Question: Les acides gras monoinsaturés

–Connaitre les grandes bases sur les biomolécules: chapitre des lipides

Dans cette vidéo, j’aimerais répondre à une question qui m’a été posée concernant le catabolisme des acides gras, et plus précisément, au bilan énergétique des acides gras possédant une double liaison, on parle alors d’acide gras mono-insaturé.

Avant d’aller plus loin, je vous ai préparé une fiche récapitulative de synthèse que vous pouvez télécharger gratuitement sous forme de pdf, je vous ai mis le lien sous la vidéo, comme ça, vous pourrez la relire tranquillement avant vos examens pour vous remettre les idées au clair concernant la dégradation des acides gras mono-insaturés.

Si c’est bon pour vous, alors c’est parti !

TITRE : Les prérequis avant cette vidéo.

Alors, j’espère que vous vous rappelez des grands points concernant la bétaoxydation. Si ce n’est pas le cas, sur cette chaîne, je vous ai fais 2 vidéos, la bétaoxydation et la bétaoxydation la suite. C’est au dessus de ma tête.

Allez les voir avant de regarder celle-ci si besoin, je ne vais pas revenir sur tous les détails, je ne veux pas vous faire perdre votre temps.

Par contre, on va récapituler de manière générale les principaux points avant d’arriver à la problématique qui nous intéresse, à savoir, quel est le bilan énergétique pour cette voie avec un acide gras mono-insaturé.

Alors, je vous rappelle que la béta-oxydation se déroule au sein de la matrice mitochondriale, et que avant de rentrer dans cet organite, les acides gras sont activés, ils se forment des acyl-CoA. Puis, la carnitine, qui sert de transporteur d’acides gras à travers les membranes permet l’entrée dans les mitochondries. C’est au niveau du petit rond orange en bas du schéma sur votre écran.

C’est bon, vous me suivez ? je ne vous apprends rien normalement ici, ce sont juste des rappels rapides.

Puis, dans la matrice mitochondriale, vous avez la dégradation des acides gras qui se déroule grâce à un cycle de réactions oxydatives au cours desquelles des unités en 2 carbones sous forme d’acétyl-CoA seront clivés, donc libérés à partir de l’acide gras. Et cela se produira à chaque cycle, vous libérez un nouvel acétyl-CoA qui pourra être transféré et alimenter le cycle de Krebs.

Concernant des acides gras saturés, comme vous avez par exemple en haut à gauche de votre écran, c’est à dire ayant des liaisons simples, vous connaissez toutes les réactions. Or, certains acides gras possèdent une double liaison.

Regardons comment ça se passe.

TITRE : Étude d’un exemple : l’acide oléique

Pour cela, je vais prendre un exemple concret : voici l’acide oléique, avec sa formule semi-développé. Il s’agit d’un acide gras à 18 carbones, et vous voyez qu’il contient une double liaison en position 9. Ici, elle se trouve entre le 9° et 10° carbone.

Alors, dans le programme en ligne reussir-autrement que vous pouvez retrouver sur le site réussir en biologie, je vous développe tout les détails de la thématique des acides gras. Si vous voulez allez plus loin avec moi, rejoignez nous, vous avez tout à y gagner. D’ailleurs, tout dépend du moment ou vous regarderez cette vidéo, mais les inscriptions pour la nouvelle promotion à la rentrée vont se faire très prochainement, donc, venez réserver votre place dès maintenant, beaucoup de choses vous attendent avec de nouveaux cours, de nouveaux exercices, des schémas qui intègrent beaucoup de notions à télécharger, avec un accompagnement personnalisé possible également… bref… j’insiste pas plus, renseignez vous par vous même, ou écrivez moi si vous voulez plus de détails.

Alors, si je reviens à ma molécule, vous avez ici, la double liaison qui se trouve en position 9.

Avant l’entrée dans la mitochondrie, vous avez l’activation de votre acide gras, il devient un acyl-CoA. Voici la formule.

A partir de maintenant, les réactions que je vais vous présenter se réalisent dans la matrice mitochondriale.

Alors le catabolisme de cet acyl-CoA insaturé commence comme celui d’un acyl-CoA saturé.

Je vous dessine maintenant l’acyl-CoA sur fond jaune. Vous avec maintenant la béta-oxydation, qui, je vous le rappelle n’est pas un cycle, mais une hélice ou si vous préférez, une répétition d’étapes identiques, libérant un acétyl-CoA par tour d’hélice. Ces acétyl-CoA sont des briques constituées de 2 carbones.

