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Les lipides et dérivés Partie 3 : Les lipides complexes Les glycérophospholipid

Les lipides et dérivés Partie 3 : Les lipides complexes Les glycérophospholipides - Les sphingolipides Isabelle Hininger-Favier Année universitaire 2011/2012 Université Joseph Fourier de Grenoble - Tous droits réservés. UE1 : Biochimie Glycérol : glycérophospholipides Sphingosine :sphingolipides B A S E Les lipides complexes sont des hétérolipides Ils contiennent des groupes : phosphate, sulfate ou glucidique Caractéristiques Structure : Glycérol estérifié : en sn1,et sn2 : Par des acides gras longs (>14C) sn1 :souvent saturé stéarique (C18:0) sn2 souvent insaturé (C18:1; C20:4,6) en sn3 : Par de l’ acide phosphorique lié ou non à un aminoalcool 3.1. Les glycérophospholipides Ce sont des PHOSPHOLIPIDES X= Aminoalcool (serine,éthanolamine,choline) CH2-O-R1 I -CH 0- I I CH2-O. P- 0H ou X I 0H R2- Constituant majeur des membranes anion Les alcools aminés Charge : -neutre (Zwiterion) : choline, ethanolamine - négative : acide phosphatidique, sérine Phosphatidylcholine Au pH du sang (7,35 - 7,45) les glycerophospholipides sont ionisés Molécules amphiphiles : • rôle fondamental dans la constitution des membranes biologiques Propriétés des Glycérophospholipides (1) Tête hydrophile queues hydrophobes Molécules amphotères : une fonction acide (apportée par H3PO4) une fonction basique apportée par l‘alcool aminé Molécules hydrolysables Chimique Biologique : enzymatique (Phospholipases) Propriétés des Glycérophospholipides (2) Phospholipase A2 + Phospholipase C Phospholipase D Choline, serine, inositol, ethanolamine O- R1 (saturé) C O O H2C C H - O- O II C R2 - (souvent acide arachidonique) H2C O P-O O Phospholipase A1 Il existe 4 phospholipases spécifiques A1, A2, C et D : PGs;LTs PAF (Platelet Activating Factor ou Facteur Activant les Plaquettes) R-acyle lysophospholipides + inositol 3 P (IP3) Diacylglycérol (DAG) + Alcool aminé Acide phosphatidique Les phospholipases (1) L’acide phosphatidique (2) La phosphatidylcholine (3) La phosphatidylétanolamine (4) Le phosphatidylinositol (5) La phosphatidylsérine (6) Les lysophospholipides (7) Les plasmalogènes (8) Les cardiolipines P H O S P H A T I D E S Les Familles de Glycérophospholipides Squelette : diacylglycérol,sn 3 phosphate Rôles biologiques : -intermédiaire de la synthèse des TAG et des autres classes de glycérophospholipides - précurseur des cardiolipines Au pH sanguin (7,35 - 7,45) les 2 fonctions acides sont ionisées. 1 - L’acide phosphatidique Les phosphatides Phosphatidate lié à : Nature de l’alcool Nom du groupe choline HO-CH2-CH2-N+-(CH3) Phospatidylcholine éthanolamine HO-CH2-CH2-NH2 Phosphatidylétanolamine sérine HO-CH2-CH-COOH I NH2 Phosphatidylsérine Inositol Phosphatidylinositols O H O H O H O H O H O H Formés après estérification de l’ac phosphatidique par un alcool Selon l'alcool qui estérifie l’acide phosphatidique on obtient quatre classes différentes Pour les nommer on considère en fait uniquement la nature de la tête polaire de la molécule, et on fait abstraction des possibilités de chaînes acyles différentes de la partie hydrophobe. 