 14t

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Glutathion, 718 et conjugaison, 706-707 Glutathion peroxydase, 123, 209, 209f, 204, 691, 691t Glutathion réductase érythrocytaire statut en riboflavine et, 552 voie des pentoses phosphates et, 208, 209f Glutathion réductase, 691, 691t Glutathion S-transférases, 69f, 707 Glyburide (glibenclamide), 224 Glycation, hémoglobine glyquée (HbA1c)valeurs de référence, 756t Glycation, produits avancés de, (AGE), 602, 718 formation, 601, 602f Glycémie, à l’état alimenté, 164, 166 effet de l’insuline, 200-202 et acides gras libres, 255-256 et érythrocytes, 689 normale, 186 par la voie des pentoses phosphates, 158, 205, 206f, 207f, 209f régulation alimentation/néoglucogenèse/glycogénolyse, rôles de, 200-203, 200f, 203f aspects cliniques, 202-203, 203f effet de l’insuline, 200-202 effet du glucagon, 202 glucokinase et, 201, 201f mécanismes métaboliques et hormonaux, 201, 201t rôle du glycogène, 188 valeurs limites, 200 Glycémique, indice, 142, 534 Glycéraldéhyde (glycérose), isomères d et l, 139f Glycéraldéhyde 3-phosphate dans la glycolyse, 178, 179f oxydation, 178, 180f Glycérol, 147 coefficient de perméabilité, 477f synthèse, 197 Glycérol éther phospholipides, synthèse des, 239, 242f Glycérol kinase, 239, 240f, 255 Glycérol-3-phosphate biosynthèse des acylglycérols et, 239, 240f énergie libre d’hydrolyse, 116t estérification du triacylglycérol et, 255-256, 255f transfert d’électrons via le, 128 Glycérol-3-phosphate acyltransférase, 239, 240f Glycérol-3-phosphate déshydrogénase dans la glycolyse, 196, 197f Glycérol-3-phosphate déshydrogénase, 239, 240f Glycérol, partie, des acylglycérols, 156 Glycérophosphate, navette du, 135, 134f Glycérophosphate, voie du, 240f Glycérophospholipides, 147 Glycérose (glycéraldéhyde), isomères D et L, 139f Glycine N-méthyl-transférase, 294f Glycine, 22, 306 catabolisme, formation du pyruvate, 295, 296f dans la synthèse de l’hème, 309, 388-321, 320f, 322f synthèse, 277-278, 278f Glycine, complexe de clivage, 295 Glycine, résidus de, 624 Glycinurie, 296 Glycobiologie, 589 Glycocalyx, 144 Glycochénodésoxycholique, acide, synthèse de, 267f Glycocholique, acide, synthèse, 267f Glycoconjugué, 589 étude, 608 glycannes, 607-608

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Glycoconjugués. Voir les différents types Glycoformes, 589 Glycogène, 142, 144f dans le métabolisme des glucides, 158, 263f, 197 glycogène synthase et phosphorylase, 190, 192f métabolisme. Voir aussi Glycogenèse ; Glycogénolyse aspects cliniques, 189t, 192 ramification dans le, 187f musculaire, 164, 187, 187t ramification, 188 rôle de l’AMP cyclique dans la régulation du métabolisme, 190-192, 191f stockage des glucides et, 187, 187t synthèse, 166 Glycogène phosphorylase, 188f, 188-190, 647, 648 phosphate de pyridoxal comme cofacteur, 553 régulation, 190, 192, 192f Glycogène synthase dans le métabolisme du glycogène, 189, 189f, 199t, 200 glycogène synthase a, 190, 192f glycogène synthase b, 190, 192f régulation, 190-191, 192f Glycogène, maladies du stockage, 138, 187, 190t, 194 Glycogenèse, 160, 193, 193f régulation enzymes impliquées, 198t glycogène synthase et phosphorylase dans la, 190, 192f rôle de l’AMP cyclique, 190, 191f, 192, 192f Glycogénine, 187, 188f Glycogénolyse, 160 AMP cyclique et régulation, 191, 191f, 192f enzymes de débranchement au cours de la, 187f, 188 indépendante de l’AMP cyclique, 190 régulation de la glycémie et, 200-202, 200f, 201f régulation par les glycogène synthase et phosphorylase, 191, 192f voie, 186-187, 187f Glycolipides, 147, 152, 152f, 589 galactose dans la synthèse des, 210-211, 212f sucres aminés et, 211, 213f Glycolipides, maladies du stockage des, 239 Glycolyse anaérobie, 178, 178f, 647-648 comme source d’ATP musculaire, 646, 647 Glycolyse, 116, 158, 159f 180-185, 180f aérobie, 178 anaérobie, 177, 178, 179f aspects cliniques, 183 ATP généré, 183, 184t au niveau subcellulaire, 162, 162f barrières thermodynamiques s’opposant à son inversion, 195-198 dans les érythrocytes, 181, 181f oxydation du pyruvate, 173, 175f, 181-183, 182f, 183f, 184t régulation, 181 enzymes impliquées, 198t fructose 2,6-bisphosphate et, 199, 199f néoglucogenèse et 181-183, 197-200, 198t, 199f utilisation du glucose/néoglucogenèse, 178-181, 179f, 181f, 195-197, 196f. Voir aussi Néoglucogenèse voies, 178-180, 179f, 180f Glycolytiques, enzymes, dans les muscles, 631 Glycome, 589 Glycomique, 5 Glycophorines, 145, 593 glycophorines A, B et C, 694, 694t Glycoprotéine glycosyltransférase, 589

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Index

Glycoprotéine hydrolases lysosomiales, déficits génétiques, 607 Glycoprotéine IIb-IIIa, dans l’activation plaquettaire, 684, 683f Glycoprotéines, 37, 138, 213f, 497f, 589-593, 595-605, 607-609, 591t, 596, 659. Voir aussi Plasmatiques, protéines, les différents types ancrées au glycosylphosphatidylinositol, 592 anomalies de biosynthèse, 604t chaînes oligosaccharidiques des, 589t, 594 clairance par les récepteurs des asialoglycoprotéines, 591 substances des groupes sanguins ABO, 588 classes, 592 complexes, 597 dans la fécondation, 602 dans la zone pellucide, 602 et asymétrie membranaire et, 478 fonctions, 588-589, 589t galactose dans leur synthèse, 211, 212f glucides, 140t glycoprotéines humaines, 590t hybrides, 595 l’exemple des immunoglobulines, 670 maladies associées à leurs anomalies, 604-605 N-liées, 592 nature anhydre de la liaison, 591 O-liées, 594 pinocytose extracellulaire absorptive, 489 riches en mannose, 595 spectroscopie RMN à haute résolution, 589 structure et fonction, 591t sucres aminés dans les, 141, 211, 213f sucres nucléotidiques, 594 sucres présents, 594 techniques d’étude, 589-590 utilisation des glycosidases, 591 utilisation des lectines, 592 utilisation des récepteurs des asialoglycoprotéines, 591 Glycoprotéines, enzymes de maturation, 611t Glycosaminoglycannes, 140, 144f, 617-620. Voir aussi les différents types fonctions, 622t propriétés, 619t structures, 618f sucres aminés, 141 Glycosidases, 592 Glycosides, 140 Glycosphingolipides, 147, 152, 152f, 243, 243f, 620, 696 Glycosylation, 601 cotraductionnelle, 554 maladie héréditaires de la, 605t, 659 modification covalente augmentant la masse, 31t Glycosylation, maladie congénitale de la (CDG), 605, 659 Glycosylée, hémoglobine (HbA1c), 57 Glycosylphosphatidylinositol (GPI), 584, 593 Glycosylphosphatidylinositol, glycoprotéines ancrées au, (ancrées/liées au GPI), 593 Glypiation, 602 GM-CSF, Voir Granulocytes-macrophages, facteur stimulant les colonies de, GM1, ganglioside, 152, 152f GM3, ganglioside, 152 GMP cyclique, 337, 337f, 493t comme second messager, 337 comme signal intracellulaire, 519-520 formation, 519 rôle dans le muscle lisse, 644

GMP, 335t conversion de l’IMP en, 342, 344f rétro-régulation, 345, 345f, 346 cyclique, 337f, 338t comme second messager, 337 régulation de la PRPP glutamyl amidotransférase, 344, 345 GMPc (GMP cyclique), 493t Golgi, appareil de, 568, 581, 586 adressage des protéines à sa membrane, 568, 576 dans la formation des VLDL, 249f dans la glycosylation, 568 dans la synthèse des membranes, 568 dans le tri des protéines, 568, 568f, 569 fusion apparente dans le RE, 583 lumière, 576 transport rétrograde à partir de lui, 576, 577 Goutte aiguë, étude de cas, 771-773 Goutte chronique, 771-773, 773f Goutte/goutte arthritique, 349, 772 GPI, protéines liées au GPI, 601 GPI. Voir Glycosylphosphatidylinositol GPIIb-IIIa, dans l’activation plaquettaire, 683f, 684 Graisses, 147. Voir aussi Lipides régimes riches en, cirrhose et, 261 Graisseux, tissu. Voir Adipeux, tissu Granulocytes, facteur de stimulation des colonies de, 689 Granulocytes/macrophages, facteur de stimulation des colonies de, 689 Granulomateuse, maladie, chronique, 700 séquence des évènements responsables, 700f Granulomateuse, maladie, chronique, 700, 700f Gratuits, inducteurs, 426 Grippe A, virus de la, 607 Grossesse et besoins en fer, 659 et hypoglycémie, 202 et stéatose hépatique, 224 GSH. Voir Glutathion GSL. Voir Glycosphingolipides GST (glutathion-S-transférase) étiquette, pour l’étude des enzymes, 69f GTP, 337, 575, 581, 582 dans la phosphorylation, 118 protéines de liaison, 263 GTP, état lié au, 584 GTPases, 572 petites, monomériques, 572, 584 Guanine, 335t oxydation par les EROS, 715f Guanosine diphosphate, 591 Guanosine monophosphate. Voir GMP Guanosine, 334f, 335t appariement de bases dans l’ADN, 354, 355f dans la formation de l’acide urique, 348, 349f Guanyliques, facteur d’échange des nucléotides, 572, 573f l-Gulonolactose oxydase, 206

H H, bandes, 631, 633f H, chaînes. Voir Chaînes lourdes, H, substance, des groupes sanguins, 697, 697f H2A, histones, 366, 366f H2B, histones, 365, 366f Haber-Weiss, réaction d’, catalysée par le fer, 714t, 716 Hageman, facteur (facteur XII), 677f, 678, 678t, 679t Hairpin. Voir Épingle à cheveux

Haplotype, 101 Haplotype, carte des, (HapMap), 101 HapMap, base de données, 101 Haptoglobine, 657, 657t, 658 Haptoglobine, protéine apparentée à, 658 Hartnup, maladie de, 302, 553 Hashimoto, maladie de, 776, 776t HAT, activité. Voir à Histone, activité acétyltransférase Haut débit, criblage à, 65 Haworth, projection de, 138, 139f HbA (hémoglobine A), P50 de l’, 53 HbA1c (hémoglobine glycosylée), 57 HbF (hémoglobine fœtale), P50 de l’, 52 HbM (hémoglobine M), 56, 411 HbS (hémoglobine drépanocytaire), 56, 411 hCG, hormone chorionique gonadotrope humaine, 742t HDL. Voir Lipoprotéines de haute densité Heinz, corps de, 692 Hélicases, ADN, 376f Hélice double, de la structure de l’ADN, 9, 354-355, 355f triple, de la structure du collagène, 46, 46f Hélice-boucle-hélice, motifs, 40 Hélice-tour-hélice, motifs, 439 Helicobacter pylori, 608 association aux ulcères, 533 cellules épithéliales de l’estomac, 607f Hémagglutine, 599 Hématopoïétiques, cellules souches, 687, 688 Hématopoïétiques, facteurs de croissance, 689 Hématurie, 753t Hème, 47, 50, 50f, 56 bilirubine produite par son catabolisme, 324-325, 325f maladies, 323t, 324f synthèse, 318-321, 320f, 321f, 322f ALA synthase, 319-321 incorporation de fer ferreux dans la protoporphyrine, 319 Hème oxygénase, système de l’, 324, 325f Hème synthase (ferrochélatase), 321, 322f, dans la porphyrie, 323t Hème, fixation à l’, 658 Hème, métabolisme, maladies génétiques, 318-320 Hémiacétal, 138 Hémiconnexine, 490f Hémine, 325, 325f Héminique, fer, 324 absorption, 538, 657f, 658 encombrement stérique de l’environnement du, 50-51 Héminiques, protéines (hémoprotéines), 318, 318t. Voir aussi Hémoglobine ; Myoglobine catabolisme de l’hème, 324 Hémochromatose héréditaire, 662 étude de cas, 743-745 Hémochromatose, 537 arthropathie, 774 héréditaire, 773-775 pénétrance, 774 secondaire, 776 Hémodialyse, 771 Hémoglobine, 50-57, 658f affinité pour l’oxygène, 55 apoprotéine, 53 courbe de dissociation de l’oxygène, 51 dans le transport de CO2, 54f dans le transport de l’oxygène, 49-51 dans le transport des protons, 54-55



e xtracorpusculaire, liaison à l’haptoglobine, 656t, 657 glycosylée (HbA1c), 55 Harakiri, 411, 411f HbA, P51, 51 HbF (fœtale), P51, 51 HbM, 55, 411 HbS, 55-56, 411 Milwaukee, 410 mutations, 55-56, 411 oxygénation et changements conformationnels, 52 propriétés allostériques, 52 stabilisation par le 2,3-bisphosphoglycérate, 52f adaptation à l’altitude et, 55 structure tétramérique, 49 changements au cours du développement, 52 synthèse de la bilirubine et, 334, 335f Hémoglobine Chesapeake, 56 Hémoglobine fœtale, P50 de l’, 53 Hémoglobinopathies, 55 Hémoglobinurie nocturne paroxystique, 491t, 602, 687t Hémoglobinurie, 754t Hémolyse, 688t Hémolysines, 692 Hémopexine, 657t Hémophilie A, 681 Hémophilie B, 681 Hémoprotéines, 318t Hémosidérine, 661 Hémostase, 676-685 Voir aussi Coagulation (sang), tests d’évaluation en laboratoire, 684 phases, 675 Henderson-Hasselbalch, équation d’, 13 Héparane, sulfate, effet sur la coagulation/thrombose, 684 Héparine, 143, 144f, 613, 622, 680 effet sur l’activité antithrombine III, 675 effet sur les lipoprotéines et lipases hépatiques, 251 structure, 619f Héparine, cofacteur II de l’, comme inhibiteur de la thrombine, 680 Héparine/héparane, sulfate, 613 Héparines de faible poids moléculaire (LMWH), 680 Hépatique, biosynthèse des purines, 345, 345f régulation de la formation de l’AMP et du GMP, 345-346 régulation de la PRPP glutamyl amidotransférase, 344, 345 Hépatique, fructose, effet sur le métabolisme, 209-214, 211f et hypertriacylglycérolémie/hypercholestérolémie/ hyperuricémie, 212 Hépatite, 171 jaunisse de l’, 328f, 329t Hépatocellulaire, carcinome, 774 Hépatocytes et synthèse de l’hème, 319 régulation par l’ALA synthase, 319-321, 322f Hépatolenticulaire, dégénérescence (maladie de Wilson), 491t, 664 et taux de céruloplasmine, 665 et mutation de gènes, 491t, 664 Hepcidine, 538, 661, 775 ferroportine, 774, 774f inhibant l’absorption du fer par les entérocytes, 774 libération de fer par les macrophages, 774 Héphaestine, 659 Heptoses, 138, 138t Hermansky-Pudlak, syndrome de, 580t Hers, maladie de, 190t

Index

Hétérochromatine constitutive, 368 Hétérochromatine facultative, 368 Hétérochromatine, 368 Hétérodimère, 41 Hétérotrophes, organismes, 115 Hexapeptide, dans la synthèse de l’albumine, 657 Hexokinase, 199t dans la biosynthèse du glycogène, 186, 198t dans la glycolyse, 178, 179f, 198t comme réaction génératrice de flux, 163 et régulation, 181 dans la régulation de la glycémie, 201, 201f dans le métabolisme du fructose, 209, 211f Hexosamines (sucres aminés), 141, 142f dans les glucosaminoglycannes, 141, 213f dans les sphingoglycolipides, 211, 213f interrelations dans leur métabolisme, 213f le glucose, précurseur des, 211, 213f Hexoses monophosphates, dérivation des. Voir Pentoses phosphates, voie des, Hexoses, 138, 138t dans les glycoprotéines, 135t importance physiologique, 139, 140t métabolisme, 205-211, 206f, 207f, 209f. Voir aussi Pentoses phosphates, voie des, HFE, gène, 774 HFE, mutations, dans l’hémochromatose, 664 HGP, Projet Génome Humain HhaI, 449t HHH, syndrome, Voir Hyperornithinémie, hyperammonémie et homocitrullinurie, syndrome Hill, coefficient de, 79 Hill, équation de, 79-80 HindIII, 449t Hippurique, acide (hippurate), synthèse, 309, 309f Histamine, 699t formation, 309 Histidase (Histidine ammoniium lyase), 295, 294t Histidine, 20t, 22, 309, 309f besoins, 540 catabolisme, 293, 296f dans la fixation de l’oxygène, 51f décarboxylation de l’, 309, 309f résidus conservés et, 64t Histidine F8 dans la liaison de l’oxygène, 50 remplacement dans l’hémoglobine M, 55 Histidine 57, dans la catalyse covalente, 63 Histidine ammoniium lyase (Histidase), 295, 294t Histidine distale (histidine E7) dans la liaison de l’oxygène, 51 Histidine E7, dans la liaison de l’oxygène, 51 Histidine proximale, (histidine F8) dans la liaison de l’oxygène, 49 son remplacement dans l’hémoglobine M, 55 Histidinémie, 295, 294t Histone acétyltransférase, activité, 527 Histones, 365-366, 366f, 366t acétylation, 737 Histones H1, 365, 366f Histones H3, 365, 366f Histones H4, 365, 366f Histones, chaperons des, 366 Histones, code des, 432 Histones, code épigénétique des, 433 Histones, dimère, 365, 366 Histones, modifications covalentes, 432 Histones, octamère, 366f, 366 Histones, tétramère, 365, 366 HMG-CoA. Voir 3-Hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA (HMG-CoA) HMM, Voir Méromyosine lourde

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HNCC. Voir Cancer colorectal héréditaire non polyposique Holocarboxylase synthétase, biotine comme coenzyme de, 557 Homéostasie dans le RE, 578 maintien par le sang, 653 Homéostatiques, adaptations, 514 Homocarnosine, 309, 310f, 312 Homocarnosinose, 314 Homocystéine carence fonctionnelle en folate et, 554 dans la synthèse de la cystéine et de l’homosérine, 279, 279f Homodimères, 41 Homogentisate dans le catabolisme de la tyrosine, 299f, 300 Homogentisate dioxygénase/oxydase, 124 Homogentisate oxydase, 294t déficit dans l’alcaptonurie, 294t, 297, 299f Homologie, 102 dans la classification des protéines, 37 modélisation par, 44 résidus conservés et, 64 Homopolymérique, extension, 449 Homosérine, synthèse, 278, 279f Hormonale, régulation, de la lipolyse, 255 Hormonale, régulation, des processus cellulaires, 518f Hormone chorionique gonadotrope humaine, hCG, 496 Hormone de croissance, effets sur le transport des acides aminés, 484 Hormone-récepteur, interaction, 509 Hormone, unité transcriptionnelle de réponse à une hormone, 525f Hormones du lobe antérieur de l’hypophyse et régulation de la glycémie, 194 Hormones, 589, 776. Voir aussi les différentes hor­ mones caractéristiques, 496t comme second messager, 495, 496t dans la régulation de la glycémie, 201 dans le contrôle métabolique, 163f, 164 définition, 493 diversité chimique, 496, 497, 497f et régulation de la diffusion facilitée, 483 fixation aux récepteurs de la surface cellulaire, 495, 496t fixation aux récepteurs intracellulaires, 495, 496t hydrosolubles, 495 lipophiles, 495 molécules précurseurs, 496 régulation du métabolisme lipidique, 256-257, 257f réponse coordonnée à un stimulus, 514-515, 515f stimulant l’adénylate cyclase, 517t stockage et secrétion, 510 synthèse, 497 1,25(OH)2-D3, 502-503 à partir de la tyrosine, 503-504 angiotensine II, 507-509 cholestérol et, 441-448, 441f, 442f diversité chimique, 440-441, 441f et métabolisme de l’iode, 506 famille de la POMC, 509 insuline, 506 précurseurs peptidiques et, 451-452 précurseurs peptidiques, 506 PTH, 506-507 rôle de la tyrosine, 433, 440, 441f spécialisation, 439

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Index

stéroïdogenèse ovarienne, 500-502 stéroïdogenèse surrénalienne, 498-500 stéroïdogenèse testiculaire, 500 tétraiodothyronine, 504-506 triiodothyronine, 504-506 transport par des protéines plasmatiques, 510-511 vitamine D en tant qu’, 544 Hormones, élément de réponse cartographie, 439f définition, 525 séquence d’ADN, 515, 516t Hormones, récepteurs des classification, 495 protéiques, 495 reconnaissance et couplage, 494, 495 spécificité et sélectivité, 494, 494f Hp. Voir Haptoglobine HpaI, 449t HPETE. Voir Hydroxyperoxydes, HPLC. Voir Chromatographie liquide à haute performance HRE. Voir Hormones, éléments de réponse aux, Hsp60/ Hsp70, comme chaperons, 45 5 HT (5-hydroxytryptamine). Voir Sérotonine Humain, Projet Génome. Voir Human Genome Project Human gene mutation database, 101 Human Genome Project, 4-6 domaines actuels d’intérêt, 4f implications, 4 Hunter, syndrome de, 621 Hurler, syndrome de, 621 Hyaluronidase, 621 Hyaluronique, acide, 143, 144f, 617 Hybridation in situ par fluorescence (FISH), 456 Hybridation, 369, 453, 461 Hybridomes, 672 Hydrocortisone. Voir Cortisol Hydrogène, concentration des ions. Voir aussi pH effet sur la vitesse des réactions enzymatiques, 75-76 Hydrogène, liaisons, 8, 8f dans l’ADN, 354, 355, 355f Hydrogène, peroxyde d’, 690, 714 substrat de l’hydroxyperoxydase, 122 Hydrogène, sulfure d’, 128f Hydrolases, 60 cholestéryl ester, 264-265 fumarylacétoacétate, défaut des, dans la tyrosinémie, 297 gluconolactone, 207, 207f Hydrolyse (réactions hydrolytiques), 10. Voir aussi les différentes réactions dans la glycogénolyse, 187f, 188 des triacylglycérols, 238-239 du GTP lié en GDP, 581 énergie libre de l’, 115, 116t Hydropathie, graphe d’, 477 Hydroperoxydases, 121 Hydroperoxydes, 234f, 235 Hydrophile, portion, de la molécule lipidique, 155, 155f Hydrophiles, hormones, 511 Hydrophobe effet, dans l’auto-assemblage des bicouches lipidiques, 477 Hydrophobe, portion, de la molécule lipidique, 155, 155f Hydrophobes, chromatographie d’interactions, pour purifier les protéines/peptides, 27-28 Hydrophobes, interactions, 9 Hydrosolubles, hormones, 516 Hydrostatique, pression, 655