Vous allez avoir à chaque tour, une diminution de 2 carbones de votre molécule initiale, en l’occurrence pour notre exemple : notre C18 tout en haut sur fond jaune.

Alors, pour cet exemple, s’il n’y avait pas de doubles liaisons, et je le répète ici plus lentement, s’il n’y avait pas ! de liaisons doubles, vous auriez au total : 8 tours libérant 9 molécules d’acétyl-CoA, ainsi que de nombreux autres composés comme du NADH,H+ et FADH2, je ne rentre pas dans le détails ici.

Or, vous avez cette double liaison. En 9° position. Du coup, combien peut-on réaliser de tour avant d’arriver au niveau de cette double liaison ? Et bien, on peut compter doucement ensemble : 1° tour : on forme un C16 + 1 acétyl CoA. 2° tour : on forme un C14 et 1 acétyl coA. 3° tour, vous avez un C12 et 1 acétyl-CoA.

Voici la molécule schématisée sur votre écran. Notre C12, n’hésitez pas à compter les carbones, c’est un bon entrainement ici.

Notre C12 vient donc de subir 3 tours, donc, elle vient de perdre : 6 carbones. Si l’on compte le total, on a bien : 12 carbones, et la double liaison se trouve entre le 3° et 4° carbone.

Puis, à partir de ce composé, qui doit normalement être utilisé dans un nouveau tour, dans la béta-oxydation, et bien, ce n’est pas le cas.

Pourquoi ? regardez, s’il y avait un tour de plus, le voici ici,

La première réaction est une déshydrogénation, par une enzyme l’acyl-CoA déshydrogénase couplée à un FAD oxydé qui devient réduit en FADH2. Vous formez normalement à ce niveau une double liaison, d’isomérie TRANS. Cette double liaison est normalement entre le 2° et 3° carbone. Ça marche pour vous ?

OR, ce n’est pas possible… et vous le voyez normalement sur votre écran, regardez la formule en bas à gauche. Je vous rajoute en bleu la nouvelle liaison qui devrait se former… mais notre enzyme la déshydrogénase à FAD ne peut pas former une cette double liaison entre les carbones 2 et 3, puisque le carbone 3 est déjà lié au carbone 4 par une double liaison. Notre fameuse double liaison qui au départ, dans la molécule tout en haut de votre écran, était en 9° position et qui, par le jeu des tours de la bétaoxydation, juste en dessous, petit à petit est passé en 3° position.

Vous le voyez ?

Et bien, dans le cas des acides gras monoinsaturés, vous allez avoir une réaction spéciale. Une réaction spécifique à ce moment précis.

Regardez, je vous fais de la place sur votre écran.

La réaction est tout simplement un transfert de la double liaison entre le carbone 2 et 3.

Vous avez pour cela, une enzyme, l’acyl-CoA isomérase, qui va permettre de faire passer une double liaison en position cis, à une double liaison en position trans. Le composé passe d’un isomère 3,4 cis en isomère 2-trans.

Voici la formule du composé formé.

La dégradation par la bétaoxydation peut alors reprendre, vous avez une hydratation de la double liaison maintenant entre le carbone 2 et 3. Puis une oxydation de la fonction alcool avec formation de pouvoir réducteur sous forme de NADH,H+. Et enfin une thiolyse, c’est à dire une coupure de votre molécule libérant d’un côté de l’acétyl-CoA, notre molécule à 2 carbones, et de l’autre notre acyl-CoA maintenant à 10 carbones.

Voilà comment la béta-oxydation peut se réaliser lorsque vous avez un acide gras mono-insaturé. A retenir, l’intervention de cette enzyme l’acyl-CoA isomérase.

Mais, si vous avez bien en tête la succession des étapes de la bétaoxydation, il y a une différence importante avec les 4 réactions classiques. Et la différence n’est présente que durant ce tours là, celui que vous avez sous vos yeux.

La réaction faisant intervenir l’enzyme l’acyl-CoA isomérase, fait que vous n’avez pas la réaction de couplage avec un FAD. La double liaison existant déjà, vous n’avez qu’un ‘déplacement’ de cette double liaison. Vous ne fabriquez pas durant ce tour 1 molécule de FADH2.

