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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
INSTITUT NATIONAL DE FORMATION SUPERIEURE PARAMEDICALE
CONSTANTINE
BIOCHIMIE DES ET
AMINOACIDOPATHIES
PAR DR H.BOUMECHRA
Année universitaire : 2014-2015
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PLAN DU COURS
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
INTRODUCTION.
RAPPEL SUR LES ACIDES AMINES.
AMINOACIDOPATHIES.
ETUDE DE QLQ AMINOACIDOPATHIES
1. LIEES AUX AA AROMATIQUES.
1.1. HYPERPHENYLALANINEMIES.
1.2. TYROSINEMIES
1.3. ANOMALIES DU METABOLISME DE Trp.
2. LIEES AUX AA BRANCHES.
3. LIEES AUX AA SOUFRES.
EXPLORATION ET DIAGNOSTIC DES AAPATHIES
1. CONDITIONS DE PRELEVEMENT.
2. TESTS D’ORIENTATION.
3. DOSAGE DES AA.
4. DOSAGE DE L’ACTIVITE ENZYMATIQUE.
5. DIAGNOSTIC MOLECULAIRE.
CONCLUSION.
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I. INTRODUCTION
Depuis plusieurs décennies, les maladies héréditaires du métabolisme ont acquis une place de plus
en plus importante dans la pathologie pédiatrique et fœtale.
Elles sont dues à des mutations des gènes codant pour des protéines impliquées dans les voies
métaboliques (enzymes, protéines de structure ou de transport).Ceci induit des taux anormaux des
métabolites et l’apparition des signes cliniques. Parmi ces diverses maladies héréditaires ; les
aminoacidopathies.
II. RAPPEL SUR LES ACIDES AMINES
1.
Structure
Les AA, unités monomériques des protéines, sont des acides alpha-aminés qui possèdent :
Une fonction acide carboxylique COOH.
Une fonction amine primaire NH₂.
Un radical R : partie variable.
Il existe 20AA, appelés AA naturels ou standards, qui forment les différentes protéines connues, ils
sont codés par l’ADN et incorporés dans la protéine lors de la traduction.
2.
Classification
Les AA sont classés en fonction de la nature de la chaine latérale en 7 groupes :
AA aliphatiques : Gly, Ala, Val, Leu, Ile, Sér, Thr, Cys, Met.
AA aromatiques : Phé, Trp, Tyr.
AA soufrés : Cys, Met.
AA hydroxylés : Sér, Thr.
AA dicarboxyliques et leurs amines (acides): Glu, Asp, Gln, Asn.
Acide alpha-iminé : Pro.
AA diamines (basiques) : Arg, Lys, His.
3.
Métabolisme
Le métabolisme des AA comprend :
Catabolisme : qui a lieu en deux temps :
1. Enlèvement de l’azote aminé et son élimination sous la forme d’urée et de NH₄⁺.
2. Catabolisme du radical carboné.
Synthèse :
1. 8 AA sont indispensables et doivent être apportés par l’alimentation : Leu, Thr, Met, Val, Ile,
Lys, Phé et Trp (le(Leu) très(Thr) lyrique(Lys) Tristan(Trp) fait(Phe) vachement(Val)
méditer(Met) Iseut(Ile)).
2. Les 12 autres AA peuvent être synthétisés chez l’homme à partir de certains AA
indispensables ou à partir des intermédiaires métaboliques.
III. AMINOACIDOPATHIES
Définition :
Groupe d’erreurs innées du métabolisme des AA liées à une anomalie biochimique génétiquement
déterminée. Ces sont des affections rares, transmises le plus souvent selon le mode autosomique
récessif et qui peuvent être classées en deux grandes classes :
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1. AApathies par anomalie de transport membranaire : atteignant les membranes rénales,
hépatiques, enterocytaires ou intracellulaires (lysosomes et mitochondries).
2. AApathies par enzymopathies : déficit enzymatique touchant une étape du catabolisme. En
fonction de la localisation de l’enzyme appliquée, l’AApathie se traduit par l’accumulation des
AA et /ou des intermédiaires métaboliques.