3-Hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA (HMG-CoA) dans la cétogenèse, 220, 221f dans la synthèse du mévalonate, 261, 262f 3-Hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA (HMG-CoA) lyase dans la cétogenèse, 220, 221f dans la synthèse du mévalonate, 261, 262f 3-Hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA (HMG-CoA) réductase contrôlant la synthèse du cholestérol, 261, 264f dans la synthèse du mévalonate, 261, 261f 3-Hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA (HMG-CoA) synthase dans la cétogenèse, 220, 221f dans la synthèse du mévalonate, 261, 261f l(+)-3-Hydroxyacyl-CoA-déshydrogénase, 218, 218f Hydroxyanisole butylée, 154 3-Hydroxyanthranilate dioxygénase/oxygénase, 124 d-3-Hydroxybutyrate déshydrogénase, 210, 211f 24-Hydroxycalcidiol (24,25-dihydroxyvitamine D3), dans le métabolisme de la vitamine D, 550f 24-Hydroxycholécalciférol (calcidiol), dans le métabolisme de la vitamine D, 550f 4-Hydroxydicoumarine (dicoumarol), 550 27-Hydroxylase, stérol, 267 Hydroxylase, cycle de l’, 124, 125f Hydroxylases, 124 dans la synthèse du cortisol, 499 Hydroxylation, 704 modification covalente augmentant la masse, 31t Hydroxylysine, synthèse, 278 3-Hydroxyméthylcytosine, 333, 336f 4-Hydroxyproline déshydrogénase, défaut de la, dans l’hyperhydroxyprolinémie, 293 Hydroxyproline, 611, 614 catabolisme, 296-297, 298f synthèse, 279, 279f 15-Hydroxyprostaglandine déshydrogénase, 235 Hydroxytoluène butylé, 154 5-Hydroxytryptamine. Voir Sérotonine Hyperalphalipoprotéinémie familiale, 269t Hyperargininémie, 289 Hyperbilirubinémie, 327-319 327t cause de jaunisse, 327 conjuguée, causes, 337-328, 327t de rétention, 327 non conjuguée, 327t non conjuguée et conjuguée, causes, 329t par régurgitation, 327 taux élevé de bilirubine non conjuguée, 329 toxique, 328 Hypercholestérolémie, 247, 251 causée par une charge du foie en fructose, 212 Hyperchromicité et dénaturation, 356 Hyperglycémie, 754. Voir aussi Diabète sucré Hyperglycémique, glycosurie, 753t Hyperhomocystéinémie, supplémentation en acide folique pour la prévenir, 557 Hyperhydroxyprolinémie, 297 Hyperkaliémique, paralysie périodique, 642t Hyperlacticacidémie, 255 Hyperlipidémie, utilité de la niacine, 554 Hyperlipoprotéinémies, 247, 269, 269t Hyperlysinémie périodique, 302 Hyperlysinémie périodique, 302 Hypermétabolisme, 178, 540 Hyperméthioninémie, 310 Hyperornithinémie-hyperammonionémie et homocitrulinémie, (syndrome HHH), 289 Hyperornithinémie-hyperammonionémie, syndrome d’, 295 Hyperoxalurie primaire, 295 Hyperphénylalaninémies, 300

Hyperprolinémies de types I et II, 293, 294t, 295f Hypersensibles, sites, de la chromatine, 368 Hypersplénisme, dans l’anémie hémolytique, 693t Hypertension, 773 Hyperthermie maligne, 638, 639f, 642t, 651 Hyperuricémie, 349 773 chez les sujets masculins, 772 Hypervariables, régions, 669 Hypoalbuminémie, 778 Hypoglycémie, 196, 771 induite par le fructose, 213 oxydation des acides gras et, 216, 223 Hypoglycémique, effet, du glucagon, 198 Hypoglycine, 217, 224 Hypokaliémique, paralysie périodique, 642t Hypolipidémiques, médicaments, 269 Hypolipoprotéinémie, 243, 269, 269t Hypothalamus, 776, 782 Hypothyroïdisme, 151 congénital, 776 primaire, 777t primaire, étude de cas, 775-776 secondaire, 776 tertiaire, 776 Hypouricémie, 349 Hypoxanthine, 336, 336f Hypoxie, 738 Hypoxie, facteur inductible par l’ (HIF-1), 738 Hypoxie, production de lactate et, 181

I I, bandes, 631, 632f I. Voir Iode ; Iodure Ibuprofène, 226, 234 IC50, 81 ICF. Voir Intracellulaire, liquide, Ictère (jaunisse), 327, 329t Ictère nucléaire, 327 Idiotypes, 672 IDL. Voir Lipoprotéines de densité intermédiaire l-Iduronate, 140, 141f IEF. Voir Isoélectrofocalisation IgA, 670t, 671f IgD, 670t IgE, 670t IgG, 670t IgM, 670t, 671f Ileus méconial, (occlusion), 766 Ilôts de Langerhans et production d’insuline, 202 Imatinib, 743, 743t IMC, indice de masse corporelle (BMI), 538 Immunitaire, réponse, commutation de classe/isotype et, 672 Immunitaire, système, 778 Immunité cellulaire et humorale, abolition de l’, 760 Immunité innée, 668 Immunodéficience humaine, virus de l’, (VIH-1/HIV-1), 608 Immunodéficience sévère combinée (DICS), 759, 760f Immunogénicité, atténuation, 672 Immunoglobulines, 654, 657t, 670, 670t. Voir aussi rubriques spécifiques à Ig classes, 669t commutation de classe, 671 fonctions, 669, 669t gènes. Voir Immunoglobulines, gènes maladies dues à une sur- ou sous-production d’, 671-672 production par des hybridomes, 672 structure, 671f



Immunoglobulines, 760 Immunoglobulines, chaînes légères, 671 gènes, 670 réarrangement de l’ADN et, 374-375 Immunoglobulines, gènes des, 671 réarrangements de l’ADN et, 374-375 réparation des cassures double brin et, 383f Immunoglobulines, protéine de liaison à la chaîne lourde des, 579 Immunologie, 1 IMP (Inosine monophosphate) conversion en AMP et en GMP, 342, 343f rétrorégulation, 345, 345f synthèse, 342-344, 343f, 344f Importines, 572, 573f Inactives, protéines normalement, 673 Inclusions cellulaires, maladie des, 491, 491t, 580t, 599 causes, 606 Indirect, cancérigène, 728f Indole, coefficient de perméabilité de, 477f Indométhacine, effet sur les cyclooxygénases, 234 Inducteurs affectant la synthèse d’enzymes, 88 dans la régulation de la néoglucogenèse, 198 dans la régulation de l’expression génique, 425 gratuits, 426 Inductible, gène, 425 Infection, 777 perte protéique, 539 Infections pulmonaires/insuffisances cardiaques, 766 Infections récurrentes bronchopulmonaires, 766 Infections récurrentes, 606, 668 Inflammation, 226, 673 prostaglandines, 225 protéines de phase aiguë, 656 rôle du complément, 672-673 Inflammation chronique, 744 Inflammatoire aiguë, biomolécules à propriétés vaso­ actives impliquées dans la réponse, 699t Information biologique, 521 Information, voie/flux de l’, 516f Ingénierie inverse, modélisation par, 105 Inhibiteur panprotéase, 673 Inhibiteur-1, 189, 191f, 192f, 193 Inhibiteurs à liaison forte, 81 Inhibition basée sur le mécanisme, 82 compétitive vs, non-compétitive, 79-81 irréversible, 82 par liaison forte, 82 rétroinhibition dans la régulation allostérique, 89-90, 90f Inhibition basée sur le mécanisme, 83 Initiation (amorçage) dans la synthèse de l’ADN, 378f, 380f dans la synthèse des ARN, 389, 390 dans la synthèse protéique, 413, 414f Initiation, complexe 43S d’, dans la synthèse protéique, 413, 414f Initiation, complexe 80S d’, dans la synthèse protéique, 414f, 413 Initiation, complexes d’, dans la synthèse protéique, 413, 414f Initiatrice, séquence, 389, 761 Innées, erreurs, du métabolisme, 3, 292 Inosine monophosphate (IMP) conversion en AMP et en GMP, 342, 343f rétro-régulation de la, 345, 345f synthèse, 342-344, 343f, 344f Inositol hexaphosphate (acide phytique), altération de l’absorption du calcium par, 537

Index

Inositol triphosphate dans l’activation plaquettaire, 682, 683f Inr. Voir Initiatrice, séquence Insaturés, acides gras, 149, 149t. Voir aussi Acides gras alimentaires, effet sur le taux de cholestérol, 268 dans les membranes, 475, 475f, 477f double liaisons cis, 149, 149f essentiels, 231, 231f anomalies de leur métabolisme, 235 déficit, 232-233 et production de prostaglandines, 225 métabolisme, 231 oxydation, 219 sources d’eicosanoïdes, 225, 233, 234f, 235f structures, 231f synthèse, 231-232, 232f Insertion, séquences d’, non clivées, 578 Insertion, signal transitoire d’. Voir Signal, peptide Insuline, 158, 490, 585 dans la glycolyse, 178, 198 dans la régulation de la glycémie, 200-202 dans la régulation de la lipogenèse, 231 dans la régulation de la lipolyse, 231, 255f, 256, 257f dans le transport du glucose, 483 déficicit, 202. Voir aussi Diabète sucré effet sur l’initiation de la synthèse protéique, 416, 417f effet sur le métabolisme du tissu adipeux, 256 effet sur les acides gras libres, 247, 256 effets sur la phosphorylase b, 190 et réserves de carburant métabolique, 164 stockage, 510t synthèse, 506 transmission du signal par des kinases, 522, 523f Insuline, récepteur, 495 Insuline/glucagon, rapport, dans la régulation de la cétogenèse, 222 Intégration à spécificité de site, 374 Intégration chromosomique, 374, 374f Intégrines, leucocytes, 698, 698t neutrophiles, 698, 698t plaquettes, 698, 698t Interferon β humain, enhancer de son gène, 437f Intérieur-extérieur, asymétrie membranaire, 478 Interleukines-1 et 6, 625 Interleukines, 688 Intermédiaires protéiques et molécules cargo, 584 Intermembranaire, espace mitochondrial, protéines de l’, 570 Interphasiques, chromosomes, fibres chromatiniennes dans les, 367 Intestin grêle, digestion des monosaccharides, 534 Intestinal, épithélium, renouvellement, 713t Intestinales, bactéries dans le métabolisme de la bilirubine, 327 Intracellulaire, environnement, maintien par les membranes de l’, 474, 474t Intracellulaire, liquide (LIC), 474, 474t Intracellulaire, trafic, 568-570, 573-574. Voir aussi Protéines, tri des maladies dues à des mutations de gènes impliqués, 574t, 585 vésicules de transport et, 580-584 Intracellulaires, membranes, 474 Intracellulaires, signaux, 519 Intravasation, 739 Intraveineuse, injection, de sel-dextrose, 771 Intrinsèque, facteur, 537, 555 dans l’anémie pernicieuse, 554

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Intrinsèque, voie, de la coagulation sanguine, 676-678 677f Intrinsèques (intégrales), protéines, 37, 479, 479f comme récepteurs, 488 de la membrane des hématies, 693-694, 694f, 694t interaction avec les protéines du cytosquelette, 694f Introns (séquences intervenantes), 370, 371f, 374, 401, 408, 465 excision à partir des transcrits primaires, 401f Inuline, 142 clairance, 753 Inverti, sucre, 142 Iode, métabolisme dans le follicule thyroïdien, 505f, 506 synthèse d’hormones, 506 Iode/iodure, 559t 5-Iodo-2’-désoxyuridine, 338f Iodopsine, 544 5-Iodouracile, 338 Ionique, produit, 11 Ioniques, canaux, 474, 482-484, 483f, 483t, 482 dans le muscle cardiaque, 641, 641t maladies associées à des désordres des, 641t Ionisants, rayons, réparation par excision réparation des dommages de l’ADN dus aux, 384, 384t Ionophores, 134, 486 IP3. Voir Inositol triphosphate IPTG. Voir Isopropylthiogalactoside IRES. Voir Ribosomes site d’entrée interne des, Irréversible, inhibition, des enzymes, 82 Irréversibles, modifications covalentes, 91, 93f Ischémie totale du myocarde, 780 Ischémie, 178, 491 Isoaspartyle méthyltransférase, 720f Isoaspartyle, liaison, dans le squelette polypeptidique, 720f Isocitrate déshydrogénase (IDH), 172, 173f dans la production du NADPH, 228, 229f mutation, 741 Isoélectrique, pH (pI), charge nette d’un acide aminé et, 21 Isoélectrofocalisation, 29, 30f Isoenzymes. Voir Isozymes Isolants, 439 les lipides non polaires, 146 Isoleucine, 19t besoins, 540 catabolisme, 303, 304f, 305f interconversion, 279 Isomaltose, 143t Isomérases, 59 Isomérie des stéroïdes, 152, 152f des sucres, 138-139, 138f géométrique, des acides gras insaturés, 149, 149f Isomérie D, 138, 139f Isomérie géométrique des acides gras insaturés, 149, 149f l-Isomérie, 138, 139f Isomorphe, remplacement, 43 Isopentényle diphosphate, dans la synthèse du cholestérol, 261, 262f Isoprène, unités, polyprénoides synthétisés à partir d’, 153, 154f Isoprénoides, synthèse des, 262, 263f dans la synthèse du cholestérol, 263f Isopropylthiogalactoside, 426 Isoprostanes (prostanoïdes), 149, 155 voie synthétique de la cyclooxygénase, 234-234, 234f Isostériques, enzymes, 90

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Isothermes, systèmes, exemple des systèmes biologiques, 114 Isotopes. Voir aussi les différents types dans l’analyse des protéines plasmatiques, 655 Isotypes, 672 Isotypique, commutation, (de classe), 671 Isovalérique, acidémie, 306 Isovaléryl-CoA déshydrogénase, 294t dans l’acidémie isovalérique, 303 Isozymes, 64

J J, chaîne, 671f Jak-STAT, voie, 523, 523f Jamaïque, maladie des vomissements de la, 224 Jaunisse (ictère), 327, 327t Jaunisse néonatale (physiologique), 327t Jaunisse non hémolytique congénitale, (maladie de Crigler-Najjar de type I), 328 Jaunisse physiologique (néonatale), 328 Jaunisse posthépatique, 328f Jaunisse préhépatique, 328f Jeûne, 114 aspects cliniques, 167 cétose, 224 mobilisation des carburants métaboliques, 166167, 166f, 166t redirection des triacylglycérols, 251 stéatose hépatique, 253 Jeûne, carburants métaboliques pendant le, 161, 167, 167f, 167t Jonction, gène du segment de, 671 Jonctionnelle, diversité, 671

K K. Voir Constante de dissociation, Potassium k. Voir Constante de vitesse K+, canal, 484-485 Kartagener, syndrome de, 650 Kcat. Voir Constante catalytique Kcat/Km.Voir Catalytique, efficacité Kd. Voir Dissociation, constante de KDEL, protéines à motif, 568t, 578 Keq. Voir Constante d’équilibre Kératane, sulfates de, 628 Kératines, 651 Kernictère. Voir Ictère nucléaire Kinase A, protéines d’ancrage de la, 517 Kinases, protéines Voir Protéine Kinases Kinésine, 650 Kinétochore, 369, 734f Kininogène de haut poids moléculaire, 677, 678, 677f Kinuréninase, 301f, 302 Kinurénine formylase, 301f, 302 Kinurénine-anthranilate, voie de la, dans le catabolisme du tryptophane, 302, 301f Km. Voir Michaelis, constante de, Knockout (invalidation) de gènes, 461 knockout/destruction de gène ciblée, 461 Korsakoff, psychose de, 552 Kozak, séquences consensus de, 416 Krabbe, maladie de, 244t Krebs, cycle de. Voir Citrique, cycle de l’acide Kw. Voir Ionique, produit Kwashiorkor (œdémateux), 276, 538, 777 caractéristiques, 777 malnutrition protéino-énergétique (MPE), 776778

L L, canal calcique de type, 640 L, chaînes. Voir Chaînes légères Labile, facteur (Facteur V), 679f, 679t Laboratoire, analyses de automatisation, 751 causes de taux anormaux des analytes dosés, 748, 749t importance en médecine clinique, 748 interprétation, 751 paramètres modifiant les valeurs, 750 tests biochimiques. Voir Biochimiques, analyse de laboratoire tests fonctionnels d’organes, 751-754, 752t, 753t, 754t utilisation, 751 valeur prédictive, 750 validité des résultats, 748, 749 vérification de la validité, 750 Laboratoire, analyses de, pour diagnostiquer les maladies thyroïdiennes, 754t lac A, gène, 425f, 426, 427f lac I, gène, 426, 425f lac, opéron, 425, 425f, 427f lac, répresseur de, 424, 425f Lactase, 540 déficit en (intolérance au lactose/lait), 533 Lactate formation, 770 glycolyse anaérobie et, 177, 179f, 180-181 hypoxie et, 180-181 Lactate déshydrogénase, 41 dans la glycolyse anaérobie, 180 isozymes, 67 signification diagnostique, 66t, 67, 67f Lactation, cétose de la, 167 Lactique, acide, cycle de l’, 201, 201f Lactique, acide, valeur du pK/pKa, 15t Lactique, acidose, 178 due à des défauts mitochondriaux héréditaires, 127 métabolisme du pyruvate et, 183 carence en thiamine et, 551 Lactoferrine, 698t Lactose, 138, 141f, 142t, 211, 212 intolérance au, 137, 533, 534 le galactose dans la synthèse du, 210, 212f métabolisme du, hypothèse de l’opéron et, 425-428, 425f Lactose synthase, 212, 212f Lactulose, 143t lacY, gène, 425f, 426 lacZ, gène, 425f, 426 LAD II (déficit d’adhérence leucocytaire II), 605 Lait (lactose), intolérance au, 138, 534 Lambda, répresseur de (cI), protéine/gène, 428-432, 428f, 429f Laminine, 614 représentation schématique des interactions cellulaires, 616f Langerhans, îlots de, insuline produite par les, 202 Lanostérol, dans la synthèse du cholestérol, 261, 262, 263f Large bande bêta, maladie de la (dys-bêta-lipoprotéinémie), 269t Laue, radio cristallographie (rayons x) de, 44 Laurique, acide, 148t LBD. Voir Ligand, domaine de liaison au LCAT. Voir Lécithine cholestérol acyltransférase LCR. Voir Locus, régions de contrôle du

LDL oxydés, 780 LDL, cholestérol, valeurs de référence, 756t LDL. Voir Lipoprotéines de faible densité LDL/HDL, rapport du cholestérol des, 268 Leader, séquence (de tête). Voir Signal, peptide Lécithine :cholestérol acyltransférase (LCAT), 243, 251, 265f, 266 déficit familial en, 269t Lécithines (phosphatidylcholines), asymétrie membranaire et, 478 exemples/commentaires, 592t synthèse, 239, 240f végétales, 592t Lécithines. Voir aussi phosphatidylcholines métabolisme, 242f Leiden, facteur V de, 680 Leptine, 257 Lesch-Nyhan, syndrome de, 342, 773 Leucémie myélocytique aiguë, 735 Leucémies, 687 Leucine, 18t besoins, 539 catabolisme, 303, 304f interconversion, 279 Leucine aminomutase, 555 Leucine, motif en fermeture éclair à, 436 Leucocyte, déficit d’adhérence de type I, 699 Leucocytes, 603 facteur de croissance régulant la production des, 616 renouvellement, 713t valeurs de référence, 756t Leucocytes-cellules endothéliales, interactions, 603t Leucocytes, déficit d’adhérence de type II (LAD), 605 Leucocytes. Voir aussi les différents types et intégrines, 698, 698t facteurs de croissance régulant leur production, 689 Leucodystrophie, métachromatique, 244t Leucotriènes, 149, 149f, 233, 235, 237 formation par la voie de la lipoxygénase, 24, 234, 234f, 236f leucotriène A4, 149f signification clinique, 234-236, 128f Leucovirine, 556 Levures, dans l’étude de l’importation mitochondriale des protéines, 570 Liaison (à la membrane), 574 Liaison, analyse de, 736 Liaison, constante de, de Michaelis (Km), approximation, 77 Liaison, protéines de, 657t Liaisons. Voir rubriques spécifiques Libération, facteurs de, (RF1/RF3), dans la terminaison de la synthèse protéique, 406, 406f Ligand-récepteur, complexe, 520-521, 521f Ligand, canaux commandés par un ligand, 492, 642t Ligand, domaine de liaison au, 530 Ligands, 103 Ligases, 60, 580 Ligature d’ADN à extrémités franches, 449 Ligature/ligation, 464 Ligature/ligation, d’extrémités cohésives d’ADN, 449, 449f LINE, définition, 466 LINE. Voir Longues séquence répétées dispersées Lineweaver-Burk, représentation de et estimation des Km et Vmax, 77-78 et évaluation des inhibiteurs, 80 α-Linoléique, acide, contre le déficit en acides gras essentiels, 219