Et oui, regardez, je vous place notre FAD sur le schéma qui dans le cas d’un tour classique de la bétaoxydation se réduit. IL est là ! pour bien le différencier, il est de couleur bleue sur votre écran. Donc, durant ce 4° tour et uniquement ce 4° tour, pour le bilan que nous allons calculer dans un instant, et bien, il faudra enlever 1 FADH2. C’est ok pour vous ?

PAS DE FADH2 UNIQUEMENT DURANT CE 4° TOUR.

Passons au calcul du bilan énergétique maintenant.

TITRE : CALCUL du bilan énergétique

Au niveau du bilan global pour notre C18 monosaturé.

Vous avez une molécule de FADH2 à enlever sur le global. On va faire ensemble le détail.

Alors, je fais rapidement l’inventaire pour cette molécule à côté du tableau théorique que nous avions vu ensemble dans la vidéo sur la bétaoxydation: l’acide oléique ou oléate, est un AG à 18 carbones, donc 2 X 9 carbones. Le petit n dans la formule est égale à 9.

Il subit donc, 8 tours. Et libère : 9 acétyl-CoA, puis 8 FADH2, puis 8 NADH,H+.

Bien, maintenant, regardons la réaction globale : Notre acide gras non activé + 8 FAD + 8 NAD + 8 CoA-SH + 8 H2O donne 9 acétyl-CoA, plus 8 FADH2, plus 8 NADH,H+.

Regardons en terme d’ATP maintenant, si l’on considère qu’un FADH2 permet la production en moyenne de 2 ATP au niveau de la chaîne respiratoire, qu’un NADH,H+ donne en moyenne 3 ATP et que 1 acétyl-CoA donne 12 ATP….

alors, notre bilan est le suivant : pour les NADH,H+ cela donne : 24 ATP, pour les FADH2, cela donne 16 ATP et pour les acétyl-CoA cela donne : 108 ATP.

Au total vous avez donc une production de 148 ATP.

Mais, vous devez enlever tout d’abord : les 2 ATP pour l’activation de l’acide gras, au tout départ, pour avoir un acyl-CoA.

Et ensuite, vous devez enlever le FADH2 non produit lors du 4° tour de la bétaoxydation, faisant passer la liaison entre le 3° et 4° carbone à la position entre le 2° et 3° carbone.

Cela vous enlève l’équivalent de 2 ATP pour 1 FADH2.

Ainsi, le total est de 144 ATP.

Ça vous va ?

Allez, pour le fun maintenant, imaginez que vous ayez toujours un C18, mais avec 1 double liaison supplémentaire, la plupart du temps, elle se place en 12° position lorsque la première est en 9° position.

Quel serait le bilan en ATP ? Allez, je vous laisse quelques sec pour réfléchir…mettez la vidéo sur pause quelques seconde d’ailleurs, allez y…

Bien, alors, dans le cas d’une double liaison supplémentaire, en position 12 ici, c’est tout simple, on perd de la même manière que précédemment une molécule de FADH2 pour chaque double liaison. Donc, on se retrouve en terme de bilan au même résultat auquel vous enlevez encore 2 ATP. Ainsi le résultat est : 142 ATP.

Voilà les amis, j’espère que vous n’aurez plus de pb des bilans énergétiques des acides gras mono-insaturés maintenant.

2 annonces avant de vous laisser, la première : c’est j’ai réalisé pas mal de petites interviews, d’étudiants, d’ancien étudiants, d’enseignants et quelques surprises, et je continu à en faire, elles se trouvent sur le BLOG du site réussir-en-biologie, je demande aux personnes leurs astuces, leurs méthodes de travail, des recommandations pour réussir ses études, surtout pour des étudiants en premier cycle, et même sortant du BAC. Je pense que ces vidéos et leur contenu peuvent vraiment vous aider, elles sont de bons conseils, allez les voir et n’hésitez pas à les partager à vos amies !

2° annonce, n’oubliez pas de télécharger gratuitement les exercices en biologie cellulaire et biochimie pour vous tester, je vous propose des vidéos complètes de correction avec toutes les explications. Ça me fait plaisir de partager ça avec vous,

Le lien est également sous la vidéo.

Enfin, pensez à télécharger le PDF de cette vidéo !

Je vous dis à très bientôt !

Bonnes révisions !