Définition
Métabolisme
L'ensemble des transformations chimiques et biologiques qui s'accomplissent dans l'ensemble des cellules d'un organisme vivant.
Cholestérol
Une molécule organique appartenant à la famille des lipides, essentielle pour la structure des membranes cellulaires et la synthèse de certaines hormones.
Voie de biosynthèse
Ensemble des réactions biochimiques par lesquelles une cellule synthétise une substance complexe à partir de précurseurs simples.
Les précurseurs et étapes initiales de la synthèse du cholestérol
La synthèse du cholestérol commence dans le cytoplasme des cellules de l'organisme, principalement dans le foie, les intestins, les glandes surrénales et les gonades. Le précurseur principal est l'acétyl-CoA, qui est produit au cours du métabolisme des glucides, lipides et protéines. En présence d'ATP et de NADPH, l'acétyl-CoA subit une série de réactions pour former le HMG-CoA (3-hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA).
Conversion du HMG-CoA en mévalonate
Une enzyme clé, la HMG-CoA réductase, catalyse la conversion du HMG-CoA en mévalonate, en utilisant NADPH comme cofacteur. Cette étape irréversible est la cible de nombreux médicaments hypolipidémiants tels que les statines. La régulation de la HMG-CoA réductase détermine la vitesse de la synthèse du cholestérol et est soumise à plusieurs mécanismes de régulation, y compris le contrôle transcriptionnel et la dégradation protéolytique.
Formation du squalène et du lanostérol
Le mévalonate subit plusieurs phosphorylations et décarboxylations successives pour donner naissance à l'isopentényle phosphate, une unité isoprène activée. L'assemblage de six unités d'isoprène conduit à la formation du squalène, une molécule linéaire de 30 atomes de carbone. Le squalène est ensuite converti en lanostérol à travers une série de réactions enzymatiques qui comprennent la cyclisation du squalène, processus médié par l'enzyme squalène epoxidase, et plusieurs autres réactions.
Conversion du lanostérol en cholestérol
La conversion du lanostérol en cholestérol implique une série complexe d'enzyme-catalysée réactions de déméthylation, réduction et isomérisation qui transitent par des intermédiaires tels que le zymostérol, le desmostérol, et finalement le cholestérol. Cette transformation se produit principalement dans le réticulum endoplasmique des cellules hépatiques.
Régulation de la biosynthèse du cholestérol
La synthèse endogène du cholestérol est régulée par le mécanisme de rétrocontrôle négatif. Lorsque les niveaux de cholestérol cellulaire sont élevés, la transcription de l'HMG-CoA réductase est réduite. De plus, les niveaux de cholestérol influencent la quantité de l'enzyme à travers la dégradation régulée par l'ubiquitin-protéasome. Des facteurs hormonaux comme l'insuline et le glucagon, ainsi que des signaux nutritionnels, influencent également cette voie biosynthétique.
A retenir :
La synthèse du cholestérol est un processus complexe qui débute avec l'acétyl-CoA comme précurseur principal. Le rôle central de la HMG-CoA réductase dans ce processus en fait une cible critique pour la régulation du cholestérol et le traitement pharmaceutique des hypercholestérolémies. La transformation du mévalonate en cholestérol implique une série d'étapes enzymatiques structurées autour de la production et de la modification d'unités isopréniques, la formation du squalène et la conversion finale du lanostérol en cholestérol. La compréhension de ces mécanismes offre des perspectives notamment dans la régulation pharmacologique du métabolisme des lipides.