Linoléique, acide/linoléate, 147t, 231, 231f, 232 rôle dans le déficit en acides gras essentiels, 232 synthèse, 232f Lipase gastrique, 539 Lipase hépatique, 251 dans la capture des résidus de chylomicrons, 250f, 251 déficit en, 269t Lipase hormonosensible, 255, 256f effet de l’insuline, 256 Lipase linguale, 535 Lipase pancréatique, 535 Lipases dans la digestion, 534, 535 dans le métabolisme des triacylglycérols, 238, 255, 255f, 534, 535 signification diagnostique des, 66t Lipides, 147-156. Voir aussi les différents types acides gras, 147-150 amphiphiles, 154, 155f asymétrie et assemblage membranaire, 584, 585f classification, 147 complexes, 147 dérivés, 147 digestion et absorption, 534-535 glycolipides, 147, 151-152, 152f interconversion, 164 maladies associées à des anomalies des, 490 membranaires, 474-478 métabolisme, 158, 159f, 161, 161f. Voir aussi Lipolyse à l’état alimenté, 166 dans le foie, 253, 254f neutres, 147 peroxydation, 153-154, 154f phospholipides, 147, 150-151, 150f précurseurs, 147 ratio des protéines dans les membranes, 474, 475f renouvellement (turnover), membranes et, 584585 simples, 147 stéroïdes, 152-154, 152f, 153f transport et stockage, 247-248 aspects cliniques, 253-255 déficit en acides gras et, 234-236 en tant que lipoprotéine, 247-248, 247t, 248f rôle du foie, 253, 254f tissu adipeux brun et, 257-258, 258f tissu adipeux et, 255, 255f triacylglycérols (triglycérides), 150, 150f Lipides neutres, 147 Lipides, maladies du stockage, (lipidoses), 244t, 245 Lipidique, bicouche, 447-479, 477f protéines membranaires et, 477-478 Lipidique, cœur, des lipoprotéines, 247 Lipidique, composition, du RE, 576 Lipidique, peroxydation, 716 Lipidique, profil, valeurs de référen ce, 756t Lipidiques, gouttellettes, 255, 257 Lipidiques, radeaux, 480, 584, 586 Lipidomique, 5 Lipogenèse, 160, 164, 226-229, 219f, 253-254 acétyl CoA pour la, 228 e t complexe acide gras synthase, 226-228, 226f, 227f NADPH pour la, 228, 229f production de malonyl-CoA, 226, 226f régulation, 229-231, 230f enzymes impliquées, 198t, 226-228, 229-230 état nutritionnel et, 228 mécanismes à court et long terme, 229-231 Lipolyse, 161, 255-258, 250f, 256f. Voir aussi Lipides des triacylglycérols, 238

Index

effet de l’insuline, 231 effet des hormones, 257, 258f lipase hormono-sensible dans la, 256-257, 256f Lipophiles, hormones, 495 Lipoprotéine (a) excès familial de, 269t Lipoprotéine lipase, 161, 162f, 250f, 252, 255f, 622 déficit familial, 269t impliquée dans la capture des résidus de chylomicrons, 251 Lipoprotéines, 37, 145, 161, 247-256, 248t, 249f. Voir aussi les différents types classification, 247-248, 247t dans le transport du cholestérol, 265-266, 266f déficit et cirrhose hépatique, 253 glucides dans les, 144 maladies des, 269-270, 269t résidus, 247t, 250f, 251 capture hépatique des, 251 Lipoprotéines de densité intermédiaire, 248t, 251, 266 Lipoprotéines de faible densité, 248t, 249, 261, 265 apolipoprotéines des, 247t, 248 métabolisme, 250f, 251 rapport LDL/HDL et athérosclérose, 268 récepteurs, 251 dans la capture des résidus de chylomicrons, 251f, 251 pour l’insertion cotraductionnelle, 576, 576f régulation des, 264-269 Lipoprotéines de faible densité, protéine apparentée au récepteur des, (LRP), 247 dans la capture des résidus de chylomicrons, 250f, 251 Lipoprotéines de haute densité, 248t, 247 apolipoprotéines des, 247t, 248 athérosclérose et, 252, 268 cycles, 252 métabolisme, 252-253, 252f rapport avec celles de faible densité HDL/LDL, 268 récepteur, 252, 252f Lipoprotéines de très faible densité, récepteur des, 247 Lipoprotéines de très faible densité, 164, 247, 248t, 265, 266 dans l’état alimenté, 166 dans le transport des triacylglycérols, 249f, 250f métabolisme, 161, 161f, 249-251, 250f sécrétion hépatique selon le statut alimentaire et hormonal, 253, 254f Liposomes, 479, 480 formation par des lipides amphiphiles, 154, 155f membranes artificielles et, 478-479 Lipotrope, facteur, 253 Lipoxines, 149, 233, 235 signification clinique, 235-236 voie de la lipoxygénase dans leur formation, 234, 234f, 236f 5-Lipoxygénase, 235f, 236f Lipoxygénase, 235f, 236f espèces réactives produites par elle, 154 Lipoxygénase, voie de la, 234, 235, 235f, 236f Lithium, 559t Lithocholique, acide, synthèse d’, 267f LMM. Voir Méromyosine légère Locus, régions de contrôle du, 439 Longues séquences répétées dispersée (LINE), 371 LRP. Voir Lipoprotéines de faible densité, protéine apparentée aux récepteurs des, LT. Voir Leucotriènes Lubrifiant, 589t Lumière solaire. Voir Ultraviolette, lumière Lumière, dans le transport actif, 488 LX. Voir Lipoxines

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Lyases, 60 Lymphocytes B, 668 et production d’hybridomes, 600, 600f Lymphocytes B pour la production d’hybridomes, 672 Lymphocytes T, 746, 759 étude par la technologie de l’ADN recombinant, 628 Lymphoïdes, cellules précurseurs, 438 Lyse cellulaire, le complément dans la, 673 Lyse, test de, et érythroblastose multinucléaire héréditaire, 605 Lysine hydroxylase, la vitamine C comme coenzyme de, 588 Lysine, 20t besoins, 540 catabolisme, 300, 300f pI, 20 Lysogène, voie, 428f, 429 Lysolécithine (lysophosphatidylcholine), 151, 151f, 242, 242f Lysophosphatidylcholine, 151, 151f Lysophospholipase, 242, 242f Lysophospholipides, 151, 151f Lysosomes, 598 dans l’endocytose, 488 maladies associées à des défauts d’entrée des protéines, 579, 585t Lysosomiale, voie de dégradation, défectueuse dans les lipidoses, 245 Lysosomiales, enzymes, dans la maladie des inclusions cellulaires (I cell disease), 491, 491t Lysosomiales, protéases, dans la dégradation protéique, 580 Lysosomiales, protéines, 586 Lysozyme, 40f, 698t Lysyl hydroxylase, 611 dans la synthèse de l’hydroxylysine, 279 déficit en, 614 Lysyl oxydase, 611, 613 Lytique, voie, 428f, 429 Lytique/lysogène, commutation, 428f d-Lyxose, 140f

M Macromolécules, transport cellulaire des, 486, 488, 482f, 483f Magnésium, 559t dans la chlorophylle, 317 dans le liquide extra- et intra- cellulaire, 474, 474t Maillard, réaction de, 601 Maladie des urines à odeur de sirop d’érable (cétonurie à chaînes ramifiées), 303 fonction altérée du complexe de la décarboxylase des α-cétoacides, 305t Maladie, 1. Voir aussi Cas cliniques ; les différentes maladies bases chimiques, 3-4 conformationnelles, 579t principales causes, 3t Projet Génome Humain et, 4-5 recherche des gènes, 2, 3 Malaria, 608 Malate déshydrogénase, 172f, 172 Malate, 171f, 172 Malate, navette du, 135, 135f MALDI, désorption au laser assistée par la matrice, en spectrométrie de masse, 33, 33f Maléylacétoacétate, dans le catabolisme de la tyrosine, 298, 299f

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Index

Malignité/malignes, cellules. Voir Cancer/cancéreuses cellules Malique, enzyme, dans la production de NADPH, 228f, 228, 229f Malonate, effet sur la chaîne respiratoire, 132, 133f inhibition de la succinate déshydrogénase par le, 79 Malonyl CoA, dans la synthèse des acides gras, 226, 227f Malonyl transacylase, 226, 227f, 228f Maltase, 534 Maltose, 141, 142f, 141t Mammifères, corégulateurs protéiques, 527t Mammifères, récepteurs des asialoglycoprotéines des, 593 Man 6-P, protéines récepteur du, 606 Manganèse, 559t d-Mannosamine, 141 Mannosamine, 212, 213f Mannose 6-phosphate/mannose 6-P, dans le flux des protéines, 588t signal, 619 d-Mannose, 140f, 141t Mannose, protéine de liaison au, déficit en, 607 Manteau (Coatamères), protéines de, fonction, 581 recrutement, 581, 582f Manteau, coque de protéines de, (coatamères), 582 MAP. Voir Microtubules, protéines associées Marasme, 114, 276, 539, 777 Marasmique, kwashiorkor, 774 Marfan, maladie de, 615 MAT. Voir Méthionine adénosyltransférase Matrice extracellulaire. Voir les différents composants mitochondriale, 127, 171 Matrice extracellulaire, 544-562. Voir aussi Matrice ; et les différents composants fibronectine, 615-616 processus de vieillissement, 610 protéines structurales, 610 protéoglycanne, 610 rôle dans le pouvoir métastatique, 739 tissu conjonctif, 610 Matrice, brin d’ADN, 355, 358, 359f transcription pour la synthèse d’ARN, 389-390 Matrice, liaison à la, dans la transcription, 391 Matrice, peptidase de maturation de la, 570 Matricielles, protéines, 570, 573 maladies causées par des défauts d’importation des, 573 Maturation nucléolytique de l’ARN, 404 MBP. Voir Mannose, protéine de liaison au, McArdle, syndrome de, 190t MEC. Voir Matrice extracellulaire Médecine légale nombre variable de répétitions en tandem (VNTR) et, 460 polymorphisme de longueur de fragments de restriction (RFLP) et, 458 Médecine préventive, impact de la recherche biochimique sur la, 3 Médecine, préventive, recherche biochimique et, 3 relations avec la biochimie, 1-2, 3 Médicamenteuses, interactions, 705 Médicaments comme inhibiteurs d’enzyme, 83 doses, 758 Médicaments, conception assistée par ordinateur, (CADD), 103

Médicaments, détoxification/interaction des, cytochromes P450 et, 124, 125f Médicaments, développement de, ARN cible pour le, 362 cinétique enzymatique, mécanisme et inhibition dans le, 83 Médicaments, métabolisme in vivo des, 84 Médicaments, nouveaux, approches de développement, 709-710, 709f Médicaments, résistance, 444 Médicaments, tests enzymatiques appropriés pour le criblage à haut débit dans la découverte de, 66 Mégaloblastique, anémie, 687t par déficit en folate, 554 par déficit en vitamine B12, 556 MELAS, 136 Mélatonine, biosynthèse et métabolisme, 313f Membranaire, fusion, 581 Membranaire, protéine, de transport des acides gras, 248 Membranaire, transport, 481t, 482, 483f, 484f, 486f. Voir aussi les différents mécanismes Membranaires, lipides formation de bicouches, 476-477, 476f, 477f glycosphingolipides, 475 nature amphiphile, 475-476 phospholipides, 474-475 stérols, 475 Membranaires, protéines, 478-479 491t, 576. Voir aussi Glycoprotéines association avec la bicouche lipidique, 477 intrinsèques, 36, 478, 479f maladies causées par des mutations les affectant, 490-491, 491t périphérique, 478, 479f structure, dynamique, 477-478 Membrane mitochondriale externe, 127, 570 insertion des protéines, 571 Membrane mitochondriale interne, 127, 570 insertion des protéines dans la, 569 Membrane, assemblage de la, 575 Membrane, polysomes liés à la, 574 Membranes, 474-492 appareil de Golgi et synthèse, 568 artificielles, 478-479 asymétrie, 474, 478 bicouche, 476f, 477-478 association des protéines membranaires et, 477 biogenèse, 585, 585f, 585t cholestérol dans les, 475 et modèle de la mosaïque fluide 480 dépolarisation dans la transmission de l’influx nerveux, 431 effet de la fluidité, 480 fonction, 478-491 glycosphingolipides dans les, 475 intracellulaires, 474 lipides. Voir aussi, Membranaires, lipides amphiphiles, 154, 155f, 475-476, 476f maladies causées par des mutations les affectant, 490-491, 491t phospholipides, 150-151, 151f, 474-475, 475f plasmique. Voir Plasmique, membrane protéines dans les, 477-478, 485t. Voi aussir Membranaires, protéines, rapport protéines/lipides dans les, 474, 475f sélectivité des, 480-486, 481t, 482f, 484f, 485f, 485t stérols dans les, 475 structure, 474-477, 474f asymétrie et, 478 modèle de la mosaïque fluide, 479-480, 479f Membranes artificielles, 479-480

Membranes, mucines associées aux, 593 Membraneux, os, 625f Mémoire à court terme, perte de, 760 Ménadiol, 550 Ménadiol, diacétate de, 550 Ménadione, 550. Voir aussi Vitamine K Ménage, gènes de, 425 Ménaquinone, 550. Voir aussi Vitamine K Menkes, maladie de (maladie des cheveux cassants), 665 carence en cuivre, 614 Menkes, maladie de, 673 Menkes, syndrome de, 614 MEOS. Voir Cytochrome P450, système microsomial d’oxydation de l’éthanol dépendant du, 6-Mercaptopurine, 338, 338f Mercuriques, ions, effet sur le métabolisme du pyruvate, 184 Méromyosine, légère, 633 lourde, 633 Messager, ARN (ARNm), 359, 359f, 360f, 389, 410, 417f, 448.Voir aussi ARN édition, 313 modification, 404-405 molécules, 572 non traduit, 419-420 polycistronique, 425 relation avec l’ADN chromosomique, 370f séquence nucléotidique, 408 mutations dues à des changements de la, 411412, 412f signification des codons, 407, 408t site de démarrage de la transcription et, 389 système exportateur, 572 Métabolique, syndrome, 781 Métabolique, théorie, du vieillissement, 720 Métabolique, voie/flux, 162-163. Voir aussi rubrique spécifique et Métabolisme nature unidirectionnelle, 87 réactions de non-équilibre, 163 réactions génératrices de flux, 163 régulation, 87-88, 87f, 163, 163f modification covalente dans la, 91 Métaboliques, carburants, 165-167. Voir aussi Digestion à l’état alimenté et à jeun, 164-167, 165f, 166f, 166t apports alimentaires, 538 aspects cliniques, 166-167 besoins quotidiens, 157 chez l’adulte normal, 157 interconversion, 164-167 stocks, 157-168. Voir aussi Métabolisme Métaboliques, maladies, du métabolisme des acides aminés, 294t Métabolisme, 115, 159-169. Voir aussi rubrique spécifique ; Catalyse ; Catalytique, réaction (enzymatique) ; Métabolique, voie/flux ; types spécifiques au niveau des tissus et des organes, 159-161, 160f, 167t au niveau subcellulaire, 161-162, 162f carburants tissulaires et intégration du, 159-162 circulation sanguine et, 159-161, 160f, 161f compartimentation, 87-88 contrôle de la concentration et, 88-89 des médicaments in vivo, 83 erreurs innées du, 2, 291 modification covalente et, 89, 91, 92f, 93 réactions de transfert de groupe, 10 réactions limitantes, 88 régulation, 87f, 88, 163, 163f enzymes intervenant, 163, 163f



mécanismes allostériques et hormonaux, 89-90, 90f, 163-164, 163f régulation allostérique, 89-90, 90f, 163, 163f Métabolites, flux des, 87 Métabolomique, 5 Métachromatique, leucodystrophie, 244t Métal, enzymes activées par un, 60 Métalliques, ions, dans les réactions enzymatiques, 60 Métalloenzymes, 60 Métalloflavoprotéines, 122 Métalloprotéines, 37 Métallothionéines, 665 Métaphasiques, chromosomes, 369, 369t, 370f, 373, 373f Métastases, 589, 740t amplification génique, 739 anomalies membranaires et, 491t et cancers, 738-740 schéma simplifié, 738f Méthacrylyl-CoA, catabolisme du, 304f Méthémoglobine, 56, 691 Méthémoglobinémie aiguë massive, 693 Méthémoglobinémie, 56, 687t, 693 Méthionine, 19t, 302, 302f activée (S-adénosylméthionine), 302, 302f, 309, 310, 310f, 337, 337f, 338t besoins, 540 catabolisme, 302, 302f, 303f dans le piège à folate, 554f Méthionine adénosyltransférase (MAT), 302t, 310f Méthionine synthase, 555 Méthotrexate, 348, 556 effet sur dihydrofolate/dihydrofolate réductase, 348 Méthyl pentose, dans les glycoprotéines, 145t Méthyl-tétrahydrofolate, dans le piège à folate, 555, 555f, 556 Méthylation, 707 des résidus de résidus de cytosine, 737 modification covalente augmentant la masse, 31t 5-Méthylcytosine, 336, 336f Méthylène, tétrahydrofolate de, 556 dans le piège à folate, 556 7-Méthylguanine, 336f Méthylhistidine dans la maladie de Wilson, 309 Méthylmalonique, acidurie, 198 Méthylmalonyl-CoA isomérase (mutase), dans le métabolisme du propionate, 196, 198f, 555 Méthylmalonyl-CoA racémase, dans le métabolisme du propionate, 196, 198f Méthylmalonyl-CoA, accumulation lors d’une carence en vitamine B12, 555 Méthylpentose, dans les glycoprotéines, 145t Mévalonate, synthèse du, 261, 262f dans la synthèse du cholestérol, 261, 262f Mg. Voir Magnésium miARN (micro) et siARN (interférant), 362 Micelles, 476, 476f dans l’absorption des lipides, 535 formation par des lipides amphiphiles, 154, 155f, 476, 476f Michaelis-Menten, équation de, 77 effet de la concentration du substrat, 75-79 réaction Bi-Bi et, 82 régulation du flux métabolique et, 87, 87f Michaelis, constante de (Km), 77 approximation de la constante d’affinité, 78 effet des inhibiteurs, 80 effets allostériques sur la, 90 vitesse de catalyse enzymatique et, 77, 87, 87f Micro (mi), ARN, 362, 404, 405f Microalbuminurie, 754

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Microbiennes, toxines, 486 Microbiologie, 2 Microfibrilles, 615 Microfilaments, 661 Micronutriments, 543. Voir aussi les différents micronutriments vitamines. Voir Vitamines, Microsatellites (ADN), polymorphisme, 372, 460 466 Microsatellites, instabilité des, 372, 734 Microsatellites, séquences répétées, 372, 466 Microsomial, cytochrome P450, 771 Microsomial, système de l’élongase, 229, 230f Microtubules, 584, 649 représentation schématique, 649f Microtubules, protéines associées aux, 649 Minéralocorticoïdes, 496, 497, 499f Minéraux, 3, 543-546, 548, 559-560 digestion et absorption, 537 MIT. Voir Monoiodotyrosine Mitchell, théorie chimiosmotique de. Voir Chimiosmotique, théorie Mitochondrial (mt), génome, 570 Mitochondrial, ADN, 372f, 372t Mitochondrial, cytochrome P450, 124, 705. Voir aussi Cytochrome P450, système du, Mitochondriale, glycérol-3-phosphate déshydrogénase, 122 Mitochondriale, matrice, 570, 571f Mitochondriale, oxydation, des flavines réduites, 564f Mitochondriale, théorie, du vieillissement, et radicaux libres, 716 Mitochondriales, encéphalopathies, accompagnées d’acidose lactique et d’épisodes d’attaques (MELAS), 136 Mitochondriales, membranes enzymes marqueurs des compartiments séparés par les, 127 insertion des protéines, 576 structure, 127, 127f Mitochondriaux, complexes protéiques, dans la chaîne respiratoire, 127, 128f Mitochondries apoptose, 688-689 chaîne respiratoire. Voir Respiratoire, chaîne cycle de l’acide citrique, 158, 159f, 161-162, 161f, 162f, 171, 175, 175f exportation de phosphate à haute énergie, 135, 136f implication dans le cancer, 740-741, 741f oxydation des acides gras, 216, 218f synthèse d’ALA, 318, 319 synthèse protéique et importation, 568t, 569 transport ionique, 134 Mitochondries, altérations redox, 716 ML. Voir mucolipidoses MOAT. Voir Transporteur multispécifique d’anions organiques Mode de Vie, changement de, effet sur les taux de cholestérol, 268 Modélisation moléculaire dans l’analyse de la structure des protéines, 44 Modifiables, facteurs de risque, pour le cancer, 733 Modifications covalentes réversibles, 93f, 94, 93t Voir aussi Phosphorylation des protéines Moléculaire, dynamique, 44 Moléculaire, génétique, 2, 448-46 Voir aussi recombinant, ADN/technologie de l’ADN recombinant Moléculaire, modélisation, pour l’analyse de la structure des protéines, 44 Moléculaire, pathologie, 584 Moléculaire, remplacement, 44 Moléculaires, commutations, 581

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Molybdène, 559t Monoacylglycérol acyltransférase, 239, 240f Monoacylglycérol, voie du, 240f, 241, 535 2-Monoacylglycérols, 240f Monoclonale, immunoglobuline, 742t Monoclonaux, anticorps anti VEGF, 738 Monoclonaux, anticorps, 743t application thérapeutique humaine, 672 production par hybridomes, 672, 672f Monoglycosylée, structure, du cœur des glycoprotéines, 599 Monoidotyrosine, 506 Monoinsaturés, acides gras, 148, 148t. Voir aussi Acides gras ; Acides gras insaturés alimentaires affectant le taux de cholestérol, 268 synthèse, 231-232, 232f Monomériques, protéines, 44 Mononucléotides, 335 réactions de « récupération », 343f, 344 Monooxygénase, 124. Voir aussi Cytochrome P450, système du Monosaccharides, 138. Voir aussi les différents types et Glucose absorption, 533, 534 importance physiologique des, 139, 140t Mort, voie des récepteurs de, 736 Mortalité et vieillissement, 712 Mosaïque fluide, modèle de la, 480, 480f MPE (malnutrition protéino-énergétique), primaire, 777 secondaire, 777 MPO. Voir Myéloperoxydase MPS. Voir Mucopolysaccharides mRNA. Voir Messager, ARN MRP-2, dans la sécrétion de la bilirubine, 329 MRP-2, protéine 2 apparentée à la protéine de résistances multiples aux médicaments, dans la sécrétion de la bilirubine, 329 MstII, 449t dans l’anémie falciforme, 458f mtADN. Voir Mitochondrial, ADN Mucines, propriétés, 595t Mucolipidoses, défauts biochimiques et tests diagnostiques, 621t Mucopolysaccharides, 143, 144f Mucopolysaccharidoses, 620, 621 caractéristiques, 621t causes, 621f défauts biochimiques et tests diagnostiques, 620t diagnostic, 621t Mucoprotéines. Voir Glycoprotéines Mucoviscidose, 487, 487t, 491, 491t, 534, 608 étude de cas, 765-767, 767t Mucus visqueux, 766 Mucus, 593 représentation schématique, 594f Multifactorielles, maladies, bioinformatique et, 97 Muscle. Voir aussi Cardiaque, muscle ; Muscle squelettique capture du glucose, 164 catabolisme, 777 contraction, Voir Musculaire, contraction contrôle par des phosphorylases, 188 dans la transduction de l’énergie, 630-632 fibres, 631f glycogène dans le, 163, 164t lors du jeûne, 166-167 lors du jeûne, 166-167 métabolisme, 160f, 161, 167t du glycogène, 186, 188 production de lactate, 180