2 - Phosphatidylcholines (3-sn-phosphatidyl) choline ou 1,2 –diacyl sn -glycérol-3 phosphoryl choline Pour en savoir plus sn1: principalement 16:1 sn2 : principalement : 18:1 & 18:2,6) Au PH physiologique : charge neutre (Zwitterion) 2-Phosphatidylcholines : rôles biologiques - Le plus abondant des phospholipides membranaires (couche externe) - Réserve de choline (transmission nerveuse) - Réserve de groupements méthyles (-CH3) - rôle particulier du dipalmitoyl-phosphatidylcholine surfactant pulmonaire son absence chez les prématurés:syndrome de détresse respiratoire Pour en savoir + Autrefois appelées : lécithine Sources : jaune d’œuf, cervelle ; complément alimentaire Largement utilisé dans l’industrie agro-alimentaire (émulsifiant) 2-Phosphatidyléthanolamine • (3-sn-phosphatidyl) éthanolamine 1,2 –diacyl sn -glycérol-3 phosphoryl éthanolamine Charge neutre au PH physiologique Pour en savoir plus Composition : sn2: riche en acide arachidonique (C20:4 w6) et en DHA (C22:6,w3) Abondants dans la couche interne des membranes Alcool aminé= éthanolamine 4 - Phosphatidylsérine • (3-sn-phosphatidyl)sérine Présentes dans les tissus nerveux (dans la gaine de myéline) Composition sn2 : cerveau : DHA (C22:6,3) 1,2 –diacyl sn -glycérol-3 phosphoryl sérine  Charge négative au PH physiologique * * 5 - Phosphatidylinositol (3-sn-phosphatidyl) inositol *L’inositol peut être phosphorylé en C3, C4 et C5 : - Charge négative - Phosphatidylinositol 4,5 bisphosphate (PIP2) : rôle important 5 – Phosphatidylinositol : Rôles biologiques Phospholipides important du cerveau 80% d’une seule molécule - sn1-stearoyl, sn-2-arachydonoyl-sn-glycerolphosphorylinositol - principale source d’acide arachidonique charge négative : ancrage protéines non membranaires intéractions non spécifiques Source de IP3 (inositol 1,4,5 triphosphate) • après action de PLC • IP3 fortement polaire :hydrosoluble • second messager important dans la transmission de signaux cellulaires G G PLC Ligand PIP3 IP3 DAG Reticulum Endoplasmique Ca2+ Ca2+ Ca2+ PKC Ca2+ PIP2 1 2 3 4 5 6 Phosphorylation de protéines action biologiques Déclenchement d’effets biologiques PIP2 (phosphatidyl 4,5-biphosphate) IP3 (inositol 1,4,5-triphosphate ) DAG (diacylglycérol ) PIP : Rôle dans la transmission de signaux moléculaires Le diacyglycérol (DAG) P.K.C. activée Phosphorylations spécifiques Feuillets internes de la membrane Membrane plasmique PLA2 + Lysophosphatides. + acide arachidonique Phospholipides Actions biologiques Plaquettes, macrophages mastocytes Phospholipides DAG PHOSPHOLIPASE C (2nd messager) 1er messager + Actions biologiques inflammation PAF Eicosa- noides (Voir Ch.IV) 6 - Lysophosphatides Formés après action d’une phosphalipase A sur un phospholipide Préfixe « lyso » = déacyl Ex : la lysophosphorylcholine + CH3 CH3 CH2-O-C-R I HO-CH I CH2-O-P-O-CH2-CH2-N O II CH3 I O- II O Rôles Biologiques : Intermédiaires du métabolisme des glycérophospholipides Phosphorylcholine PLA2 Le-PAF (platelet activating factor) CH3 CH3 H2C-O-CH2-CH2-(CH2)13-CH3 I H3C-C-O- CH I CH2-O-P-O-CH2-CH2-N+ CH3 I O- II O II O Plus hydrosoluble qu’un glycérophospholipide classique Rôle biologique : Activateur de la PLC 1-O-alkyl-2-acétyl-sn-glycéro-3-phosphocholine Métabolisme du PAF inactif Pour en savoir plus : Le cerveau possède plusieurs PAF-acétyl hydrolase CH3-CO-SCoA CH3-COOH CH3-CO- Actif 1-alkyl-2-acyl-sn-glycéro- 3-phosphorylcholine Effets physiologiques du PAF • Provoque une agrégation plaquettaire • Contraction des fibres lisses (bronches, utérus) • Vasodilatateur puissant (hypotension) • Réactions inflammatoires : – Chimiotactisme des éosinophiles, neutrophiles et monocytes – ↑Perméabilité vasculaire, œdème • Pour en savoir plus Recherche pharmaceutique : antagonistes du PAF Antagonistes naturels : Terpènes végétaux (ginko biloba) benzodiazépines . 