Termes clés

• catabolisme : Métabolisme destructeur, comprenant généralement la libération d’énergie et la dégradation des matériaux.
• Acide cétonique : Tout acide carboxylique qui contient également un groupe cétone.
• désamination : L’élimination d’un groupe amino d’un composé.

Les voies métaboliques doivent être considérées comme poreuses, c’est-à-dire que les substances entrent par d’autres voies et que les intermédiaires partent pour d’autres voies. Ces voies ne sont pas des systèmes fermés. De nombreux substrats, intermédiaires et produits d’une voie particulière sont des réactifs d’autres voies. Les protéines sont un bon exemple de ce phénomène. Elles peuvent être décomposées en leurs acides aminés constitutifs et utilisées à diverses étapes de la voie du catabolisme du glucose.

Les protéines sont hydrolysées par une variété d’enzymes dans les cellules. La plupart du temps, les acides aminés sont recyclés dans la synthèse de nouvelles protéines ou sont utilisés comme précurseurs dans la synthèse d’autres molécules biologiques importantes, comme les hormones, les nucléotides ou les neurotransmetteurs. Cependant, en cas d’excès d’acides aminés, ou si l’organisme est en état de famine, certains acides aminés seront shuntés vers les voies du catabolisme du glucose.

Chaque acide aminé doit avoir son groupe amino retiré (désamination) avant l’entrée de la chaîne carbonée dans ces voies. Lorsque le groupe amino est retiré d’un acide aminé, il est converti en ammoniac par le cycle de l’urée. Les atomes restants de l’acide aminé donnent un cétoacide : une chaîne carbonée avec un groupe cétone et un groupe acide carboxylique. Chez les mammifères, le foie synthétise l’urée à partir de deux molécules d’ammoniac et d’une molécule de dioxyde de carbone. L’urée est donc le principal déchet des mammifères produit à partir de l’azote provenant des acides aminés ; elle quitte l’organisme dans l’urine. L’acide cétonique peut alors entrer dans le cycle de l’acide citrique.

Lorsqu’ils sont désaminés, les acides aminés peuvent entrer dans les voies du métabolisme du glucose sous forme de pyruvate, d’acétyl CoA, ou de plusieurs composants du cycle de l’acide citrique. Par exemple, l’asparagine et l’aspartate désaminés sont convertis en oxaloacétate et entrent dans le catabolisme du glucose dans le cycle de l’acide citrique. Les acides aminés désaminés peuvent également être convertis en une autre molécule intermédiaire avant d’entrer dans les voies. Plusieurs acides aminés peuvent entrer dans le catabolisme du glucose à plusieurs endroits.