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protéines. Voir Actine ; Myosine ; Titine rôle de l’ATP, 630-631, 640 strié, 631 Muscle lisse, 643 contraction, et phosphorylation de la chaîne légère de myosine, 642 régulation basée sur la myosine, 642 rôle du calcium, 642 interactions actine-myosine, 643 relâchement, rôle du calcium, 642 Muscle squelettique, 640, 646, 651. Voir aussi Muscle ; Musculaire, contraction caractéristiques biochimiques, 647t caractéristiques, 646t comme réserve protéique, 647-648 fourniture de glycogène, 645 métabolisme, 160f, 161 production de lactate, 180-181 stocks de glycogène, 656-647 Muscle strié, 640f, 643 Voir aussi Muscle ; Cardiaque, muscle, Muscle squelettique interactions actine-myosine, 643t Muscles intercostaux, renouvellement des cellules, 713t Musculaire, contraction, 631-632, 633, 636-637 dans le muscle lisse, 642, 643-644, 643f kinase des chaînes légères de la myosine et, 643 et hydrolyse de l’ATP, 634 et monoxyde d’azote, 644-645 modèle de glissement des pontages entre filaments, 631-632 phase de relâchement, 635, 636 régulation basée sur l’actine, 636 calcium et, 636 réticulum sarcoplasmique et, 636-637 rôle du calcium, 638 activation de la phosphorylase, 190 muscles lisses, 642 réticulum sarcoplasmique, 640 tropomyosine et troponine dans la, 635-636 Musculaire, fatigue, 184 Musculaire, fonte, 580, 778, 778t Musculaire, phosphorylase absence, 189t phase de relaxation, AMPc et, 191f calcium/contraction musculaire et, 190 Musculaires, types de fibres, 647t Mutagenèse ciblée, pour l’étude des enzymes, 69 Mutagenèse ciblée, pour l’étude du mécanisme d’action d’enzymes, 69 Mutation constitutive, 425 Mutation par substitution de base, 410f, 411 Mutations géniques, banque humaine de, 101 Mutations ponctuelles, 411, 729 Mutations somatiques, théorie du vieillissement par, 719 Mutations, 55, 370, 372f, 573, 729t, 769 constitutives, 425 conversion de gène et, 374, 761 de l’ADN mitochondrial, 741 de protéines membranaires, maladies causées par des, 490-491, 491t décalage du cadre de lecture, 412, 412f des cyclines et des CDK, 733 échange de chromatides sœurs et, 374, 374f faux-sens, 410, 411, 411f cause de cardiomyopathie hypertrophique familiale, 641-642

par changement de la séquence des nucléotides de l’ARNm, 413f intégration et, 373, 373f non-sens, 412-413 par changement de la séquence des nucléotides de l’ARNm, 408, 408f, 412f ponctuelles, 413 recombinaison et, 372, 373 373f spontanées, substitution de base, 410, 410f suppresseur, 412 transition, 310, 310f transposition et, 373-374 transversion, 410, 410f MYC (oncogène), 731t Myéline, couches de, 488 Myélome multiple, 672 Myélome, 672 Myélome, hybridomes dérivés de cellules de, 672, 672f Myéloperoxydase, 691, 691t, 698t des neutrophiles, 700, 700f Myocarde, infarctus du, (IM) cause, 780f enzymes aidant au diagnostic, 67 étude de cas, 778-779 Myocarde, infarctus du, diagnostic utilisant les isoenzymes de la lactate déshydrogénase, 67, 68 Myofibrilles, 642, 643f Myoglobine, 56 courbe de dissociation de l’oxygène et, 51 stockage de l’oxygène par la, 50 Myoglobinurie, 56 Myokinase (adénylate kinase), 117 dans la régulation de la néoglucogenèse, 199 Myopathie de Duchenne, 639, 651, 766, 769-770 Myopathie mitochondriale infantile fatale, et dysfonction rénale, 136 Myopathies, dues à des défauts mitochondriaux héréditaires, 136 Myopathies, formes congénitales de, 606, 631 Myophosphorylase, déficit en, 188t Myosine, 638, 642 dans la contraction musculaire, 631-632, 634-638 structure et fonction, 631 Myosine, chaînes légères, 643 dans la contraction du muscle lisse, 642 Myosine, chaînes lourdes, 642 cardiomyopathie hypertrophique familiale causée par des mutations dans leurs gènes, 642 Myosine, filaments de, (épais), 631 Myosine, kinase de la chaîne légère de, 643, 644 Myosine, protéine C de liaison à la, 642 Myosine, tête de la, 643, 651 changements de conformation dans la contraction musculaire, 634 Myotonique, dystrophie (Myotonia congenita), 642t Myristique, acide, 148t Myristylation, modification covalente changeant la masse, 31t

N N- Glycannes, chaînes, 576 N- Glycosides hétérocycliques, 334 N- Glycosidique, liaison, 592 N- Glycosylation des protéines, 596 N-Acétylneuraminique, acide, 609 N-liées, glycoprotéines, 593 N-Méthyl-4-aminoazobenzène, structure, 728f Na. Voir Sodium

Na+-K+, ATPase, 487, 487f dans le transport du glucose, 488, 488f NaCl, haute concentration dans la sueur, 766 NAD(P)+, déshydrogénase dépendantes du, pour la détection enzymatique, 66 NAD+ (nicotinamide adénine dinucléotide), 122, 553 comme coenzyme, 122, 123f, 338t dans le cycle de l’acide citrique, 175 de la membrane plasmique, 430 spectre d’absorption, 66, 66f NADH dans la régulation de la pyruvate déshydrogénase, 182, 183f oxydation extramitochondriale, et navettes de substrats, 134, 135f production par l’oxydation des acides gras, 218 spectre d’absorption, 66, 66f NADH déshydrogénase, 122 NADH-Q oxydoréductase, 127, 128, 128f comme accepteur d’électrons, 127, 128f, 172f NADP + (nicotinamide adénine dinucléotide phosphate), 122, 552f comme coenzyme, 122, 123f, 338t dans la voie des pentoses phosphates, 205, 206f, 207f NADPH dans les réactions du cytochrome P450, 124f et transhydrogénases, 134 fourniture d’équivalents réducteurs aux cellules sanguines, 691 pour la lipogenèse, 228, 229f voie des pentoses phosphates et, 205, 206f, 211 NADPH-cytochrome P450 réductase, 705 NADPH-oxydase, 698t, 699, 700 composants, 699 dans les phagocytes au repos, 699 mutations des gènes de ses composants, 699, 700 Nanotechnologies, 65 Native, conformation, des protéines, 44 NCBI (National Center for Biotechnology Information), 98 NDP. Voir Ribonucléosides diphosphates Nébuline, 639 Nécrose vs apoptose, 737 NEFA (acides gras non estérifiées). Voir Acides gras libres Néoglucogenèse, 158, 159, 196-206, 197f, 771, 772f coût énergétique, 203 dans la glycolyse, 178-180, 179f, 181f, 196f, 197 régulation, 181-183 régulation selon la glycémie, 200-202, 200f, 201f régulation, 197-200, 198t, 199f barrières thermodynamiques entre elle et la glycolyse, 195-197, 196f cycle futiles des substrats, 199-200 fructose 2,6-bisphophate et, 199, 199f induction et répression enzymatique dans la, 198, 198t modification allostérique et, 198-199 modification covalente et, 198 rôle du cycle de l’acide citrique, 173-174, 174f, 195197, 196f Néoglucogénique, acide aminé, 284 Néoplasme, 725 Nerveux, influx, 487 Nerveux, système effet de la carence en thiamine, 551 nécessité métabolique du glucose, 164 NES. Voir Nucléaire, signal d’exportation NeuAc. Voir N-Acétylneuraminique, acide Neural, tube, défauts du, compléments préventifs d’acide folique, 557



Neuraminidases, 592, 607 Neuraminique, acide, 143, 152 Neurodégénératives, maladies, 760 Neurofibrilles, faisceau de, 761, 762f Neurofilaments, 649t Neurologiques, désordres, sévères, 573 Neurologiques, maladies, altération de la conformation protéique et, 46 Neurologiques, signes graves, 666 Neurones, membranes des canaux ioniques dans les, 484f, 485f fusion des vésicules synaptiques avec les, 584 influx transmis le long des, 487 Neuropathie sensorielle par excès de vitamine B6, 554 Neurotoxicité, 762, 762f Neutrophiles activation, 699 adhérence aux cellules endothéliales, 698 défense de l’organisme contre les infections bactériennes, 698 enzymes et protéines des, 697, 697t intégrines, 698, 698t myéloperoxydase, 700, 700f protéases, 700-701, 700t sous-familles, 698 Neutrophiles-cellules endothéliales, schéma des interactions, 604f Neutrophiles, transmigration, 604 NF-κB, voie mécanisme d’inhibition, 524, 525 régulation, 523-525, 524f Niacine, 553 . Voir aussi Nicotinamide. Nicotinique, acide carence, 552 excès/toxicité, 553 Nick, translation (déplacement de fenêtre), 466 Nick/Nicks (interruptions), soudure des, dans la réplication de l’ADN, 381, 381f Nickel, 559t Nicotinamide, 547t. Voir aussi Niacine coenzymes dérivés, 60 déshydrogénases et, 122, 123f excès/toxicité, 552 Nicotinamide adénine dinucléotide (NAD+), 117, 535 comme coenzyme, 122, 123f, 338t dans le cycle de l’acide citrique, 173 spectre d’absorption, 66, 66f Nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADP+), 121, 553 comme coenzyme, 122, 123f, 338t dans la voie des pentoses phosphates, 205, 206f, 207f Nicotinique, acide, 552. Voir aussi Niacine comme médicament hypolipémiant, 269 NIDDM. Voir Non insulinodépendant, diabète sucré Niemann-Pick de type C, protéine 1 apparentée à la protéine, 269 Niemann-Pick, maladie de, 244t Nitrique, oxyde (monoxyde d’azote, NO), synthases de l’, 645 réaction catalysée, 308f Nitrique, oxyde, 631, 645, 646t, 645t effet sur la coagulation/thrombose, 682, 684t Nitroglycérine, 645 NLS. Voir Nucléaire, signal de localisation NO synthase, 645 NO. Voir Nitrique, oxyde ; Monoxyde d’azote Nomenclature, 581 Non codant, brin, 367 Non codantes, régions, dans la technologie de l’ADN recombinant, 457 Non compétitive, inhibition vs compétitive, 80-83

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Non covalentes, forces conformation des peptides et, 23 dans la stabilisation des molécules, 8 Non covalents, assemblages, dans les membranes, 475 Non déterminants, processus, mortalité et vieillissement, 712 Non équilibre, réactions de, 162 régulation de la glycolyse et, 181-183, 195-197 régulation du cycle de l’acide citrique et, 175 Non estérifiés, acides gras. Voir Acides gras libres Non héminique, fer, 659 Non histones, protéines, 365 Non insulino dépendant, diabète sucré (NIDDM/ type2), 202 Non œdémateux, marasme Voir Marasme Non oxydative, phase, de la voie des pentoses phosphates, 206 Non stéroïdiens, médicaments anti-inflammatoires (AINS), 772 affectant la cyclooxygénase, 233 synthèse des prostaglandines et, 225, 233 Non-répété (séquence unique), ADN, 371 Non-sens, codons, 405, 408 Non-sens, mutations, 413 Noradrénaline, 519. Voir aussi Catécholamines biosynthèse, 504, 505f dans la thermogenèse, 257, 258f synthèse, 311, 314f Northern, transfert de (blot), 356 NPC. Voir Nucléaire, complexes du pore NSF, facteur sensible à NEM, 582t, 582 Nucléaire, importines et exportines dans le transport, 573f, 572 Nucléaire, résonance magnétique, (RMN), spectroscopie, 44 Nucléaire, signal de localisation, (NLS), 568t, 572, 573f Nucléaire, signaux d’exportation (NES), 572 Nucléaires, complexes des pores, 571 Nucléaires, gènes, protéines codées par les, 570 Nucléaires, protéines, 593 Nucléaires, récepteurs, 495 avec des ligands spéciaux, 527t Nucléaires, récepteurs, corégulateurs protéiques des mammifères, 526t et transcription, 526-528 Nucléaires, récepteurs, superfamille des, 526, 526t caractéristiques structurales, 526 Nucléases, 10, 362 chromatine active et, 368 Nucléiques, acides. Voir aussi ADN ; ARN bases, 334, 335t digestion, 362 non essentiels dans l’alimentation, 342 structure et fonction, 353 Nucléophile, l’eau comme, 10-11 Nucléoplasme, 573f Nucléoprotéines, empaquetage des, 367f, 369t, 369 Nucléosidases (nucléotides phosphorylases), des purines, déficit en, 349 Nucléosides diphosphates, 334, 334f Nucléosides diphosphates kinase, 118 Nucléosides triphosphates analogues non-hydrolysables des, 338, 339f dans la phosphorylation, 118 dans le transfert de phosphate de haute énergie, 118 potentiel de transfert de groupe, 337, 338t Nucléosides, 334-340, 335t Nucléosomes, 365, 366, 365f, 398 Nucléosomes, phase des, 369

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Nucléotides, 334-340, 336t, 408-412, 409t, 410, dans. Voir aussi Purines, Pyrimidines/Pyrimidiques, nucléo­ tides absorption de la lumière ultraviolette, 336-337 adénylate kinase (myokinase) dans l’interconversion des nucléotides, 118 analogues synthétiques en chimiothérapie, 337338, 339f comme acides polyfonctionnels, 336 comme coenzyme, 338t fonctions physiologiques, 337 métabolisme, 341-351 mutations dues à leurs changements, 410f, 411412, 411f, 412, 412f polynucléotides, 338-339 Nucléotides cycliques 3’,5’, phosphodiestérase des, dans la lipolyse, 257 Nucléotides, pli de liaison des. Voir Rossmann, pli de Nucléotides, réparation de l’ADN par excision de, 383f, 362 Nucléotidiques, sucres, 590, 595 Nutrition, 538-543. Voir aussi Alimentation ; Régime alimentaire impact de la recherche biochimique, 3 lipogenèse régulée par l’, 229 Nutritionnel, acides aminés essentiels sur le plan, 159, 540. Voir aussi Acides aminés Nutritionnel, acides aminés non-essentiels sur le plan, 159, 275, 276t, 540 synthèse, 277-280 Nutritionnel, acides gras essentiels sur le plan, 231. Voir aussi Acides gras déficit en, 232, 235 métabolisme anormal des, 235 Nutritionnelles, carences, 539 dans le SIDA et le cancer, 538-539

O O-glycosilation, caractéristiques, 596t O-glycosidique, liaison, 592, 611 O-liaison, 593f O, gène, 697 Obésité, 158, 247, 538, 541 étude de cas, 779-782 lipogenèse et, 225 Octamères d’histones, 366, 366f Oculocérébrorénal, syndrome, 580t Œdémateux. Voir Kwashiokor Œdème concentration des protéines plasmatiques et, 655 dans le kwashiokor, 538 en cas de carence en thiamine, 542 Œil, fructose et sorbitol dans l’, et cataracte diabétique, 214 Œstrogènes biosynthèse, 502f étapes d’hydroxylation, 500 par aromatisation périphérique des androgènes, 500 et transport des acides aminés, 483 Œstrone, 502 1,25(OH)2-D3. Voir Calcitriol Okazaki, fragments d’, 377, 377t, 380f Oléique, acide, 147, 147f, 148t, 149f Oligoméres, importation par les peroxysomes, 573 Oligomérisation, 761 Oligomycine, effet sur l’oxydation et la phosphorylation, 132, 133f Oligonucléotides définition, 464 pour déterminer la structure primaire, 31

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Oligosaccharides, 138 liés aux membranes et circulants, 595 structures, 595f structures de ceux O-liés, 593f Oligosaccharides, maturation des, 569, 576, 596 et appareil de Golgi, 576 voie schématique, 598f Oligosaccharidiques, chaînes, 656 Omega-3, acides gras, 760 OMIM, Online Mendelian Inheritance in Man, base de données, 99 OMP (Orotidine monophosphate), 346, 346f Oncogènes, 3, 765, 765f cyclines et, 381 définition, 728 et gènes suppresseurs de tumeur, différences, 730 et perte d’activité de gènes suppresseurs de tumeur conduisant les cellules vers la croissance tumorale, 728f mécanismes d’activation, 728, 728t propriétés, 730t rôle dans le cancer colorectal, 730, 731, 731f rôle des produits protéiques dans le développement du cancer, 728-729, 729f virus tumoraux, 729 Oncogènes, virus, 726, 726f Oncoprotéines, protéine Rb et, 383 Oncotique (osmotique), pression, 655 Oncovirus et cyclines, 383 Opérateur droit, 429f, 441-442 Opérateur, locus, 425f, 426 Opéron, hypothèse de l’opéron, 426-428, 427f Optique, activité/isomérie, 139 OR. Voir Opérateur droit ORC. Voir Origine de réplication, complexe de, ORE. Voir Origine de réplication, élément de, Organes, tests fonctionnels des, hépatiques, 751, 752t rénaux, 751, 752, 752t Origine de réplication (ori), 376, 376f Origine de réplication, complexe de, 376 Origine de réplication, élément de, 376 Ornithine, 308 catabolisme, 293, 295f dans la synthèse de l’urée, 286, 287 métabolisme, 311f Ornithine transcarbamylase/l-ornithine transcarbamylase dans la synthèse de l’urée, 286 déficit en, 289, 350 Ornithine-citrulline, déficit en antiporteur, 295 Ornithine-δ-aminotransférase, 294t Orotate phosphoribosyltransférase, 347f, 348, 351 Orotidine monophosphate (OMP), 346, 346f Orotidinurie, 351 Orotique, acidurie, 350 Os maladies métaboliques et génétiques, 624-625, 625t protéines principales, 625t tissu conjonctif minéralisé, 622-623 Osmolarité, 768 valeurs de référence, 756t Osmotique (oncotique), pression, 655 Osseuse cellules souches de la moelle, 759 synthèse de l’hème dans la moelle, 319 protéine Gla de la matrice, 547t transplantation de moelle, 759 Ostéoarthrite, 611, 615 Ostéoblastes, 625f et résorption osseuse, 624f Ostéocalcine, 558

Ostéoclastes, 623 Ostéogenèse, imparfaite (osteogenesis imperfecta), 276, 624 Ostéomalacie, 543, 784 Ostéopénie, 784 Ostéopétrose (maladie des os de marbre), 624 Ostéoporose, 549, 624, 785f primaire (postménopausique), étude de cas, 782784 Ouabaïne, 141, 487 effet sur l’ATPase Na+-K+, 487 Oxaloacétate cycle de l’acide citrique, 162f dans la synthèse de l’aspartate, 277, 277f dans le catabolisme du squelette carboné des acides aminés, 292, 292f, 293, 293f dans le cycle de l’acide citrique, 162, 170, 171f, 173, 174f, 175 Oxydants, 690 Oxydases à fonction mixte, 124, 704. Voir aussi Cytochrome P450, système du, Oxydases, 121-122, 121f. Voir aussi les différents types à fonction mixte, 123. Voir aussi Cytochrome P450, système du, la céruloplasmine, 664 le cuivre dans les, 121 les flavoprotéines, 121-122, 121f Oxydation, 121 définition, 120 des acides gras, 216-219. Voir aussi Cétogenèse aspects cliniques, 223-224 dans la mitochondrie, 216, 218f hypoglycémie en cas d’oxydation, défectueuse, 223 libération d’acétyl-CoA, 158, 159f, 217-219, 218f et déshydrogénases, 121-122, 123f hydroperoxydases, 122 oxydases, 121, 121f, 123f oxygénases, 123, 124f potentiel rédox et, 120, 121t toxicité de l’oxygène, 125 Oxydative, phase, de la voie des pentoses phosphates, 206, 207f, 208f Oxydo-réduction (redox) potentiel d’, 121, 121t Oxydoréductase, 39, 122, 123f NADH-Q, 127, 128f comme accepteur d’électrons, 127, 127f, 172f Oxydoréductase, 60, 127. Voir aussi les différents types. Oxydosqualène :lanostérol cyclase, 262, 263f Oxygénases, 121, 124 Oxygénation de l’hémoglobine adaptation à la haute altitude, 55 changements conformationnels l’accompagnant, 52 apoprotéine, 52 stabilisation par le 2,3-bisphosphoglycérate, 52f hémoglobines mutantes, 55 Oxygène affinité de l’hémoglobine (P50), 51 dette d’, 180 fer ferreux et transport, 49-51 liaison, 51, 51f. Voir aussi Oxygénation effet Bohr, 54, 54f rôle des histidines F8 et E7, 50, 50f stockage par la myoglobine, 49-51 Oxygène, courbe de dissociation, pour la myoglobine et l’hémoglobine, 51 Oxygène, toxicité, radical libre superoxyde, 125. Voir aussi Radicaux libres Oxystérols, 155

