Le métabolisme

  • Le métabolisme a trait à la construction (anabolisme) et à la destruction (catabolisme) des macromolécules organiques dans les organismes vivants.
  • Le métabolisme est étroitement contrôlé et favorisé par des enzymes et des molécules de signalisation.
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Anabolisme et catabolisme
Le métabolisme inclut tous les processus chimiques qui se produisent dans les cellules d'un organisme vivant. Le métabolisme sous-tend le maintien en vie, ainsi que la croissance et la reproduction. Il est possible de subdiviser le métabolisme en deux catégories : le catabolisme, d'une part, assure la dégradation des molécules chimiques les plus importantes pour produire l'énergie et les composants chimiques nécessaires à la création de structures et de nouvelles cellules. L'anabolisme, d'autre part, est le processus qui permet la construction de nouvelles molécules pour préserver la vie, généralement par un apport en énergie.

La glycogénolyse est un exemple de catabolisme : elle transforme le glycogène en glucose, grâce à des enzymes tels que la . L'inverse, à savoir la synthèse de glucogène à partir du glucose, est donc une voie processus anabolique qui porte le nom de glycogénogénèse et qui est catalysé par des enzymes comme la .

Signalisation et métabolisme
La majorité, si ce n'est pas la totalité, des ces processus chimiques sont catalysés par des enzymes qui viennent modifier la dynamique des réactions. De plus, les processus de réaction chimique sont influencés par des protéines qui favorisent le transport des diverses molécules requises, comme les sucres, les acides gras, les transporteurs d'énergie, etc. De leur côté, nombreuses sont ces protéines qui sont régulées par une cascade de protéines qui jouent un rôle dans ce que l'on nomme une signalisation en cascade. En adaptant les niveaux d'expression des enzymes, les cellules s'adaptent aux variations de la disponibilité des nutriments et des composants chimiques de base essentiels dues aux changements environnementaux. C'est pourquoi de nombreux composants chimiques de base, comme les acides gras, le cholestérol, les sucres, les acides aminés, les ATP et bien d'autres encore, font office de molécule de signalisation. Cela signifie que certaines protéines ont pour rôle de détecter les taux de ces composants chimiques qui ont diminué et de déclencher des changements dans l'expression des protéines pour contribuer, par exemple, à un afflux plus élevé de ces composants dans la cellule.

Un exemple intéressant de protéine participant à la quantification de l'énergie dans une cellule et à des événements de signalisation pour préserver l'homéostasie énergétique, est la qui détecte l'hydrolyse de l'ATP en AMP.

Métabolisme glucidique
Un des principaux composants requis pour préserver la vie et la croissance est le carbone, qui est un composant majeur de la plupart des macromolécules, comme les protéines (acides nucléiques), l'ADN (acides aminés), les lipides, les glucides (tels que les sucres) et plusieurs autres sur lesquelles reposent la vie. Il existe deux sources principales de glucides. Les hétérotrophes s'appuient sur des sources de glucides complexes provenant en définitive des autotrophes, qui utilisent la lumière du soleil ou d'autres sources d'énergie externes et du dioxyde de carbone pour synthétiser des macromolécules constituées de composés glucidiques. Ce processus, appelé fixation du carbone, repose sur la photosynthèse des bactéries et des plantes ou sur des processus chimiques (bactéries chimiotrophes).

La meilleure illustration du métabolisme glucidique des hétérotrophes réside probablement dans la gluconéogenèse, par laquelle du glucose est obtenu à partir de composés organiques (carbonés) simples comme les acides aminés. Les exemples d'enzymes participant à la synthèse du glucose sont la et la .

Voies métaboliques
De nombreux mécanismes hautement complexes ont évolué pour collecter, transférer et stocker de l'énergie à partir de sources différentes, et pour synthétiser les composés nécessaires à la vie à partir de diverses sources pour garantir le maintien de la vie et la procréation. Ces stratégies biochimiques parfaitement définies portent le nom de voies métaboliques. Certaines voies métaboliques sont très protégées chez certaines espèces, allant des bactéries aux mammifères, ce qui indique qu'elles sont apparues très tôt dans l'évolution de la vie.

Quelques exemples de kits de détection ELISA consacrés à d'importantes voies de recherche disponibles sur le site anticorps-enligne.fr : voies des acides aminés et des protéines, avec alanine aminotransferase, et glutamate dehydrogenase, métabolisme glucidique, avec amylase, et métabolismes lipidiques, avec, par exemple, lipoprotein lipase, free fatty acids, et .

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