Les symptômes cliniques sont dus aux effets toxiques de l’AA ou des intermédiaires métaboliques
accumulés dans le plasma ou encore à un défaut d’épuration d’une substance toxique : NH₃.
IV. ETUDE DE QUELQUES AMINOACIDOPATHIES
a. AA aromatiques
Plusieurs pathologies, qui touchent les trois AA(Phé, Tyr et Trp),les hyperphénylalaninémies sont
les aminoacidopathies les plus fréquentes.
a.1. Les hyperphénylalaninemies
Phénylcétonurie classique(PCU)
AApathie, entrainant l’accumulation de Phé dans le plasma et le cerveau, due à un déficit d’une
enzyme hépatique : phénylalanine hydroxylase, qui catalyse la transformation de la phénylalanine en
tyrosine.
Physiopathologie
Clinique
Les premiers signes n’apparaissent qu’à 3-4
3 mois après la naissance :
Encéphalopathie grave, toujours réversible.
Retard mental sévère irréversible.
Troubles du comportement : épilepsie, psychoses, hyperactivité, autisme,
schizophrénie….etc.
Hypopigmentation globale : yeux clairs, peau pale, cheveux blonds.
Odeur caractéristique des urines : odeur de souris.
Biologie
Taux de Phé ˃ 200mg/l (VN : < 40mg/l).
Excrétion excessive d’acide phénylpyruvique et ses dérivés dans les urines.
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Traitement
Un régime exempt de Phé entrepris à temps permet d’éviter les signes neurologiques.
Hyperphénylalaninemie atypique.
Hyperphénylalaninemie néonatale.
Hyperphénylalaninemie maligne.
a.2. Anomalies du métabolisme de Trp
Maladie d’HARTNUP.
Maladie de langes bleus.
Tryptophanurie congénitale.
a.3. Tyrosinémies
b. AA branchés
La valine, leucine et isoleucine sont des acides aminés essentiels dits branchés car ils possèdent un
radical R ramifié. Leur catabolisme se distingue du reste des acides aminés par sa localisation extra
hépatique.
Plusieurs déficits enzymatiques peuvent toucher cette voie, donnant lieu à des maladies
métaboliques dont la plus connue est la leucinose.
LEUCINOSE : Maladie des urines a sirop d’érable
Anomalie du catabolisme des AA branchés, due à un déficit en BCKDH (déshydrogenase des acides
alpha- cétoniques branchés), qui aura comme conséquences :
Accumulation de Val, Leu et Ile.
Apparition de l’allo-isoleucine,
isoleucine, diastéréoisomére de la leucine, dans le sang et les urines :
pathognomonique de la leucinose.
Clinique
Elle se manifeste sous deux formes :
Forme sévère : encéphalopathie néonatale progressive, léthargie, somnolence, œdème
cérébral, coma et décès..
Forme modérée : retard psychomoteur, atteinte neurologique, décompensation acidoacido
basique.
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Biologie
Sujet normal
10 -50mg/L
15 - 50mg /L
5- 30mg/l
leucinose
˃260mg /L
80 – 100mg/l
30 – 70mg/l
Leucine
Valine
Isoleucine
Traitement
Régime dépourvu en AA branchés.
Insulinothérapie, hémofiltration et dialyse péritonéale.
c. AA soufrés
Le groupe des AA soufrés, formé par la Met, Cys, Hcy et taurine, se distingue des autres AA par leurs
caractéristiques structurales et métaboliques.
Des erreurs innées de ce métabolisme sont nombreuses et bien identifiées. Les plus fréquents sont :
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Homocystéinurie classique
Maladie héréditaire due à un déficit en cystathionine B- synthase.
Clinique: aspect marfanoide, thrombose, luxation de cristallin, déformation squelettique et
ostéoporose.
Biologie : - Augmentation de l’homocystéine sanguine et urinaire.
- Hyperméthioninémie.
Traitement : apport en vitamines B6 ; B9 et B12.