P p-Hydroxyphénylpyruvate hydroxylase, 294t p-Hydroxyphénylpyruvate, dans le catabolisme de la tyrosine, 298, 299f P, corpuscules, 420f, 418-419 P450, cytochrome. Voir Cytochrome P450, système du P50, valeur, de l’affinité de l’hémoglobine pour l’oxygène, 53 P53 (gène suppresseur de tumeur), 730t p53, gène, 737 P53, protéine, 733 P53, protéine/p53, gène, 386 p97, 579 PAC, vecteur, (dérivé de P1), 450 PAF. Voir Plaquettaire, facteur d’activation, Pagaie chargée, 486, 486f Palindrome, 466 Palmitate, 223 Palmitique, acide, 148t Palmitoléique, acide, 148t, 231f synthèse, 231 Palmitylation, modification covalente augmentant la masse, 31t Pancréatique, canaux, et obstruction, 766 Pancréatique, insuffisance, lors de carence en vitamine B12, 555 Pancréatiques, carcinomes, 735 Pancréatiques, îlots, et production d’insuline, 201 Pancréatiques, préparation d’enzymes, 766 Pantothénique, acide, 226, 558 coenzymes dérivés, 60 dans le cycle de l’acide citrique, 173 Papaïne, digestion des immunoglobulines par la, 668 PAPS. Voir Adénosine 3’-phosphate-5’- phosphosulfate Paralysie périodique hyperkaliémique, 641t hypokaliémique, 641t Paralysie périodique hyperkaliémique, 642t Paralysie périodique hypokaliémique, 642t Parasitaires, infections, 692 Parathormone bovine, 508f Parathormone, hormone de la parathyroïde (PTH), 507-508 biosynthèse, 506-507 stockage vésiculaire, 510 Pathologie, 2 pBR322, 452f, 451 PCR. Voir Polymérisation en chaîne, réaction de PCU/PKU. Voir Phénylcétonurie PDGF. Voir Plaquettaire, facteur de croissance PDH. Voir Pyruvate déshydrogénase Peau effet du déficit en acides gras essentiels, 234-235 et synthèse de la vitamine D3, 548f Pellagre, 543 Pénicillamine, contre la maladie de Wilson, 666 Pentasaccharidique, cœur, 596f Pentoses, 140, 141t dans les glycoprotéines, 144t importance physiologique, 139, 140t pentosurie essentielle, 205, 212 Pentoses phosphates, voie des, 158, 206-209, 207f, 208f, 209f dysfonctionnement, 211-212 enzymes, 198t hémolyse des érythrocytes et, 211-212 localisation cytosolique des réactions, 205-206 phase non-oxydative, 208 phase oxydative, 206-208, 206f, 207f



production de NADPH, 205, 206f, 207f pour la lipogenèse, 227f, 228, 229f production de ribose, 206f, 208 Pentosurie alimentaire, 214 Pentosurie essentielle, 206, 213 PEPCK. Voir Phosphoénolpyruvate carboxykinase Pepsine, 537 dans la catalyse acido-basique, 62 Pepsinogène, 537 Pepsique, ulcère, 608 Peptidases, dans la dégradation des protéines, 282 Peptides, 23, 497f. Voir aussi Acides aminés ; Pro­téines comme précurseurs d’hormones, 506 Peptidiques, liaisons, 23. Voir aussi Peptides caractère partiel de double liaison, 23, 23f et conformation secondaire, 36 formation, 10, 417 hydrolyse, 712-713 Peptidiques, récepteur des hormones, 495 Peptidyl prolyl isomérase, 579 Peptidylglycine hydroxylase, ayant la vitamine C comme coenzyme, 558 Peptidyltransférase, 417, 418t Périlipine, 258 Périoste, 615 Perméabilité, coefficients de, pour les substances traversant la bicouche lipidique, 477f Peroxines, 573 Peroxydases, 123, 234 Peroxydation des lipides insaturés, 715f des lipides produisant des radicaux libres, 153-154, 154f Peroxydes, 564 Peroxysomes, 124, 572 absence/anomalies, 573, 574t dans le syndrome de Zellweger, 224, 573 biogenèse, 573 dans l’oxydation des acides gras, 218-219 Peroxysomes, séquences d’adressage à leur matrice, (PTS), 568t, 572, 571f Peroxysomiques, anomalies, causes de maladies, 574t, 568 Peroxysomiques, enzymes, 573 Petites molécules, 762 développement, 761 Petits ARN, 362-363 PFK-1. Voir Phosphofructokinase (phosphofructokinase 1) PG. Voir Prostaglandines PGHS. Voir Prostaglandine H synthase PGI. Voir Prostacyclines pH, 12-15. Voir aussi Acido-basique, équilibre calcul du, 11-12 charge nette d’un acide aminé et, 20-21, 21f définition, 11 effet sur la vitesse des réactions catalysées par des enzymes, 75 effet tampon, 13-14. Voir aussi Tampon, système isoélectrique, charge nette d’un acide aminé et, 20 pH, bas, 660 Phage lambda, 428-429, 428f, 429f Phages, dans la technologie de l’ADN recombinant, 450 Phagocytaires, cellules, flambée respiratoire des, 699 Phagocytose, 489 Pharmacie, 2 Pharmacogénomique, 5, 709-710, 709f Pharmacologie, 2 Phénobarbital, 705 Phénylalanine, 20t besoins, 540

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catabolisme, 298, 299f, 300 dans la phénylcétonurie, 298, 299f synthèse de tyrosine à partir de, 279, 279f Phénylalanine hydroxylase, 43f, 294t dans la synthèse de la tyrosine, 279, 279f déficit, 298 Phénylcétonurie, 300 Phényléthanoalanine-N-méthyltransférase (PNMT), dans la biosynthèse des catécholamines, 505 Phénylisothiocyanate (réactif d’Edman), pour le séquençage des protéines, 29, 31f Phi, angle, 37 Phlébotomie, 779 Phosphagènes, 117 Phosphatase acide, signification diagnostique de la, 65 Phosphatase alcaline sérique, activité, 752 Phosphatase alcaline, 623 dans la technologie de l’ADN recombinant, 449t isozymes et leur valeur diagnostique, 66t valeurs de référence, 756t Phosphatases acide, signification diagnostique, 66t alcaline dans la technologie de l’ADN recombinant, 449t isozymes et signification diagnostique, 66t Phosphatases, cascade de, 496t Phosphate de haute énergie, 115. Voir aussi ATP comme « monnaie énergétique » de la cellule, 116, 132 dans la capture et le transfert d’énergie, 115, 116t symbole le représentant, 116 Phosphate, transporteurs de, 135, 133f Phosphates de faible énergie, 117 Phosphates/phosphore, 554 dans le liquide extra et intracellulaire, 474t de faible énergie, 115 de haute énergie, 115. Voir aussi ATP comme « monnaie d’échange énergétique » cellulaire, 116, 132 dans la capture et le transfert de l’énergie, 115116, 116t symbole les désignant, 116 énergie libre d’hydrolyse, 115-116, 116t Phosphatidate, 239 240f dans la synthèse des triacylglycérols, 239, 240f Phosphatidique, acide, 150, 151f, 475, 475f Phosphatidique, acide, voie de l’, 536f Phosphatidyl inositol 3-kinase (PI-3 kinase) dans la transduction du signal de l’insuline, 465, 465f dans la voie Jak/STAT, 466 Phosphatidylcholines (lécithines), 150, 151f asymétrie membranaire et, 478 synthèse, 239, 239f Phosphatidyléthanolamine (céphaline), 151f, 150 asymétrie membranaire et, 478 synthèse, 239, 240f Phosphatidylglycérol, 151f, 151 Phosphatidylinositides, métabolisme et action hormonale dépendante du calcium, 516 Phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2), 151, 489 dans l’activation plaquettaire, 682, 683f Phosphatidylinositol bisphosphate, hydrolyse, 699 Phosphatidylinositol/phosphatidylinositide, 151f, 151 comme second messager/précurseur de second messager, 150f, 151 synthèse, 239, 239f Phosphatidylinositols, 489 Phosphatidylsérine, 151f asymétrie membranaire et, 478 Phosphocréatine, dans le muscle, 631 Phosphodiester, liaisons 339-340

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Phosphodiestérases, 339, 519 hydrolyse de l’AMPc, 189 Phosphoénolpyruvate dans la néoglucogenèse, 173, 174f énergie libre d’hydrolyse, 116t Phosphoénolpyruvate carboxykinase (PEPCK), 174, 174f dans la régulation de la néoglucogenèse, 173, 174f, 196, 196f Phosphoénolpyruvate carboxylase, 199t dans la néoglucogenèse, 190t Phosphofructokinase (phosphofructokinase-1), 199t dans la glycolyse, 178, 179f, 198t régulation, 181 dans la régulation de la néoglucogenèse, 199 déficit musculaire en, 183, 189t Phosphoglucomutase, dans la biosynthèse de glycogène, 188f, 212f 6-Phosphogluconate déshydrogénase, 207f, 206, 208f 3-Phosphoglycérate dans la glycolyse, 179f, 181 dans la synthèse de la sérine, 277, 278f Phosphoglycérate kinase, dans la glycolyse, 180, 179f dans les érythrocytes, 181, 181f Phosphoglycérate mutase, dans la glycolyse, 180, 179f Phosphoglycérides, dans les membranes, 475, 475f Phosphoglycérols lysophopholipides dans leur métabolisme, 150, 151f synthèse, 239, 239f Phosphohexose isomérase dans la glycolyse, 180, 207f Phospholipase A1, 242, 242f Phospholipase A2, 241f, 242, 242f dans l’activation plaquettaire, 682, 683f Phospholipase C, 242, 242f clivage de PIP2, 521f dans l’activation et les interactions hormone-récepteur, 521f Phospholipases dans la dégradation et le remodelage du phosphoglycérol, 241-242, 242f phospholipase D, 242, 242f Phospholipides, 150, 247 comme précurseur de second messager, 238 dans l’activité de la lipoprotéine lipase, 251 dans la sclérose en plaque, 244 dans les membranes, 150-151, 151f, 474-475, 475f, 477, 584 asymétrie membranaire et, 584 digestion et absorption, 534-535 synthèse des éthers de glycérol, 239-241, 241f synthèse, 240f Phosphoprotéine phosphatases, 519 Phosphoprotéines acides, 624 Phosphore. Voir Phosphate Phosphorique, acide, valeur du pK/ pKa, 15t Phosphorylase activation et AMPc, 190 calcium/contraction musculaire et, 190 dans le métabolisme du glycogène, 187f, 190 régulation, 190, 192f et AMPc, 191f hépatique, 188 déficit en, 189t musculaire, 188 absence de, 189t phosphorylase a, 190, 191f phosphorylase b, 190, 191f Phosphorylase hépatique, déficit en, 188t Phosphorylase kinase déficit en, 189t effet de la protéine phosphatase-1, 190

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phosphorylase kinase a, 190, 191f phosphorylase kinase b, 190, 191f sensible à calcium/calmoduline, dans la glycogénolyse, 190 Phosphorylation au niveau du substrat, 129f, 132 Phosphorylation des protéines, au niveau du substrat, 131f, 132 comme modification covalente, 91, 92f, 93t augmentation de masse résultante, 31t lors de la flambée respiratoire, 627 multisite, dans le métabolisme du glycogène, 192 oxydative. Voir Phosphorylation oxydative polyvalence, 93, 93t, 94f Phosphorylation multisite dans le métabolisme du glycogène, 192 Phosphorylation oxydative, 117, 127, 158, 646 .Voir aussi Phosphorylation ; Respiratoire, chaîne, au niveau de la chaîne respiratoire, 130, 184t enzymes marqueurs des compartiments séparés par les membranes mitochondriales, 127 production d’ATP, 130 Phosphotriose isomérase, 180 Photosensibilité, dans les porphyries, 323 Photothérapie du cancer, et porphyrines, 322 Phylloquinone, 548t. Voir aussi Vitamine K Physiologie, 2 Phytanique, acide, maladie de Refsum causée par son accumulation, 224 Phytase, 537 Phytique, acide (inositol hexaphosphate), affectant l’absorption du calcium, 537 pI (pH isoélectrique), charge nette des acides aminés et, 21 PI-phospholipase C (PI-PLC), 594 Pi, 666 dans la contraction musculaire, 636, 646f PIC. Voir Préinitiation, complexe de, Pièce adhésive dans l’hémoglobine S, 56 PIG-A, gène, mutations dans l’hémoglobinurie paroxystique nocturne, 605, 606f Pilocarpine, iontophorèse, 766 Ping-Pong, mécanisme, dans la diffusion facilitée, 484, 484f Ping-Pong, réactions, 82-83, 83f Pinocytose absorptive, particules d’assemblage, 489 Pinocytose absorptive, protéines adaptatrices, 489 Pinocytose, 506f Pinocytose, ou endocytose fluide, 489f, 489, 490f PIP2 (phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate), 151 dans l’activation plaquettaire, 682, 683f dans la pinocytose absorptive, 489 PIR. Voir Protein Information Resource Pituitaires (hypophysaires), hormones, 427. Voir aussi les différentes hormones effet sur la glycémie, 202 pK/ pKa, 21 des acides aminés, 18t-19t, 20, 20f effet de l’environnement, 21-22, 21t des acides faibles, 12-13, 20 effet du milieu, 14 Plaque intimale, 780 Plaques séniles, 761 Plaquettaire, facteur d’activation (PAF), 239 synthèse, 239, 239f, 241f Plaquettes activation/agrégation, 675, 682, 683f effet de l’aspirine, 683-684 intégrines, 698, 698t Plasma, 659 analyse des enzymes plasmatiques, 66 Plasmalogènes, 151, 151f, 239, 239f biosynthèse, 232f

Plasmatique, antécédent de la thromboplastine, 677f, 685, 678t déficit en, 677 Plasmatique, composant de la thromboplastine, 676, 677f, 678t déficit en, 680 effet des médicaments coumariniques, 680 Plasmatique, protéome, 654 Plasmatiques, enzymes. Voir aussi Enzyme valeur diagnostique des, 66 Plasmatiques, lipoprotéines. Voir Lipoprotéines Plasmatiques, protéines, 588, 654-669, 671, 673, 674, 657t. Voir aussi rubriques spécifiques et Glycopro­ téines analyse par électrophorèse, 653, 654 concentration, 659 demi-vie, 656 fonctions, 656, 656t polymorphisme, 655 synthèse dans le foie, 161, 655 sur les polysomes, 655 transport, 656t Plasmides, 450, 451f Plasmine, dissolution des caillots de fibrine 681, 682f Plasminogène, 682 activateurs du, 67, 681f, 684t Plasmique, membrane, 474-475, 477-478, 480-481, 487-494 585. Voir aussi Membranes glucides, 144 maladies dues à des mutations, 490, 491t PLC (phospholipase C) activation et interactions hormone-récepteur, 521f clivage de PIP2, 521f Pleckstrine, dans l’activation plaquettaire, 682 Plomb, empoisonnement par le, inhibition de l’ALA déshydratase et, 320 PLP. Voir Pyridoxal, phosphate de pOH, dans le calcul du pH, 12 Poisson, maladie des yeux de, 269t Polaires, métabolites, 704 Polarité de la synthèse des protéines, 413 Poly-N-acétyllactosamine, chaînes, 595 PolyA, queue des ARNm, 360 et initiation de la synthèse protéique Polyacrylamide, électrophorèse sur gel de, pour purifier les protéines/peptides, 29 Polyamines, synthèse des, 310, 308f Polyanions, 622 Polycistronique, ARNm, 421 Polycomb, complexe répresseur 2, (PRC2), 433 Polyélectrolytes, les peptides comme, 23 Polyfonctionnels, acides, nucléotides comme, 344 Polyglobulie, 56 Polyinsaturés, acides gras, 149, 148t. Voir aussi Acides gras : Insaturés, acides gras alimentaires, effet sur le taux de cholestérol, 268 essentiels, 231, 231f et formation des eicosanoïdes, 233, 233f, 234f synthèse, 232, 232f Polyisoprénoides, dans la synthèse du cholestérol, 261-262, 262f Polymérases ADN, 375, 376f, 377 dans la technologie de l’ADN recombinant, 449t ARN, dépendante de l’ADN, dans la synthèse d’ARN, 390 Polymérisation en chaîne, réaction de (PCR), 68, 456f pour détecter les séquences répétées microsatellites, 371 pour déterminer la structure primaire, 30 Polymorphisme de nucléotide unique. Voir SNP

Polymorphismes de l’ADN microsatellite, 460 de longueur des fragments de restriction. Voir RFLP des microsatellites, 361 des protéines plasmatiques, 655 Polynucléotide kinase, dans la technologie de l’ADN recombinant, 450t Polynucléotides, 339-340 modification post-traductionnelle, 339 Polyols (sorbitol), voie des, 214 Polypeptides séquençage et clivages, 30 méthode de Sanger, 29 synthèse protéique, 26f Polyphosphoinositides, voie des, dans l’activation plaquettaire, 682 Polypose adénomateuse familiale, 765 Polyprénoïdes, 153, 154f Polyribosomes libres, synthèse protéique sur, 568 574. Voir aussi Polysomes Polyribosomes. Voir Polysomes Polysaccharides, 138, 142-143, 144f. Voir aussi rubriques spécifiques Polysomes (polyribosomes), 361, 418-419, 568f hypothèse du signal de liaison aux, 569f, 574-576, 574t lieu de synthèse protéique, 568f, 569, 569f, 574 des protéines plasmatiques, 655 Polytènes, chromosomes, 368, 368f Polyubiquitinée, protéine cible, 580 POMC, famille, 509 POMC, gène, 510 POMC. Voir Pro-opiomélanocortine (POMC), famille de peptides de la, Pompes, 482, 483f, 487 et transport actif, 487, 487f Pompe, maladie de, 190t Pontages covalents, 611 Pontages, 634, 644 Porcin, syndrome de stress, 638 Porphobilinogène, 319f, 320f, 321f Porphyries, 318, 322-323, 324f causes biochimiques des signes et symptômes, 324f principales données, 323t Porphyrines réduites, 318 Porphyrines, 318-325, 327-330, 321f détection par spectrophotométrie, 321-322 et synthèse de l’hème, 318-319, 319f, 321f, 322f réduites, 319 spectre d’absorption, 321, 322f Porphyrinogènes, 320 accumulation dans les porphyries, 313 Posttraductionnelle, maturation, 46, 421 et assemblage membranaire, 575 Posttraductionnelle, translocation, 575 Posttraductionnelles, modifications, des histones, 738 Potassium, 559t, 768 coefficient de perméabilité, 477f dans le liquide intra- et extra-cellulaire, 474, 474t PPI. Voir Peptidyl prolyl isomérase PPi. Voir Pyrophosphate PR. Voir Progestérone Pravastatine, 269 Préanalytiques, paramètres, 751 Précision des analyses de laboratoire, 750 Prednisone, 770 Prégnénolone, conversion en testostérone, 500 Préinitiation (préamorçage), complexe de, 390 dans la synthèse protéique, 413, 414f



Préinitiation, complexe de, 43s, et synthèse protéique, 413, 414f Prékallikréine, 677f, 677 Prémenstruel, syndrome, neuropathie sensorielle, traitement par la vitamine B6, 554 Préprocollagène, 612 Préprohormone, 507 Préproprotéine, synthèse de l’albumine sous forme de, 657 PréproPTH, 507 Préprotéines, 570, 655 Présentation de petits peptides, 581 Préséquence. Voir Signal, peptide Préséquences internes, 571 pri-miARN. Voir Primaire, transcrit Primaire, structure, 34-37. Voir aussi Protéines, séquençage apport de la génomique dans son analyse, 33 des polynucléotides, 339 détermination de la séquence des acides aminés, 22 détermination par biologie moléculaire, 30 détermination par la technique de Sanger, 29-30 protéomique et, 33-34 réaction d’Edman pour sa détermination, 30, 31 Primaire, transcrit (pri-miARN), 389, 401-402 Primaquine, 692 Primaquine, anémie hémolytique sensible à la, 692 Primases, ADN, 376f Primosome, 466 Prion, protéine apparentée au, (PrP), 46 Prions, 46 Prions, maladies à (encéphalopathies spongiformes transmissibles), 46 Pro-opiomélanocortine (POMC), famille de peptides de la, 494. Voir aussi les différents types Pro-oxydants, 691. Voir aussi Radicaux libres Proaccélérine (facteur V), 678, 678t, 679t Proalbumine, 584 Proaminopeptidase, 537 Procaryote, expression génique. Voir aussi Génique, expression comme modèle d’étude, 425 particularités, 425 Procaspases, 736 Prochymotrypsine, activation, 92, 92f Procollagène aminoprotéase, 613 Procollagène carboxyprotéase, 613 Procollagène, 421, 558 Procollagène, glycosylation de molécules d’hydroxylisine du, 613 Proconvertine (facteur VII), 676 677f, 678t, 679t effet des médicaments coumariniques, 680 Produits, 68 Proélastase, 537 Proenzymes, 92 Profilage protéique, transcrits ARN et, 464 Progestérone, 497f Prohormones, 421 Proinflammatoires, molécules, 602 Proinsuline, 506 structure, 507f Proline cis-trans isomérase, repliement des protéines et, 45, 45f Proline déshydrogénase, blocage du catabolisme de la proline à son niveau, 293 Proline, 20t accumulation, 293, 294t, 295f catabolisme, 293 hydroxylation, 612 métabolisme, 308f synthèse, 278, 278f

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Prolyl hydroxylase, 611 Prolyl hydroxylase, la vitamine C comme coenzyme, 558 Prolyl hydroxylase, réaction catalysée, 279, 280f Promédicaments, 84, 704 transformation métabolique, 83 Promoteur, insertion, 729, 729t, 729f Promoteur, site, dans le modèle de l’opéron, 425f, 426 Promoteur, spécificité de reconnaissance, 390 Promoteurs dans la transcription, 380, 391f eucaryote, 394 Propionate dans la néoglucogenèse, 196f, 206 glycémie et, 200 métabolisme, 195-197 Propionyl-CoA méthionine et formation de, 303, 304f production par oxydation des acides gras, 218 Propionyl-CoA carboxylase, 196, 198f Proprotéines, 46, 92, 421 Protéases proPTH (Proparathormone), 507 Propyle, gallate de, comme antioxydant/conservateur alimentaire, 157 Prostacyclines, 149 effet sur la coagulation/thrombose, 682, 683f, 684t signification clinique, 235 Prostaglandines, 149, 149f, 226, 233 voie de la cyclooxygénase dans leur synthèse, 233234, 234f, 235f Prostaglandine E2, 148, 148f Prostaglandine H, synthase, 233 Prostanoïdes, 149 signification clinique, 226 voie de la cyclooxygénase dans leur synthèse, 233234, 234f, 235f Prostatique, antigène spécifique, 742, 742t Prosthétique, groupement, 60 dans la catalyse, 59-60 Protamine, 680 Protéase/protéinases, 10, 537, 594. Voir aussi les différents types clivant la synaptobrévine, 542 dans la dégradation des protéines, 282, 282f, 535 rennine, 58 Protéases des neutrophiles, 700-701, 700t et MEC, 739 Protéasome, 576 dégradation dans le, 579 Protéasome, couvercles du, 581 Protéasomes et protéines mal repliées, 580 ubiquination, 579-580, 580f Protein Database (PDB), 99 Protein Information Resource (PIR), 99 Protéine C activée dans la coagulation sanguine, 680 résistance, 706 Protéine C, dans la coagulation sanguine, 679t, 680 Protéine kinase A (PKA), 520 Protéine kinase C (PKC), 682, 683f Protéine kinases, 91 763, 763f dans l’initiation de la synthèse protéique, 413 dans la régulation hormonale de la lipolyse, 256f, 257f dans le métabolisme du glycogène, 190-192, 191f, 192f dépendante de l’ADN pour réparer les cassures double brin, 384 dépendante/indépendante de l’AMPc, 518 et phosphorylation de protéines, 92f, 93, 94f protéine kinase A (PKA) et AMPc, 518