7 - Les Plasmalogènes Principaux plasmalogènes : Plasménylcholine, plasményléthanolamine H2C-O-HC=CH-(CH2) 13-CH3 I R2-C-O-CH O II I II O CH2O-P-O-choline ou- éthanolamine I O- Lipides-éther : Liaison éther avec alcool vinylique sur sn-1 Liaison éther sur sn1 Localisation : tissus à hautes densité respiratoires Pour en savoir plus cerveau et muscle (cœur : riche en plasménylcholine) Macrophages Cellules de la glande thyroïde 8- Cardiolipides ou cardiolipines Phosphatidylglycérol Acide phosphatidique 3a 2a 1a C C C C C H H H H H O O O O O P O O R 1 R 2 Acide phosphatidique 3b 2b 1b C C C C C H H H H H O O O O R 3 R 4 P O O O 3’ 2’ 1’ O C H 2 C H O H C H 2 O Diphosphatidylglycérol Pour en savoir plus • Isolé la première fois du tissu cardiaque • Essentiellement AGE :acide linoléique • Phospholipase D agit préferentiellement sur C3’ ac phosphatidique + Phosphatidylglycerol • Localisation : Constituants important des membranes mitochondriales 3.2 - Les sphingolipides A) Les sphingomyélines B) Les sphingoglycolipides S P H Y N G O S I N E Les sphingolipides Ceramides Sphingosine Acide gras phosphatidylcholine DAG SPHYNGOMYELINE « PHOSPHOLIPIDES » SPHINGOGLYCOLIPIDES Cérébrosides Oligosylceramides gangliosides « GLYCOLIPIDES » Ose (glu,gal, ac sialique) La sphingosine La sphyngosine Alcool primaire Alcool secondaire 3 2 18 4 5 1 O H C H 2 C H C H O H N H 2 Pour en savoir plus : Sphingosine : majoritaire chez les animaux (90% des sphingolipides) - phytoshingosine (végetaux) : 4-OH sphinganine Acide gras Précurseur : sphinganine (forme saturée), synthétisée à partir du palmitoyl CoA et de la sérine Spingosine : diol-amine à 18 atomes de carbone ; 1 double liaison trans (C4) diol-amine Caractéristique : Alcool secondaire (jamais substitué) Alcool primaire(fixe phosphoryl choline ou un ose amine Céramides (ou acylsphingosine) Après fixation d’un acide gras à longue chaîne (C16 à C24) sur le groupement amine de la sphingosine Fonction alcool primaire et secondaire libres Les céramides ont une double origine anabolique : synthèse de novo catabolique : ils sont produits par hydrolyse des sphygomyélines (enzyme : sphingomyélinases) et des glucosylcérébrosidases Exemple de céramide (ou acylsphingosine) Liaison amide Acide lignocérique (C24:0) + Céramides : propriétés Lipides complexes , précurseur des sphingolipides Epiderme : lipides majoritaires du stratum corneum Maintien de la cohésion cellulaire et contrôle l’hydratation de la peau Pathologies : peau sèche atopique , psiorasis, sphingolipidoses Signalisation cellulaire - apoptose - différentiation et prolifération cellulaire - microdomaines membranaires et interactions Pour en savoir plus Intérêt cosmétiques : des laboratoires cosmétologiques présents en pharmacie possèdent des brevets sur des céramides indiqués dans le traitement des peaux sèches atopiques A) Sphyngomyéline céramide lié par son alcool primaire à la phosphocholine Acides gras (souvent acide lignocérique (C24:0). Sphyngosine Au pH du sang la molécule est ionisée Sphingomyéline : Rôles biologiques • Phospholipide majeur des membranes • En quantité importante dans le cerveau, le tissu nerveux (gaines de myéline) et de la cornée (œil) Cerveau : • Matière grise : C18:0 (stéarique) • Substance blanche : (C24 :0; C24:1) • Rôle dans la transduction cellulaire et activité neuronale Rq : Absent dans les végétaux et les micro-organismes Glycosyles liés au C1 d’un céramide par sa fonction réductrice UDP-Galactose Galactosylcéramides ou Cérébrogalactosides UDP-G =uridine Diphospho-Glu ou Gal b) uploads/Litterature/ expo 2 .pdf