Homocystéinurie sans acidurie méthyl malonique
Maladie héréditaire due à un déficit en méthionine synthase.
Clinique : vomissements, retard de croissance staturo-pondéral et du développement psychomoteur.
Biologie : - Augmentation de l’homocystéine sanguine et urinaire.
- Méthionine normale ou basse.
- Absence d’acidurie méthyl- malonique.
Traitement : administration en IM puis peros de l’OH Cobalamine.
Homocystéinurie variant
Maladie héréditaire due à un déficit en MTHF Réductase.
Clinique : retard mental, psychose, microcéphalie, thrombose, convulsion.
Biologie : - Augmentation de l’homocystéine sanguine et urinaire.
- Hypométhioninémie.
- Diminution du MTHF plasmatique et urinaire.
Traitement : apport à forte dose de bétaine avec supplémentation en Met, B12, B9 et PLP.
Académie méthyl malonique – Homocystéinurie
Cystinose
V. Exploration et diagnostic des AApathies
1. Conditions de prélèvement
Prélèvement sanguin de préférence sur tube hépariné.
Jeun de 12H doit être observé. Pour le nourrisson, il doit être effectué loin possible de la prise
de biberon.
Le prélèvement doit être rapidement centrifugé et conservé par congélation.
Les analyses urinaires s’effectuent sur des urines de 24H et rendues en fonction de la
créatinine.
2. Tests d’orientation
Ces tests permettent un dépistage rapide. Ils sont réalisés sur des urines matinales fraiches.
==˃ Odeur des urines
Odeur de souris : PCU.
Odeur de sirop d’érable : LEUCINOSE.
Odeur de choux bouilli : Tyrosinémie de type 1.
==˃ Réactions chimiques :
La plus utilisée est la réaction de PHENISTIX : test au FeCl₃ qui détecte les acides alpha-cétoniques.
- Coloration vert fugace : PCU ou TYROSINEMIES
- Coloration bleue : LEUCINOSE.
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3. Dosage des AA
Dosage quantitatif par HPLC
L’HPLC sur résine échangeuse d’ions, méthode de référence, permet la séparation et le dosage des AA
élués par coloration avec la Ninhydrine à chaud en sortie de la colonne et lecture
spectrophotométriques à 570nm pour tous les AA sauf la proline et l’hydroxyproline pour lesquels on
effectue une lecture à 440nm.
Dosage spécifiques
==˃ phénylalanine
Méthode de Mccaman et Robin : Cette méthode est basée sur la formation d’un composé
fluorescent lorsqu'on chauffe la Phé à Ph 5.8 en présence de Ninhydrine et d’un dipeptide
(L-leu-Ala) :
Phé + NINHYDRINE ======˃ HYDRINDANTIN + CO₂+ PHENYLACETALDEHYDE+ NH₃.
PHENYLACETALDEHYDE + L – Leu-Ala ======˃ BASE DE SCHIFF +H₂O.
BASE DE SCHIFF + NINHYDRINE======˃ 5-(O-CARBOXYPHENYL)-5-HYDROXY-3-phényl-1(LEYCYL-ALANINE)-2-PYRROLINE-4-ONE**+ H₂O.
Méthode à la Quantase : méthode enzymatique à la phénylalanine déshydrogénase.
==˃ Tyrosine
Tyr + a- nitrosonaphtol + nitrites =====˃ coloration jaune.
4. Dosage de l’activité enzymatique
La recherche d’un défaut de l’activité enzymatique permet de confirmer le diagnostic.
Effectué sur fibroblastes, leucocytes, biopsie hépatique.
5. Diagnostic moléculaire
L’analyse génétique prend de plus en plus d’importance, par l’identification des mutations et la
confirmation de diagnostic.
Exemple : plus de 500 mutations décrites pour le gène de la phénylalanine hydroxylase, situé sur le
chromosome 12.
VI. Conclusion
Les aminoacidopathies, erreurs innées du métabolisme, font partie des maladies orphelines, souvent
graves et délétères.
Un diagnostic précoce et l’instauration d’un traitement sont nécessaires pour une vie quasi- normale.
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