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p rotéine kinase C (PKC) et activation plaquettaire, 682, 682f Protéine phosphatase-1, 191f, 192f et glycogène phosphorylase, 190 Protéine S dans la coagulation sanguine, 679t, 680 Protéine-ARN, complexes, dans l’initiation, 413, 414f Protéine-protéine, pontages, et glycation, 718f Protéine, disulfure isomérase, et repliement des protéines, 45 Protéine, phosphorylation des. Voir Phosphorylation des protéines Protéine. Voir aussi les différentes protéines cycle vital, 26f prénylation, 263-264 translocation, 26f Protéine/ADN, interaction, le bactériophage lambda, un paradigme, 428-432, 430f, 431f Protéines. Voir aussi les différents types et Peptides absorption, 535 adressage vers la matrice, 619 alimentaires besoins, 540 digestion et absorption, 535 métabolisme à l’état alimenté, 166 appareil de Golgi dans la glycosylation et le tri, 568 catabolisme, 281-289 classification, 37 comme polyélectrolytes, 23 comme récepteurs, 489 configuration, 36 conformation, 36 effet des liaisons peptidiques, 22 dans les liquides extracellulaire et intracellulaire, 474, 474t de fusion, pour l’étude des enzymes, 68 de phase aiguë, 656, 656t négatives, de liaison à la vitamine A par ex,, 545 dégradation en acides aminés, 282, 282f dénaturation effet de la température, 76 et repliement protéique, 45 des neutrophiles, 697, 697t dimériques, 41 domaines, 41, 42f et acides aminés L, 20 et acides aminés, 18, 20, 22 et asymétrie d’assemblage de la membrane, 584, 585f fibreuses, 46 ex. collagène, 46 globulaires, 37 identification par homologie, 101-102 importation mitochondriale, 569-571, 571t inconnues et leur identification, 102-103 membranaires, 477-478, 485t. Voir aussi Glycoprotéines, Membranaires, protéines proportion par rapport aux lipides, 475f modification post-traductionnelle, 46, 420 monomériques, 41 perte en cas de traumatisme/infection, 539 phosphorylation, 91, 92f, 93t. Voir aussi Phosphorylation des protéines principes modulaires de construction, 37 purification, 26-27 ratio avec lipides dans les membranes, 474 réaction avec les EROS, 715f rôle de la bioinformatique dans leur identification, 34-35 séquences ou molécules directrices, 568t solubles, 37 structure, 37-41

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altération dans les maladies à prions, 45-46 analyse par radiocristallographie de rayons X, 42 analyse par spectroscopie de résonance magnétique nucléaire, 44 d’ordre supérieur, 36-47 modélisation moléculaire, 45 primaire, 25-35, 37. Voir aussi Primaire, structure quaternaire, 37 repliement et, 44-45 secondaire, 37-41 supersecondaire, 39 tertiaire, 39 synthèse, 173, 419-434. Voir aussi Protéines, tri des, code génétique/ARN et, 358-359, 358t, 408-409. Voir aussi Génétique, code effet des agressions du milieu environnant, 420 effet des virus, 420f élongation, 413, 417f en cas d’alimentation suffisante, 166 inhibition par des antibiotiques, 421, 421f initiation (démarrage), 413, 414f, 417f maturation post-traductionnelle, 420 mitochondriale, 568, 568t polysomes et, 419, 568, 568f principes modulaires, 37 reconnaissance et attachement (charge de l’ARNt), 39, 409f sur les ribosomes, 162, 162f terminaison, 418 translocation, 417 transcription, 443f transmembranaires les canaux ioniques, 483-485, 485f, 485t Protéines (ponction lombaire) valeurs de référence, 757t Protéines additionnelles, dans le muscle, 639 Protéines de chorion, gènes s36 et s38, 443f Protéines Fibreuses, 46 exemple du collagène, 41 Protéines G, 518t classes et fonctions, 518t Protéines G, récepteurs couplés aux, 520, 521f Protéines globulaires, 37 Protéines mal repliées accumulation dans le réticulum endoplasmique, 578 dégradation associée au réticulum endoplasmique, 577f, 579 ubiquitination, 579, 580f Protéines mal repliées, accumulation dans le réticulum endoplasmique, 579 Protéines non repliées, réponse aux, 579 Protéines périphériques du cytosquelette, 694t, 695 Protéines périphériques, 479, 479f Protéines phosphatases, 93-94, 94f. Voir aussi Phosphatases Protéines recombinante, chimériques (de fusion), pour l’étude des enzymes, 70 Protéines tissulaires, dégradation, 648 Protéines, canal de passage des, (translocon), 575 Protéines, perte de, lors de gastroentéropathie, 656 Protéines, profilage des, transcrits ARN et, 464 Protéines, remplacement (turnover) des, 89, 282 effet des membranes, 584-585 et vitesse de dégradation enzymatique, 88-87 Protéines, réparation des altérations, 719 Protéines, structure des, 762 primaire, 26-29. Voir aussi Primaire, structure quaternaire, 36, 39, 39f, 40 de l’hémoglobine, et propriétés allostériques, 51-55 facteurs stabilisants, 47

secondaire, 37-41 effet des liaisons peptidiques, 45 supersecondaire, 39 tertiaire, 37 facteurs stabilisants, 47 Protéines, tri des appareil de Golgi, 568, 568f, 577 assemblage membranaire, 569t, 583 chaperons, 578 et mitochondrie, 568, 569f hypothèse du signal de liaison du polysome, 569f, 574-576, 574t importines, exportines, 571, 572f insertion cotraductionnelle, 575f, 576 maladies dues à des mutations de gènes codants, 585 peroxysomes/maladies peroxysomiques et, 571t, 573 réponse aux protéines non repliées, 578 séquence d’acides aminés KDEL, 568t, 577 séquences signal, 567, 574f transport rétrograde, 577 vésicules de transport, 580-584, 581t, 582f Protéino-énergétique, malnutrition, (MPE), 777 Protéinurie de débordement, 753t Protéinurie postrénale, 753t Protéinurie, 754 Protéique, carence, 779f Protéique, dégradation ATP et ubiquitine dépendante, 282 ATP indépendante, 282 rôle de l’ubiquitine, 579-580, 580f Protéique, repliement, 30f, 44, 767 chaperons et, 570, 578-579, 578t dégradation, 577, 577f mauvais repliement et, 578 Protéique, séquençage clivage des polypeptides et, 29 et biologie moléculaire, 30 et spectrométrie de masse, 31, 31t, 32f génomique et, 33 méthode de Sanger, 29-30 protéomique et, 34-35 purification de peptides en vue de, 26-29 purification en vue du, 26-29, 29f réaction d’Edman, 29-30, 30f Protéique, synthèse et acides aminés, 159, 159f et réticulocytes, 689, 690 sur les ribosomes, 26f Protéoglycanne, aggrécane, microscopie en fond sombre, 617 représentation schématique, 617f Protéoglycannes, 143, 589, 611, 626, 628. Voir aussi Glycosaminoglycannes fonctions, 622t galactose dans leur synthèse, 211, 212f sulfate d’héparane, 613 Protéolyse, 584 dans l’activation de la prochymotrypsine, 91-92, 92f pour la modification covalente, 91, 92f Protéolytique, coupure, 26f Protéolytiques, enzymes, 87 Protéome des protéines plasmatiques humaines, 654 Protéome, 34 Protéome/protéomique, 33-34, 461 du plasma, 585 Protéomique, 4 objectif, 33 Prothrombine (facteur II), 676, 678t activation, 677

effet des médicaments coumariniques, 680 et carence en vitamine K, 549 Prothrombine sérique, accélérateur de la conversion de, 676, 677f, 678t, 679t effet des médicaments coumariniques, 680 Prothrombine, activation en thrombine, par le facteur Xa, 684 Prothrombine, temps de, (PT), 752 Proto-oncogènes, 728 activation par insertion de promoteur, 729f Protomotrice, force, 130 Protons, les acides comme donneurs de, 12 Protons, les bases comme accepteurs de, 12 Protons, pompe à, 130 exemple de la chaîne respiratoire, 127 Protons, transhydrogénases de translocation des, 133 Protons, transport par l’hémoglobine, 54-55 Protoporphyrine III, 318, 319f Protoporphyrine, 320, 319f incorporation de fer dans la, 319f incorporation de fer dans l’hème, 319 Protoporphyrinogène III, 320, 321f Protoporphyrinogène oxydase, 320, 321f, 322f, 323t Provitamine A, caroténoïdes, 543 PrP. Voir Prion, protéine apparentée au, PRPP glutamyl amidotransférase dans la synthèse des purines, 344-346, 345f dans la synthèse des pyrimidines, 346, 347f défauts responsables de la goutte, 348 PSA. Voir Prostatique, antigène spécifique, Pseudo-Hurler, polydystrophie, 621 Pseudogènes, 374, 457 Pseudouridine, 350, 351f Psi, angle, 37 Pstl, 449t Pstl, site, insertion d’ADN au, 452f Psychiatriques, maladies, 762 PTA. Voir Plasmatique, antécédent de la thromboplastine PTC. Voir Plasmatique, composant de la thromboplastine PTCA. Voir Coronaire, angioplastie trancutanée transluminale Ptérylglutamique, acide. Voir Folique, acide PTH. Voir Parathormone PTS. Voir Peroxysomes, séquences d’adressage à la matrice des, PTS1 et PTS2, 572 Pubmed, 98 Puces à ADN pour l’analyse des cancers, 746 Puces à ADN, 746 Puces à ADN, réseau de gènes, expression protéique et, 33 Puces à ADN, technologie des, 463 « Puffs » (renflements), des chromosomes polytènes, 368, 368f Purification de protéines/peptides, 26-28, 30 Purine nucléosides phosphorylase, déficit en, 342 Purines/puriques, nucléotides, 334-337, 334f, 336f absorption de la lumière ultraviolette, 336-337 biosynthèse, 342, 342f, 343f, 344f, 345f catalyseurs, 342, 343f coordination avec la synthèse des pyrimidines, 346 métabolisme, 341-351 la goutte, 348 maladies associées, 348-349 non essentiels du point de vue alimentaire, 342 Puromycine, 421, 422f Putrescine dans la synthèse des polyamines, 308f Pyranose, structures cycliques, 139, 139f



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Pyridoxal, phosphate de, 62, 554 dans la biosynthèse de l’urée, 284 dans la synthèse de l’hème, 318 Pyridoxine/pyridoxal/pyridoxamine (vitamine B6), 554 carence et excrétion de xanthurénate, 302, 302f excès/toxicité, 553-554 Pyriméthamine, 556 Pyrimidines, 342 Pyrimidines, analogues de, dans la biosynthèse de nucléotides pyrimidiques, 347 Pyrimidines/pyrimidiques, nucléotides, 342, 326f absorption de lumière UV, 336-337 biosynthèse, 334-337, 347f catalyseurs, 346 coordination avec la synthèse des purines, 348 régulation, 346, 348f déficit en précurseurs, 350 métabolisme, 341-351, 349f maladies dues à une surproduction de catabolites, 350-351 métabolites hydrosolubles et, 349, 351f non essentiels du point de vue alimentaire, 342 pyrimidiques, nucléotides, biosynthèse, 342 et polypeptides multifonctionnels, 346, 347f régulation, 348, 348f voie, 347f Pyrophosphatase, inorganique dans l’activation des acides gras, 117, 118, 217 dans la biosynthèse du glycogène, 186, 186f Pyrophosphate énergie libre d’hydrolyse du, 116t inorganique, 117-118 Pyrrole, 50 Pyruvate, 158 et néoglucogenèse, 171 formation lors du catabolisme du squelette carboné des acides aminés, 293f, 295, 297f oxydation, 173-174, 175f, 181-182, 182f, 183f, 184t. Voir aussi Acétyl-CoA ; Glycolyse aspects cliniques, 183 enzymes impliqués, 198t et néoglucogenèse, 195, 196f Pyruvate carboxylase, 174, 174f, 199t, 774 dans la régulation de la néoglucogenèse, 173, 174f, 195, 198t Pyruvate déshydrogénase, 174, 174, 175f, 182, 182f, 199t déficit, 183 la thiamine diphosphate comme coenzyme, 551 régulation, 182, 183f rôle de l’acétyl-CoA, 181-182 rôle de l’acyl-CoA, 183f, 231 Pyruvate déshydrogénase, complexe de la, 182 Pyruvate kinase, 199t dans la glycolyse, 179f, 180, 198t régulation, 181-183 déficit, 183, 692 et régulation de la néoglucogenèse, 198 Pyruvate kinase (PK), déficience, 687t

Q Q, cycle, 128, 129f, 130 Q, cytochrome c oxydoréductase, 127, 128f Q10 (coefficient de température), dans les réactions catalysées par des enzymes, 76 q5, syndrome, 690 QT, intervalle, allongement héréditaire, 491t Quaternaire, structure, 37 des hémoglobines, liée aux propriétés allostériques, 51-55 facteurs stabilisateurs, 46

R R (relâché), état, de l’hémoglobine et oxygénation, 53, 54f R, groupements, et propriétés des acides aminés, 18, 19t pK/pKa, 18 R, groupes, des acides aminés, et propriétés, 21-22, 21t Rab, famille des protéines, 584 Rab, molécules de, 581 Rab, protéines effectrices, 582, 584 Rab, protéines, 582 Rachitisme, 543 Radiations, énergie des, altérations de l’ADN, 726t et cancer, 726-727 Radicalaire, théorie, du vieillissement, 716 Radicaux libres (espèces réactives de l’oxygène). Voir aussi Antioxydants dans le kwashiorkor, 539 et théorie mitochondriale du vieillissement, 716 et toxicité de l’oxygène, 125 hydroperoxydases protégeant contre les, 122 issus de la peroxydation des lipides, 153-154, 154f mécanismes de protection contre les altérations, 564 origine de réactions en chaîne autoentretenues, 561 responsables d’altérations, 561 sources multiples d’oxygène radicalaire, 563 Ramification (ou branchement), enzymes de absence, 189t dans la synthèse du glycogène, 187f Ran, protéines, 572 Rancissement dû à la peroxydation, 154 RAS (oncogène), 731t Rayons ionisants induisant la réparation de dégâts de l’ADN par excision de nucléotides, 384, 384t Rayons X, cristallographie par, de Laue, 44 Rayons X, diffraction des, et cristallographie pour démontrer la structure des protéines, 43-44 RB (gène suppresseur de tumeur), 730t Rb, protéine, perte de, 733 Rb, protéine. Voir Rétinoblastome, protéine de RCPG. Voir Protéines G, récepteur couplé aux, Réactifs, concentration des, effet sur la vitesse d’une réaction chimique, 74 Réactions à déplacement unique, 82 Réactions de déplacements séquentiels, 82 Réactives, espèces, de l’oxygène (EROS), 713-714, 714f, 715f chimiquement prolifiques, 714 comme produits secondaires biologiques toxiques, 714f mécanismes enzymatiques et chimiques d’interception des espèces dommageables, 718 réactions en chaîne et, 714, 716 Réarrangements de l’ADN, 431f pour la diversité des anticorps, 670-671 recA, 430 Récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR), 43f Récepteur hormonal-protéine G, système effecteur, 520, 521f Récepteur-corépresseur, complexe, 515 Récepteur-effecteur, couplage, 495 Récepteurs des fragments Fc des IgG, 698t Récepteurs éboueurs (scavenger) B1, 252, 252f Récepteurs, 475. Voir aussi les différents types

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Récepteurs, comparaison avec les protéines de transport, 511 Recombinaison chromosomique, 373-374, 373f Recombinant, ADN/ technologie de l’ADN recombinant ADN ligase, 448 clonage, 450-451 dans l’étude des enzymes, 68 en hématologie, 701 enzymes de restriction, 448, 448t molécules chimériques, 448-449 technologie, 447-455 Récupération, réactions de, dans la synthèse des purines, 343f, 344, 345f dans la synthèse des pyrimidines, 347-348 Recyclage, 583 Rédox (oxydation-réduction), potentiel, 121, 121t Rédox, état, 219 Réduction, définition, 121 Référence, valeurs de, 756 Refsum, maladie de, 220, 573, 574t Refsum, maladie infantile de, 224, 573, 574t Régime riche en calories, 765 Régime très pauvre en glucides et amaigrissement, 204 Régions cadres, entre les régions variables, 669 Régulateurs négatifs de l’expression génique, 424, 424t, 430 Régulateurs positifs de l’expression génique, 424, 424t, 425, 428 Réhydradation orale, solution de, 762 Rein Voir aussi à Rénal durant le jeûne, 167 et glycogénolyse, 188 et métabolisme de la vitamine D, 547 membrane basale, 622 métabolisme, 167 Rein, tests fonctionnels, 753, 754, 755t Relaché (R), état de l’hémoglobine, lors de l’oxygénation, 53, 54f Relâchement, phase de de la contraction du muscle lisse rôle du calcium, 642 de la contraction du muscle squelettique, 637 Rénale, excrétion, 771 Rénale, glycosurie, 753t Renaturation de l’ADN par appariement de bases, 356 Rénaux, tests fonctionnels, valeurs de référence, 753t Renouvellement cellulaire, 713t Réparation de l’ADN et contrôle sur épreuve, 719 Répétitions en tandem en nombre variable Voir VNTR Répétitives (répétées), courtes séquences, dispersées (SINE), 371, 466 Répétitives, séquences, de l’ADN, 371 Réplication, bulles de, 380, 380f Réplication, fourche de, 380f Réplication/synthèse. Voir ADN ; ARN Repliement (folding) après dénaturation, 44 des protéines, 26f, 44-45 positionnement des groupements polaires et chargés et, 9 Repliement anormal de peptide dans la maladie d’Alzheimer, 730 Réponse de Type A, dans l’expression génique, 424, 425f Réponse de Type B, dans l’expression génique, 424, 425f Réponse de Type C, dans l’expression génique, 424, 425f

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Répresseur dans l’expression des gènes, 424, 425 Répresseur, protéine/gène, du phage lambda (cI), 428432, 428f, 429f, 430f Répression enzymatique dans le contrôle de la synthèse des enzymes, 90 dans la régulation de la néoglucogenèse, 198 Reproduction et prostaglandines, 226 Résidus d’un peptide, 23 Résidus des chylomicrons, maladies de leur élimination, 269t Respiration, et oxygène, 121 Respiratoire et gastrointestinal, tractus, 766 Respiratoire, chaîne, 126-136. Voir aussi Phosphorylation oxydative aspects cliniques, 135 capture de l’énergie catabolique, 117, 132, 184t chaîne protéique moteur de la synthèse d’ATP par transport d’électrons, 130, 131f, 131f comme pompe à protons, 137 complexe I et II, 127, 128, 128f complexe III (cycle du coenzyme Q), 127, 128, 130f complexe IV, 127, 128, 130 complexes protéiques mitochondriaux impliqués, 121t, 127, 128f déshydrogénases, 122 flavoprotéines et protéines à fer-soufre, 127-128 fourniture de substrats par le cycle de l’acide citrique, 170-171, 171f inhibition par des poisons, 132-133, 133f la NADH-Q oxydoréductase sert d’accepteur d’électrons, 127, 128f, 172f localisation mitochondriale, 128f oxydation d’équivalents réducteurs, 127, 128f phosphorylation oxydative, 130, 184t théorie chimiosmotique sur le contrôle respiratoire et les agents découplants, 131f, 133 Respiratoire, contrôle, 115, 175 couverture des besoins en ATP, 132t, 133 théorie chimiosmotique, 131f, 133 Respiratoire, syndrome de détresse, par manque de surfactant, 150, 244-245 Restriction enzymes. Voir Restriction, endonucléases/ enzymes Restriction, carte de, 460 Restriction, endonucléases/enzymes de, 68, 363 dans la technologie de l’ADN recombinant, 448, 448t, 449t Restriction, polymorphisme de longueur des fragments de, (RFLP), 68, 459 Réticulocytes pour la synthèse de protéines, 690 Réticulum endoplasmique (RE), 418, 587. accumulation de protéines mal repliées dans le, 578 élongation des chaînes d’acides gras dans le, 228, 230f hypothèse du signal de liaison des polyribosomes au, 569f, 574-576, 574t rugueux dans le tri des protéines, 574-575, 575f synthèse des protéines et, 419 voies d’insertion des protéines dans le, 574-575, 575f synthèse d’acylglycérol et, 162, 162f Réticulum endoplasmique rugueux, dans le tri des protéines, 55ç, 568f et glycosylation, 569f, 574-576, 574t et synthèse des protéines, 419 mécanismes d’insertion des protéines, 569f, 574576 ramification du RE rugueux, 574 Rétinal. Voir Rétinol

Rétinaldéhyde, 543 Rétine atrophie gyrée, 295, 303 rôle du rétinaldéhyde, 561 Retinis pigmentosa, par carence en acides gras essentiels, 233 Rétinite pigmentaire. Voir Retinis pigmentosa Rétinoblastome, protéine de, 383 Rétinoïdes X, récepteur, 545 Rétinoïdes, 543Voir aussi Rétinol, Rétinoïque, acide, 526. Voir aussi Rétinol récepteurs, 544 Rétinol, 545. Voir aussi Vitamine A Rétinol, protéine de liaison au, 657t Rétrograde, transport, 578, 581 à partir de l’appareil de Golgi, 577 des protéines mal repliées, 578 Rétroinhibition (feedback) dans la régulation allostérique, 90-91, 90f, 164f Rétroposons/rétrotransposons, 371 Rétrorégulation dans la régulation allostérique, 90, 164 du niveau de thrombine circulante, 679 Rétrotranslocation, 579 Rétrovirus, transcriptase inverse des, 369 Réverse transcriptase(inverse)/transcription, rétrotranscription, 369, 374, 466 dans la technologie de l’ADN recombinant, 449t Revêtement (Coating) des vésicules, influence de la bréfeldine A, 582-584 Reye, syndrome de, avec acidurie orotique, 350 RF. Voir Libération, facteurs de RFLP. Voir Restriction, polymorphisme de longueur des fragments de Rhodopsine, 544, 549 Riboflavine (vitamine B2), 535 coenzymes dérivés, 60, 552 dans le cycle de l’acide citrique, 173 dépendence des déshydrogénases, 122 Ribonucléases, 362 Ribonucléique, acide. Voir ARN Ribonucléoprotéiques, particules, (RNP), 418, 444 Ribonucléosides diphosphate (NDP), réduction des, 346, 346f Ribonucléosides, 334, 334f Ribonucléotide réductase, complexe de la, 346, 346f Ribose, 138 dans les nucléosides, 334, 334f production par la voie des pentoses phosphates, 158, 207, 208 Ribose 5-phosphate cétoisomérase, 207f, 209 Ribose 5-phosphate dans la synthèse des purines, 342, 343f, 345f, 346f D-Ribose, 140f, 141t, 334, 339f Ribose phosphate, production par la voie des pentoses phosphates, 206, 208f Ribosomes, 361, 361t bactériens, 421 lieu de synthèse protéique, 26f, 162, 162f dissociation, 413 Ribosomes, site d’entrée interne des, 420, 421f Ribosomique, ARN (ARNr), 358-359, 389. Voir aussi ARN activité peptidyltransférase, 417, 417t Ribosomique, dissociation, dans la synthèse des protéines, 410 Ribosomopathies, 690 Ribozymes, 69 358 catalyseur enzymatiques, 69 monde d’ARN, hypothèse d’un, 69 ribosome, 69 Ribulose 5-phosphate 3-épimérase, 206f, 207

d-Ribulose, 140f, 140t Richner-Hanart, syndrome de, 298 Ricine, 422 Rieske, protéine de, Fe-S, 128 Rigidité cadavérique, 636, 638 RMN. Voir Spectroscopie de Résonance Magnétique Nucléaire, RNAP (ARNP). Voir ARN polymérases RNase. Voir Ribonucléases ROS (espèces réactives de l’oxygène, ERO). Voir Radicaux libres Rossmann, pli de, 41 Rotor, syndrome de, 329 RT-PCR, 466 RT-PCR, méthode, 455 RXR. Voir Rétinoïdes X, récepteurs des, Ryanodine, 637 maladies causées par des mutations de son gène, 636 Ryanodine, récepteur de la, 637 RYR. Voir Ryanodine, récepteur de la,

S S-Adénosylhomocystéine hydrolase, 294t S-Adénosylméthionine, 310, 310f, 311, 310f, 337, 337f biosynthèse, 310f S, phase du cycle cellulaire, synthèse d’ADN, 382-385, 382f, 382t S1, nucléase, en technologie de l’ADN recombinant, 450t S50, 80, 80f SAA. Voir Amyloïde A sérique Saccharase-isomaltase, complexe de la, 534 Saccharopine dans le catabolisme de la lysine, 300f, 302 Saccharopine, déshydrogénase, 294t Saccharose, 141, 142f, 143t indice glycémique, 534 SADDAN, phénotype, 628 Salines (électrostatiques), liaisons, (ponts salins/pontages), 9 rupture par liaison d’oxygène, effet Bohr dû à des protons, 54f Sang, fonctions du, 653, 654t Sanger, méthode de, pour le séquençage des polypeptides, 29-30 Sanger, réactif de, (1-fluoro-2,4-dinitro-benzène), pour le séquençage des polypeptides, 29 Sanguin, plasma. Voir Plasma Sanguin, type, 696 Sanguine, coagulation 677f. Voir aussi Coagulation (sang), Coagulation, facteurs Sanguines, cellules, 614-630. Voir aussi Érythrocytes, Neutrophiles, Plaquettes importance fonctionnelle, 686 provenant des cellules souches hématopoïétiques, 686, 687 réactions importantes en relation avec le stress oxydant, 690t voies de différenciation, 687, 688f Sanguins, groupes définition, 695 substances, 588 systèmes, 695 Santé, 1 processus biochimiques normaux de base, 2-5 Sarcolemme, 631, 770 Sarcomère, 631 Sarcoplasme, 631



Sarcoplasmique, réticulum, et taux de calcium dans le muscle squelettique, 637 Sarcosine (N-Méthylglycine), 312 Saturation, cinétique de, 79 en substrat, sigmoïde, évaluation par l’équation de Hill, 79 Saturées, graisses, 765 Saturés, acides gras, 147, 148t Scavenger receptors. Voir Récepteurs éboueurs Schiff, bases de, 602 Sclérose en plaque, 244 Scorbut, 276, 279, 543, 614 effet sur le collagène, 46 SDS-PAGE. Voir Sodium dodécyl sulfate-polyacrylamide, électrophorèse sur gel de, Sec12, protéines, 582 Sec61p, complexe, 575 Secondaire, structure, 37-38 effet des liaisons peptidiques, 45 supersecondaire, 39 Seconds messagers, 91, 529, 522f. Voir aussi les différents types AMPc, 189 GMPc, 337 précurseurs de second messager phosphatidylinositol, 150f, 151 phospholipides, 238 Secrétée, protéine, 584 Sécrétion constitutive, 569 Sécrétion régulée, 569 Sécrétion, vésicule de, 569, 569f Sécrétoire (exocytotique), voie, 568 Sécrétoires, composant des IgA, 671f Sécrétoires, protéines, 577 Sélectif, avantage, de croissance, 760 Sélectif, filtre, 485 l-Sélectine humaine, schéma, 604f Sélectines, 603 Sélectivité, perméabilité sélective des membranes, 474-486, 481t, 486t, 486f Sélénium, 562 dans la glutathion peroxydase, 123, 209 Sélenocystéine, synthèse, 280, 280f Sélénophosphate synthétase/synthase, 280, 280f Sels biliaires, 265-266 circulation entérohépatique, 268 dans la digestion et l’absorption des lipides, 535 secondaires, 267, 267f synthèse, 266-268, 267f régulation, 267f, 268 Sénescence réplicative, 721 Sensibilité des analyses de laboratoire, 750 Séquençage manuel enzymatique de l’ADN, 454 Séquence unique, ADN de, (non répétitif), 371 Séquences courtes dispersées. Voir SINE, 371, 466 Séquences intervenantes. Voir Introns Sérine, 19t, 22 catabolisme et formation de pyruvate, 295, 296f dans la synthèse de cystéine et d’homosérine, 279, 279f dans la synthèse de glycine, 278, 278f phosphorylée, 311 résidus conservés et, 64 synthèse, 277, 278f tétrahydrofolate et, 554 Sérine 195, dans la catalyse covalente, 63 Sérine hydroxyméthyltransférase, 296, 296f, 556 Sérine, inhibiteur de protéase à, 666 Sérine, protéases à (sérine protéases). Voir aussi les différents types dans la catalyse covalente, 63

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résidus conservés, 63, 64 zymogènes, dans la coagulation du sang, 676, 678t Sérique, système du complément, 486 Sériques, enzyme, et diagnostic clinique, 67t Sérotonine, 308, 699t biosynthèse et métabolisme, 313f Serpine, 666 Seuil rénal du glucose, 203 SGLT 1, protéine transporteur, 534 SGOT. Voir Aspartate aminotransférase SGPT. Voir Alanine aminotransférase SHA. Voir Suberylanilide hydroxamique, acide SHBG (globuline de liaison aux hormones sexuelles), 493 SI, unités (Système International d’Unités), 759 Sialiques, acides, 143, 143f, 152, 212, 213f dans les gangliosides, 213f, 243, 243f dans les glycoprotéines, 144t, 590t, 591, 595f Sialyl-LewisX, 604f siARN-miARN, complexes des, 362 siARN, 362 siARN, ARN extincteurs, 466 siARN, petits ARN interférants, 362 Signal, génération, 552 Signal, hypothèse du, pour la liaison aux polysomes, 574f, 574-557 Signal, particules de reconnaissance du, 575 Signal, peptidase du, 575, 576f Signal, peptide, 568, 574, 575 dans le tri des protéines, 568f, 570, 570f, 574, 575f de l’albumine, 656 des protéines destinées à la membrane de l’appareil de Golgi, 568 Signal, séquence, 576, 584. Voir Signal, peptide Signal, transduction, dans l’activation des plaquettes, 682, 683f messagers intracellulaires. Voir les différents types Signal, voies de transduction et CBP/p300, 525f Signal, voies de transduction, 602 Signal. Voir aussi Signal, peptide transmission, 474t. Voir aussi Signal, transduction Silencieuses, mutations, 411 Silice, 559t Sillon majeur, dans l’ADN, 355f, 356 modèle de l’opéron et, 425 Sillon mineur de l’ADN, 355f, 356 Simble brin, protéine de liaison à l’ADN, (SSB), 376f Simple brin, ADN, réplication d’, 375. Voir aussi ADN Simple-brin, ADN. Voir ADN Simvastatine, 269 SINE, séquences répétitives courtes dispersées, 371, 466 Site A, (accepteur/aminoacyl, liaison des aminoacylARNt dans la synthèse protéique, 417, 417f Site actif, 61. Voir aussi Site catalytique Site E, de sortie de la synthèse protéique, 417, 417f SK. Voir Streptokinase SNAP, protéines, (facteur soluble d’attachement à NSF), 583f, 582, 584 SNARE, protéines, 582-584, 583f, 565 SNAREpins, 582 SnARN, petits ARN nucléaires, 359t, 362, 363, 389, 389t, 466 SNP, polymorphisme de nucléotide unique, 101 457, 459, 466 Sodium, 559 coefficient de perméabilité, 477f dans le liquide extra -et intra -cellulaire, 474, 474t sodium dodécyl sulfate (SDS)-polyacrylamide, électrophorèse sur gel de, pour purifier les protéines/peptides, 28, 30f protéines membranaires de l’érythrocyte, 693, 694f

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Sodium-potassium, pompe (Na+-K+ ATPase), 486487, 487f dans le transport de glucose, 487-488, 488f Sodium, bicarbonate, 648 Solubilité, point de, des acides aminés, 21 Solubles, protéines, 576 Solutions aqueuses, Kw, 11 Solvant, l’eau comme, 8, 8f Sommeil, et prostaglandines, 237 Sorbitol dans la cataracte diabétique, 214 intolérance au, 214 Sorbitol (polyol), voie du, 214 Sorbitol déshydrogénase, 211, 211f Soret, bande de, 322 Sous-alimentation, 538, 541 Southern, transfert de (blot), technique du, 356, 466 Southwestern blot (technique de transfert), 466 Spartéine, 706 SPCA. Voir Prothrombine sérique, accélérateur de conversion de la ; préconvertine (facteur VII) Spécificité des enzymes, 59 Spécificité des tests de laboratoire, 750 Spectrine, 687t, 692 Spectrométrie de masse en tandem, 33 configurations, 32 détection des modifications covalentes, 31 en tandem, 32 établissement du transcriptome, protéome, 460 pour détecter les maladies métaboliques, 289 pour l’analyse des peptides/protéines, 31-32 Spectrométrie de masse, 31-32, 32f Spectrométrie et détection des modifications covalentes, 31-33, 31t, 32f Spectrophotométrie pour les déhydrogénases dépendant de NAD(P)+, 65 pour les porphyrines, 321-322 Spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN), 44 Spermidine, synthèse de la, 310, 308f Spermine, synthèse de la, 310, 311f Sphérocytose héréditaire, 491t, 687t, 692 cause, 695, 695f test de fragilité osmotique, 695 Sphingolipides, 239 dans la sclérose en plaque, 244 métabolisme, 242-243, 243f aspects cliniques, 243-244, 244t Sphingolipidoses, 245, 244t Sphingomyélines, 151, 152f, 243, 243f, 585 dans les membranes, 475, 478 rôle dans l’asymétrie membranaire, 478 Sphingophospholipides, 147 Sphingosine, 147, 152f Spina bifida, prévention par des compléments d’acide folique, 557 Spliceosome, 466 Spongiformes, encéphalopathies, transmissibles (mala­ dies à prions), 44 Spontané, assemblage, 613 Spontanées, mutations, 725 Squalène dans la synthèse du cholestérol, 261-262, 262f synthèse, 263f Squalène époxydase, dans la synthèse du cholestérol, 262, 262f Squelette carboné des acides aminés. Voir Acides aminés, squelettes carbonés des, Squelettique, système, 622 SR-B1. Voir Récepteurs éboueurs (scavenger) B1 SRP-R, affinité pour la SRP du, 575

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SRP. Voir Signal, particules de reconnaissance du, SRS-A. Substance de réaction lente dans l’anaphy­ laxie, 237 ssADN, Voir ADNss, ADN simple brin Stabilisation d’intermédiaires non ou partiellement repliés, 578 STAR, protéine de régulation stéroïdogénique, 483 Starling, forces de, 655 Statines, médicaments de la classe des, 261, 261f, 269 Stéarique, acide, 148t Stéréochimique (sn-) système de numérotation, 150, 150f Stéréoisomères, 151, 153f. Voir aussi Stéroïdes, isomérie des Stéréospécificité absolue des enzymes, 59 Stéroïdes gonadiques, transport, 511 Stéroïdes hormones, comme molécule précurseur, 502 Stéroïdes, récepteurs, 495 Stéroïdes. Voir aussi les différents types affinité pour les protéines sériques de liaison, 152154, 152f, 153f, 511t stéréoisomères, 153, 153f stockage/sécrétion, 510t sulfates, 243 surrénaliens. Voir aussi Glucocorticoïdes ; Minéralocorticoïdes synthèse, 158, 159f Stéroïdien, noyau, 153, 153f Stéroïdogenèse ovarienne, 502, 502f Stéroïdogenèse testiculaire, 500 Stéroïdogenèse. Voir Stéroïdes Stéroïdogénique, protéine de régulation aiguë, STAR, 498 Stérol 27-hydroxylase, 267, 267f Stérols, 153 Stérols, 7α-hydroxylase des, 267 Stickler, syndrome de, 627 Stochastiques, processus, mortalité et vieillissement, 712 Stœchiométrie, 72 Stokes, rayon de, en chromatographie d’exclusion de taille, 27 Stop, codon, 418, 419f Streptokinase, 67, 682 Streptomycine, 141 Stress oxydant, 726 réactions dans les cellules sanguines, 690t Strie lipidique, 780 Structure/activité, relation, 104 Stuart-Prower, facteur, (facteur X), 677f, 678t, 679t activation, 676-677, 676f effet des médicaments coumariniques, 680 Suberylanilide hydroxamique, acide, 738 Substrat, navettes de, 134, 134f, 135f exemple des coenzymes, 60 Substrats, 62 changements de conformation d’enzyme causés par le, 62, 62f effet de leur concentration sur la vitesse de réaction enzymatique, 75-76 modèle de Hill, 77-79 modèle de Michaelis-Menten, 79 inhibiteurs compétitifs les mimants, 79 multiples, 75 sous-unité β, 575 Succinate déshydrogénase, 122, 173f, 173 inhibition, 79 Succinate Q réductase, 127, 128, 128f Succinate semialdéhyde, 314, 315f Succinate thiokinase (succinyl-CoA synthétase), 173f, 172

Succinate, 172, 171f Succinique, acide, valeur de pK/pKa, 15t Succinyl-CoA synthétase, (succinate thiokinase), 173f, 172 Succinyl-CoA-acétoacétate-CoA transférase (thiophorase), 172 Succinyl-CoA, dans la synthèse de l’hème, 319, 319f, 322f Sucres aminés (hexosamines), 141, 142f dans les glycosaminoglycannes, 141, 211, 213f dans les glycosphingolipides, 211, 213f interrelations dans leur métabolisme, 213f le glucose comme précurseur, 211, 213f Sucres, 141. Voir aussi Glucides aminés (hexosamines), 141, 141f classification, 137, 138t dans les glycosaminoglycannes, 141, 211, 213f dans les glycosphingolipides, 211, 213f interrelation dans leur métabolisme, 213f le glucose, un précurseur, 211, 213f désoxy-, 141, 143f isomérie, 138-139, 138f, 139f Sucres, code biologique des, 589 Suicide, enzyme, ex de la cyclooxygénase, 235 Sulfamides, 692, 693 Sulfatation, 707 Sulfate actif, (adénosine 3’-phosphate-5’-phosphosulfate), 337f, 337 Sulfate, 590 actif (adénosine 3’-phosphate-5’-phosphosulfate), 337, 337f Sulfatide, 152 Sulfo(galacto-)glycérolipides, 243 Sulfogalactosylcéramide, 243 accumulation, 244 Sulfonylurées, classe de médicaments, 224 Sulfotransférases, 618 Super-tours, d’ADN, 356, 382f Superhélice droite, 611 Superoxyde dismutase, 124, 155, 690, 691t Superoxyde, 124, 564, 690, 690t. Voir aussi Radicaux libres Supersecondaires, structures, 40 Supertours négatifs dans l’ADN, 356 Suppresseur, ARNt, 413 Suppresseur, mutations, 413 Suppresseurs de tumeur, gène p53, 384 Supravalvulaire, sténose aortique, 615 Surfactant pulmonaire, 239 déficit en, 151, 243-244 Surrénale, stéroïdogenèse, 498-499 synthèse des androgènes, 499-500, 500f synthèse des glucocorticoïdes, 499, 499f synthèse des minéralocorticoïdes, 498, 499, 499f voies impliquées, 499f Surrénale, tests fonctionnels, 755, 755t Swainsonine, 601 Symports, systèmes, 484 Symptomatique, traitement, 770 Syn, conformères, 334f, 336, 335f Synacthen, test de stimulation au, 755 Synaptique, fonction, 762 Synaptiques, vésicules, 584 Synaptobrévine, 584 Syntaxine, 584 Synthétique, biologie, 5 Synthétique, chimie, 590 Systématiques, erreurs, 751 Système majeur d’histocompatibilité de classe I, molécules du, 581 Système nerveux central, nécessité métabolique de glucose, 165

Système porte hépatique, 201 transit de métabolites par, 159, 161f Systèmes, biologie des, 5, 104

T T (tendu), état, de l’hémoglobine oxygénation et, 52 stabilisé par le 2, 3-bisphosphoglycérate, 54f t-PA. Voir Activateur tissulaire du plasminogène t-SNARE, protéines, 582, 584 T, lymphocytes, 668, 759 T(tendu), état, de l’hémoglobine effet de l’oxygénation, 53 stabilisé par le 2,3-bisphosphoglycérate, 54 t1/2. Voir Demi-vie T3. Voir Triiodothyronine T4. Voir Thyroxine Tabagisme et méthionine, 666 TAF. Voir TBP, facteur associé au Tamoxifène, 743f Tampons comportement décrit par l’équation d’HendersonHasselbach, 13 exemple des acides faibles et de leur sels, 12 Tandem, 460 Tangier, maladie de, 269t TaqI, 449t Tarui, maladie de, 190t TATA, boîte, dans le contrôle de la transcription et, 392, 394, 395, 396, 398 TATA, protéine de liaison à la boîte, 395 Taurochénodésoxycholique, acide, synthèse, 267f Tay-Sachs, maladie de, 244t TBG (globuline de liaison à la Thyroxine), 511 tblastn, 102 tblastx, 102 TBP, facteurs associés à, (TAF), 395 TBP. Voir TATA, protéine de liaison à la boîte, Télomérase, 369, 721 activité dans les cellules cancéreuses, 733 Télomères, 368, 369f composition, 720 et réplication, 722f fonctions, 720, 721 Température, dans le modèle en mosaïque fluide de la structure membranaire, 480 effet sur la vitesse d’une réaction chimique, 72 effet sur la vitesse d’une réaction enzymatique, 75 Température, coefficient de (Q10), dans les réactions catalysées par une enzyme, 76 Ténase, complexe de la, 676, 677 Tenase, complexe de la, intrinsèque, 676 Tendu (T) état de l’hémoglobine Voir T (tendu), état de l’hémoglobine Tenofovir disoproxil fumarate, 83 Terminaison de chaîne dans le cycle de transcription, 390 de la synthèse d’ARN, 389 de la synthèse protéique, 418-419, 418f Terminaison, signaux de, 405 pour la transcription bactérienne, 397 Terminale, transférase, 450t, 449 Tertiaire, structure, 47f facteurs stabilisateurs, 41 Testostérone, 497 métabolisme, 500 produit métabolique, 500 voie de biosynthèse, 501f Tétracycline, 451



Tétraédrique, intermédiaire de transition, dans la catalyse acido-basique, 62 Tétrahélicoïdal, faisceau, 582 Tétrahydrobioptérine, 279f Tétrahydrofolate, 555 Tétraiodothyronine (thyroxine/T4), 498, 505 plasmatique, 511t stockage, 510t synthèse, 504 Tétramères d’histones, 365-366 le modèle de l’hémoglobine, 51 Tétroses, 138, 138t Tf. Voir Transferrine TFIIA, 396 TFIIB, 396 TFIID, 396, 397, 398 TFIIE, 395, 396 TFIIF, 395 TFPI. Voir Facteur Tissulaire, voie d’inhibition du, TfR. Voir Transferrine, récepteur de la TGF-β, facteur transformant β, 732 Thalassémies, 57 Théobromine, 336, 337f Théophylline, 336, 337f Thérapie génique, 5, 461, 586, 766, 768t, 787t de défauts de biosynthèse de l’urée, 289 niveau d’expression, 759 Thermodynamique biochimique (bioénergétique), 113-116. Voir aussi ATP et réversion de la glycolyse, 195-197 lois de la, 113-114 interactions hydrophobes et, 9 Thermodynamique, lois de la, 114 interactions hydrophobes et, 9 Thermogenèse, 257-258, 258f induite par l’alimentation, 257, 538, 539, 782 Thermogénine, 132, 258, 258f Thiamine (vitamine B1), coenzymes dérivés, 60 dans le cycle de l’acide citrique, 173 effet sur le métabolisme du pyruvate, 181, 183, 551 Thiamine diphosphate, 551-552 Thioestérase, 226, 227f, 227 6-Thioguanine, 338, 338f Thiokinase (acyl-CoA synthétase) dans l’activation des acides gras, 217, 218f dans la synthèse des triacylglycérols, 239, 255f, 258 Thiol ester, famille de protéines plasmatiques, 667 Thiolase, 218, 218f, 220 dans la synthèse du mévalonate, 261, 261f Thiophorase (succinyl-CoA-acétoacétate-CoA transférase), 172, 222 Thiorédoxine réductase, 346, 346f Thiorédoxine, 346 Thréonine, 19t besoins, 540 catabolisme, 296 phosphorylée, 311 Thrombine, 676, 677f, 680f activation par le facteur Xa à partir de la prothrombine, 677, 678 dans l’activation plaquettaire, 682, 683f effet de l’antithrombine III, 680 et formation de la fibrine, 678-679, 679f résidus conservés, 64t taux dans la circulation, contrôle, 679 Thrombolyse, effet de t-PA et streptokinase, 681, 681f suivie par des analyses de laboratoire, 684

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Thrombomoduline, dans la coagulation sanguine, 679t, 680, 684t Thrombopoïétine, 688 Thrombose, 679-685. Voir aussi Coagulation différents types de thrombus, 675 et taux circulant de thrombine, 679 étapes, 701 lors d’un déficit en protéine C ou S, 707 prévention de l’hyperhomocystéinémie et des thromboses par des compléments d’acide folique, 575 prévention par l’antithrombine III, 680 produits des cellules endothéliales impliqués, 682, 684t traitement par le t-PA et la streptokinase, 708, 708f Thromboxane A2, 149f dans l’activation plaquettaire, 682, 683f Thromboxanes, 149, 149f, 233, 236 formation par la voie de la cyclooxygénase, 233, 234f Thrombus, 780, 779f Thrombus blanc, 676 Thrombus rouge, 679 Thymidine, 355t appariement de bases dans l’ADN, 354, 355f Thymidine monophosphate (TMP), 335t Thymidylate, 350 Thymine, 335t Thymine, dimères de, 786 Thyréostimulante, hormone (thyréostimuline, TSH) dosage, 753, 754, 754f valeurs de référence, 766t Thyroglobuline, 505 Thyroïde, tests fonctionnels, 754t hormone thyréostimulante, 753 taux sérique total de thyroxine, 754 Thyroïdes, maladies de la, tests diagnostiques, 755 Thyroïdienne, globuline de liaison aux hormones, 657t Thyroïdiennes, hormones, dans la lipolyse, 257, 256 Thyroïdiennes, hormones, récepteurs, 495 Thyroïdiennes, hormones, régulation de gènes par, 545 Thyrotropine, hormone de libération de la, (TRH), 776 Thyroxine (T4), 449 stockage/sécrétion, 454-455, 455t Thyroxine totale, taux sérique, 755 Thyroxine, globuline de liaison à la, 511 Thyroxine, valeurs de référence, 757t Tiglyl-CoA, catabolisme du, 304f TIM. Voir Translocase de la membrane interne Timnodonique, acide, 148t Tissu adipeux brun, rôle, 257-258, 258f Titine, 639 Tm. Voir Fusion/transition, température de, TMP (thymidine monophosphate), 336 335f Tocophérol, 548t. Voir aussi Vitamine E comme antioxydant, 125, 154, 548 α-tocophérol, 564 Tocotriénol, 549. Voir aussi Vitamine E TOF, spectrométrie de masse, (temps de vol), 32 Tolbutamide, 224 TOM. Voir Translocase de la membrane externe Tonneau, structures en forme de, 579 Tophi, 773 Topogéniques, séquences, 578 Topoisomérases, ADN, 356, 381f, 381 Toxémie gravidique des brebis (grossesses gémel­ laires) cétose, 224 et stéatose hépatique, 253

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Toxicologie, 2 Toxines microbiennes, 486 Toxophéroxyl, radical libre, 549 TpC. Voir Troponine C TpI. Voir Troponine I TpT. Voir Troponine T Traduction, 404 Traduction, arrêt de, 362 TRAM ( protéine de translocation de chaîne associée à la membrane), 576 Trans-golgien, réseau, 570 Trans, acide gras, 149, 233 Transactivatrices, protéines, 463 Transaldolase, 206 Transaminase glutamique pyruvique sérique, 284 Transaminases. Voir Aminotransférases Transamination, 159, 160f dans la biosynthèse de l’urée, 283f, 284 dans le catabolisme du squelette carboné des acides aminés, 292-293, 292f rôle du cycle de l’acide citrique, 173, 174f Transcétolase, 206, 207f érythrocytaire, dans la détermination du statut nutritionnel en thiamine, 551-552 thiamine diphosphate dans les réactions l’impliquant, 206, 208, 551 Transcétolase érythrocytaire, activation de la, pour doser le statut alimentaire en thiamine, 552 Transcortine (globuline de liaison des corticostéroïdes), 511, 657t Transcription, 356, 395-396, 452 activateurs et coactivateurs la contrôlant, 399 dans la régulation de l’expression génique, 428-432. Voir aussi Gène, expression initiation (amorçage), 390 inverse dans les rétrovirus, 358, 380 promoteurs bactériens, 393 promoteurs eucaryotes, 394-396 régulation par l’acide rétinoïque, 549 synthèse d’ARN, 344, 389-390 Transcription, complexe de, eucaryote, 395f, 396 Transcription, éléments de contrôle de la, 399t Transcription, facteurs de, 399t Transcription, unité de, 390 Transcriptome, information du, 461 Transcriptomique, 4 Transcrits, profilage des, 464 Transcytose, 584 Transfection de cellules en culture, 438 Transférases, 60 Transferrine, 537, 657t, 658, 659 Transferrine, récepteur de la, 659 Transferrine, saturation de la, 774 valeurs de référence, 755t Transfert capillaire (blot), techniques, 448 Transfert de groupe, potentiel de, 116 des nucléosides triphosphates, 337, 338t Transfert de groupe, réactions de, 10 Transfert, ARN de, (ARNt), 358-359, 389, 389t, 409, 410f. Voir aussi ARN aminoacyl, dans la synthèse protéique, 416 maturation et modification, 404-405 région anticodon, 408 suppresseur, 412-413 Transfusion et groupes sanguins ABO, 696 Transfusion sanguine et importance du système ABO, 696 Transgéniques, animaux, 436, 461 Transglutaminase, dans la coagulation sanguine, 676, 679t, 680f Transhydrogénase, et translocation de protons, 134 Transition, analogues de l’état de, 62

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Index

Transition, états de, 73-74 Transition, intermédiaire de l’état de, formation durant une réaction chimique simple, 73f tétraédrique dans la catalyse acido-basique, 62 Transition, mutations par, 411, 410f Transition/fusion, température de, Tm, 356, 480 Translocase de la membrane externe, 570 Translocase de la membrane interne, 570 Translocation dans la lumière, 574 de protéines, 26f, 570 Translocation de chaîne, protéine de, associée à la membrane, (TRAM), 575 Translocation, complexes de, 570 Translocation, mécanismes spéciaux de, 572 Translocon, 575 Transmembranaire, signalisation, 474, 490, 684 dans l’activation plaquettaire, 682, 683f Transmembranaires, protéine à multiples domaines, échangeuse d’anions, 694, 695 Transmembranaires, protéines, canaux ioniques, 483-485, 485f, 485t Transmigration (diapédèse) des neutrophiles, 604 Transport actif, 481, 481t, 482, 482f, 483f, 483t dans la sécrétion de la bilirubine, 326, 326f Transport inverse du cholestérol, 252, 252f, 258, 265f, 268 Transport, protéines de, 657t Transport, systèmes de/transporteurs, 477, 578. Voir aussi les différents types actif, 481, 481t, 482, 482f cassette de liaison à l’ATP, 252, 252f comparaison aux canaux ioniques, 483t dans l’insertion cotraductionnelle, 576, 576f diffusion facilitée, 68t, 482, 482f, 483, 484f du glucose. Voir Glucose, transporteurs gènes les codant, 574t, 585 implication dans la diffusion facilitée, 482-483 implication dans la diffusion passive, 481-482 implication dans le transport actif, 482-483 membranaires, 482 Transport, vésicules de, 569, 577, 581-584, 582t, 583f dans le trafic intracellulaire, 580 définition, 581 revêtement des vésicules, 581 Transporteur multispécifique d’anions organiques (MOAT), 326 Transporteurs, protéines/systèmes, 482 Transposition, 371-374 rétroposons/rétrotransposons, 371 Transthyrétine, 667 Transverse, asymétrie membranaire, 585 Transverse, mouvement, des lipides à travers la membrane, 478 Transversions, mutations par, 411, 410f Trastuzumab, 743t Traumatisme, perte protéique consécutive à un, 540 Tréhalase, 534 Tréhalose, 143t Tremblante, 46 TRH. Hormone de libération de la thyrotropine, thyréolibérine, 776 Triacylglycérols (triglycérides), 150, 150f, 248, 257258 dans le cœur des lipoprotéines, 248, 248f dans le tissu adipeux, 157 digestion et absorption, 534, 535 interconversion des, 164 médicaments réduisant leur niveau sérique, 268, 269 métabolisme, 158, 159f, 161, 161f

dans le tissu adipeux, 255-256, 255f et lipoprotéines de haute densité, 251-253, 252f et stéatose hépatique, 253-254, 254f hépatique, 253 hydrolyse, 238-239 synthèse, 238-239, 240f transport, 249, 249f, 250f Triage, décision majeure dans le, 568 Tricarboxylate, anions, et systèmes de transport dans la régulation de la lipogenèse, 230 Tricarboxyliques, cycle des acides,. Voir Citrique, cycle de l’acide, Triglycérides (à jeun), valeurs de référence, 756t Triglycérides. Voir Triacylglycérols Triiodothyronine (T3), 498 plasmatique, 511t stockage, 510t synthèse, 504 Triméthoprime, 556 Trinucléotides, expansions de répétitions de, 372 Triokinase, 217 Trioses phosphates isomérase, 40f Trioses phosphates, acylation des, 158 Trioses, 138, 138t Triphosphates, nucléosides, 337, 339f Triple hélice, structure en, du collagène, 47 Triplets, codons, code génétique à, 409t Tropocollagène, 47 Tropoélastine, 614 Tropomyosine, 631, 634, 636, 694t rôle inhibiteur dans le muscle strié, 636 Troponine C, 636 Troponine I, 636 Troponine T, 636, 779 valeurs de référence, 756t Troponine, pour le diagnostic de l’infarctus du myocarde, 67 Troponine/complexe de la troponine, 634f, 636 rôle inhibiteur dans le muscle strié, 636 Trypsine, 63, 537 dans la digestion, 535 résidus conservés, 64t Trypsinogène, 537 Tryptophane, 20t, 310, 540 besoins, 540 catabolisme, 300-302, 301f coefficient de perméabilité, 477f déficit, 552 pour la synthèse de niacine, 552 l-Tryptophane dioxygénase (tryptophane pyrrolase), 124 Tryptophane oxygénase/ l-tryptophane oxygénase (tryptophane pyrolase), 124, 301f, 302 TSH, 776. Voir Thyréostimulante, hormone Tubulaire, protéinémie, 753t Tumeur, gène suppresseur de et oncogènes, différences, 730t fonctions, 729, 730 propriétés, 730t rôle dans le développement du cancer colorectal, 730, 731, 731f Tumeur, promoteur de, 765 Tumeurs, 721 immunologie, 743 pH et pression de l’oxygène, 740 Tumoraux, biomarqueurs, 742, 749t Tumoraux, virus, 728 oncogènes, 729 Tunicamycine, 601 TX. Voir thromboxanes Tyrosine, 19t, 21, 310, 314f, 495 besoins, 540

catabolisme, 297-298, 299f dans l’hémoglobine M, 55 dans la synthèse d’hormones, 503-504 phosphorylée, 311 pour la formation d’adrénaline et de noradrénaline, 314f synthèse, 279, 279f Tyrosine aminotransférase, 294t défectueuse dans la tyrosinémie, 297 Tyrosine hydroxylase, dans la biosynthèse des catécholamines, 504 Tyrosine kinase, inhibiteurs, 738 Tyrosine, dérivés, 497f Tyrosinémie néonatale, 298 Tyrosinémie, 298 Tyrosinose, 298

U Ubiquination, 26f des protéines mal repliées, 579, 580f Ubiquinone (Q/coenzyme Q), 172 dans la chaîne respiratoire, 127, 128f, 129f dans la synthèse du cholestérol, 262f, 263 Ubiquitine et dégradation protéique, 282, 282f, 580581, 581f UDP-Glc pyrophosphorylase, 591f UDP-glucose. Voir Uridine diphosphate glucose UDPGal. Voir Uridine diphosphate galactose UDPGlc. Voir Uridine diphosphate glucose UFA (acides gras non estérifiés). Voir Acides gras libres Ulcères, 534 Ultraviolets, rayons, 717, 717f cancérigènes, 726 Ultraviolette, lumière absorption par les nucléotides, 336-337 et synthèse de vitamine D, 546 UMP (uridine monophosphate), 335t, 336f Uniport, système, 483, 483f UNiProt, 99 Uracile, 335t Uracilurie-thyminurie, 350, 351 Urate, comme antioxydant, 154 Urée sérique comme marqueur de la fonction rénale, 753 Urée, 769 coefficient de perméabilité, 477f et métabolisme des acides aminés, 159, 160f produit du catabolisme de l’azote, 286-288 synthèse, 283f, 284, 284f maladies métaboliques associées, 288-289 thérapie génique, 289 Urée, maladies du cycle de l’, 288 Uricosuriques, médicaments, 773 Uridine diphosphate galactose (UDPGal)-4-épimérase, 212, 212f Uridine diphosphate galactose, 212, 591 Uridine diphosphate glucose (UDP/UDPGlc), 188, 188f, 590 dans la biosynthèse du glycogène, 186, 187f Uridine diphosphate glucose déshydrogénase, 212f Uridine diphosphate glucose pyrophosphorylase, 209, 212f dans la biosynthèse du glycogène, 186, 187f Uridine diphosphate-glucuronate/glucuronique, acide, 209, 212f Uridine monophosphate (UMP), 335t, 336f Uridine triphosphate (UTP), dans la biosynthèse du glycogène, 187, 188f Uridine, 334f, 335t



Index

Uridyl transférase, déficit en, 212 Urine, 773 constituants anormaux, 753, 753t Urique, acide, 336, 336f excrétion quotidienne, 772 formé par catabolisme des purines, 348, 349f valeurs de référence, 756t Urobilinogène conjugué de bilirubine réduit en, 326-327 dans la jaunisse, 329, 329t valeurs normales, 329t Urocanique, acidurie, 295 Urokinase, 678, 682f Uronique, acide, 618 interruption, 212 Uronique, acide, voie de l’, 209, 210f Uroniques, acides, 143 Uroporphyrines, 319f détection spectrophotométrique, 321-322 Uroporphyrinogène décarboxylase, 320, 320f, 321f, 322f, 323t dans la porphyrie, 323t Uroporphyrinogène I synthase, dans la porphyrie, 323t Uroporphyrinogène I, 320, 321f, 322f Uroporphyrinogène III, 320, 320f, 321f UTP dans la phosphorylation, 118

V v-SNARE, protéines, 582-584 V, régions/segments. Voir Variable, régions/segments Vache folle, maladie de la, (encéphalopathie spongiforme bovine), 46 Vaisseaux Sanguins, effet du monoxyde d’azote (NO), 645 Valérique, acide, 148t Valine, 19t, 22 besoins, 540 catabolisme, 303, 304f, 305f interconversion, 279 Valinomycine, 134 van der Waals, forces de, 10 Vanadium, 559t Variable, région/segment, 668-669 chaîne légère des immunoglobulines, 668, 670 chaîne lourde des immunoglobulines, 669 des immunoglobulines, 670 gène les codant, 670 Vasculaire, système, effet du monoxyde d’azote NO, 631, 645-646, 645f, 645t, 646t Vasodilatateurs, 631 monoxyde d’azote NO, 644 VDRE. Voir Vitamine D, élément de réponse à la, Vecteur, de clonage, 451t Végétarien, régime, et déficit en vitamine B12, 554 VEGF (facteur de croissance endothélial vasculaire), 738 Vérouillé, état, 644-645 Vésicules adressage, 580f approche génétique de leur étude chez la levure, 581 recouvertes, 581, 582f effet de la bréfeldine A, 583 sécrétoires, 568, 569f transport, 568, 580-584, 580f, 581t types et fonctions, 581t Vi. Voir Vitesse initiale Vie, durée de évolution et, 722

vs longévité, 712 vs masse corporelle des mammifères, 721 Vie, espérance de calcul, 712 moyenne, 712t Vieillissement en tant que processus préprogrammé, 719-722 et mortalité, 712 gènes impliqués découverte chez des organismes modèles, 721 facteurs de transcription, 722 théorie métabolique, 720 théories par usure, 712-718 espèces réactives de l’oxygène, 714-716, 714f, 715f glycation des protéines, 717, 718, 718f mitochondries, 716-717 radicaux libres, 716 rayons ultraviolets, 717, 717f réactions hydrolytiques, 712-714, 713f Vieillissement, théorie de l’usure associée aux mécanismes de réparation moléculaire altération des protéines, 719 mécanismes de relecture et de réparation, 718-719 mécanismes enzymatiques et chimiques, 718 Vieillissement, théorie par usure, 713-718 espèces réactives de l’oxygène, 714-716, 714f, 715f glycation des protéines, 717, 718, 718f mécanismes de réparation moléculaire et, 718-719 mitochondries, 716-717 radicaux libres, 716 rayons ultraviolets, 717, 717f réactions hydrolytiques, 712-714, 713f VIH/HIV, protéase du, dans la catalyse acido-basique, 62 Viral, oncogène. Voir Oncogènes Virale, infection, 580, 768 Virtuelles, cellules, 102 Virus altération de la synthèse des protéines de la cellule hôte, 420f causes de cancer, 727, 728t Virus de la grippe aviaire (H5N1), 607 représentation schématique, 607 Vision et vitamine A, 544 Vitamine A, 544 carence, 545 dans la vision, 544 excès/toxicité, 545-546 fonctions, 544 Vitamine B, complexe de la,. Voir aussi les différentes vitamines coenzymes dérivés, 60 dans le cycle de l’acide citrique, 173 Vitamine B1 (thiamine), 551 carence, 551 effet sur le métabolisme du pyruvate, 181, 183, 551 coenzymes dérivés, 60 dans le cycle de l’acide citrique, 173 Vitamine B12 (cobalamine), 554 absorption, 554 facteur intrinsèque, 537 carence, 554-555 dans l’acidurie méthylmalonique, 197 Vitamine B12, enzymes dépendantes de la, 555 Vitamine B2 (riboflavine), 552 carence, 552 coenzymes dérivés, 60, 552 dans le cycle de l’acide citrique, 173 déshydrogénases qui en dépendent, 122

847

Vitamine B6 (pyridoxine/pyridoxal/pyridoxamine), 559 carence, 553 excrétion de xanthurénate l’accompagnant, 302, 302f excès/toxicité, 575-576 Vitamine C (acide ascorbique), 206, 559 carence, 558 effet sur le collagène, 47 coenzyme, 557 comme antioxydant, 154 dans la synthèse du collagène, 46, 557 effets bénéfiques, 558 et absorption du fer, 537, 557 Vitamine D, 549 carence, 548 dans l’absorption du calcium, 537, 547 excès/toxicité, 548 l’ergostérol comme précurseur, 153, 153f métabolisme, 546-548 Vitamine D3 (cholécalciférol), 549, 550 comme antioxydant, 124, 153 formation et hydroxylation, 503f Vitamine E, 564, 565, 766 Vitamine H. Voir Biotine Vitamine K, 550, 552 carence, 550 dans la coagulation, 549 et protéines de liaison au calcium, 550, 551 Vitamine K, facteurs de coagulation en dépendant, 676 effet des anticoagulants coumariniques, 680 Vitamine K, hydroquinone, 551, 552f Vitamines, 3, 553-559, 545t. Voir aussi les différentes vitamines dans le cycle de l’acide citrique, 173 digestion et absorption, 537 fonctions métaboliques, 543 hydrosolubles, 551-558 liposolubles (dans les graisses), 543-551, 547t Vitamines, toxicité des, 545 Vitesse effet des inhibiteurs, 80 initiale, 75 maximale (Vmax) détermination par l’équation de Michaelis-Menten, 77 effet des inhibiteurs, 77 effets allostériques, 90 influence de la concentration en substrat, 76 Vitesse initiale, 76 effet des inhibiteurs, 80 Vitesse maximale (Vmax) effets allostériques sur la, 90 effet des inhibiteurs, 80-81 Vitesse, constante de, 74 Keq en tant que rapport de, 75 Vitesse, réaction limitante du point de vue de la, régulant le métabolisme, 88 VLDL. Voir lipoprotéine de très faible densité Vmax. Voir Vitesse maximale VNTR, répétitions en tandem en nombre variable, 593 en médecine légale, 459 Voltage, canaux dépendants du, 484, 485, 642t von Gierke, maladie de, 190t, 349 von Hippel-Lindau, syndrome de, 283 von Willebrand, facteur de, 681, 682 dans l’activation plaquettaire, 682 von Willebrand, maladie de, 681

848

Index

W Warburg, effet, 741 Warfarine, 550, 551, 680 effet sur la vitamine K, 549-551 Watson-Crick, appariements de bases, 10, 379, 379f Wernicke-Korsakoff, syndrome de, 548t Wernicke, encéphalopathie de, 552 Williams-Beuren, syndrome de, 615 Wilson, maladie de, 491t, 664 et méthylhistidine, 309 gènes mutés, 477t, 664 taux de céruloplasmine observés, 665 Wobble (flottement), 410

X X, chromosome, maladies dégénératives liées au, 769 X, maladies liées au chromosome, diagnostic par RFLP, 460 Xanthine, 336, 336f Xanthine oxydase, 122

déficit associé à l’hypouricémie, 349 Xanthurénate, excrétion lors de carence en vitamine B6, 302, 302f Xénobiotiques définition, 703 métabolisme, 703 enzymes impliquées, 703 phases, 703, 704 pour l’excrétion hors du corps, 703, 704 réactions de conjugaison, 705-707 principales classes, 703 réponse aux antigénicité, 708 carcinogènes, 708 pharmacologie, 707 toxicité, 707, 708, 708f Xénobiotiques, enzyme les métabolisant, effet de facteurs, 708 Xeroderma pigmentosum, étude de cas, 785-786 Xérophthalmie, par déficit en vitamine A, 543, 548t XP. Voir Xeroderma pigmentosum d-Xylose, 140f, 141t d-Xylulose, 140f

l-Xylulose, 141t accumulation lors de pentosurie essentielle, 212

Y YAC (chromosome artificiel de levure), vecteur, 450

Z Z, ligne, 631, 632f Zellweger, syndrome de, (cérébrohépatorénal), 224, 573, 574t Zinc, 560 Zinc, motif en doigt à, 439, 440 Zone pellucide, 603 ZP. Voir Zone pellucide Zwitterions, 20 Zymogènes, 92, 537 dans la coagulation sanguine, 676, 677f et réponse rapide à la demande physiologique, 91

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Lionel Domenjoud est Maître de conférences à l’Université de Nancy 1, traducteur des ouvrages Biochimie (Voet), Précis de génomique (Gibson) et Principes de génie génétique (Primrose) pour les éditions De Boeck Supérieur.

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Murray

Biochimie de Harper

Weil

Rodwell

Botham

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Kennelly

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Murray

Botham

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5 e édition