Le catabolisme des bases puriques correspond à la dégradation de l’adénine et de la guanine en acide urique chez l’homme, tout en générant des intermédiaires réutilisables dans les voies de sauvetage des purines.
Vue d'ensemble du catabolisme des bases puriques
1. Le catabolisme des bases puriques est plus simple que celui des bases pyrimidiques, mais il présente l’inconvénient de conduire à la formation de produits peu solubles.
2. Contrairement aux pyrimidines, qui donnent des composés solubles et métaboliquement réutilisables, les purines ne génèrent pas d’intermédiaires énergétiques majeurs, mais :
s’accumulent chez l’homme et les primates supérieurs sous forme d’acide urique, dont l’accumulation excessive est à l’origine de la goutte (hyperuricémie).
sont oxydées en allantoïne chez d’autres espèces, grâce à l’uricase (urate oxydase), enzyme absente chez l’homme et les autres primates supérieurs.
3. Le catabolisme des bases puriques repose sur l’action coordonnée d’enzymes.
Deux types de réactions interviennent dans ce processus :
Catabolisme de l'AMP et de l'IMP en xanthine
(Figure : vetopsy.fr)
des désaminations,
des oxydations, conduisant progressivement à la formation d’hypoxanthine, de xanthine puis d’acide urique.
Désamination des bases puriques
La première étape de la dégradation des purines est leur désamination hydrolytique, i.e. perte d'un groupe amine ($\ce{-NH2}$), qui varie selon la base purique concernée.
Désamination de l'adénine
1. L'adénine est désaminée lors du passage de l'adénosine à l'inosine, donc au niveau de son nucléoside, et non pas au stade de base purique libre.
2. La désamination spontanée de la guanine dans l’ADN conduit à la formation de xanthine, une base anormale qui peut provoquer des erreurs d’appariement si elle n’est pas éliminée par les mécanismes deréparation par excision de base(BER ou Base Excision Repair).
3. La xanthine formée constitue un intermédiaire central du catabolisme des purines, qui sera ensuite oxydé en acide urique.
Les ions fer oscillent entre les états $\ce{Fe++}$ (ferreux) et $\ce{Fe+++}$ (ferrique), facilitant les transferts d’électrons.
c. Les atomes d'hydrogène extraits du substrat sont transférés au FAD, puis transmis à l’oxygène moléculaire, ce qui conduit à la formation de peroxyde d’hydrogène.
Le catabolisme des bases azotées puriques conduit à la production d'acide urique.
Selon les animaux, les différences dans le devenir de l'acide urique reflètent une adaptation évolutive au milieu de vie, notamment en lien avec l’accès à l’eau et la gestion de l’ammoniac ($\ce{NH3}$), un déchet azoté toxique.
a. Les animaux aquatiques, dits ammoniothéliques, peuvent en effet éliminer facilement l'ammoniac par diffusion, car il est très soluble dans l’eau.
b. Les animaux terrestres se sont adaptés à un milieu plus sec, adaptation qui s’est accompagnée d’une perte progressive d’enzymes impliquées dans ce catabolisme.
Le processus s’arrête alors à l’acide urique, un composé peu soluble, qui est excrété dans l'urine sous forme de cristaux, pouvant donner une consistance pâteuse à l’urine, limitant ainsi la perte d’eau.
Chez les oiseaux et de nombreux reptiles, l’acide urique est excrété sous forme de pâte blanchâtre mélangée aux fèces.
Animaux dits uricotéliques
1. Chez les animaux dits uricotéliques, l'acide urique est excrété dans l'urine.
Cela concerne l'homme et quelques animaux dépourvus d'uricase, i.e. primates, chiens dalmatiens, oiseaux, reptiles uricotéliques, insectes exceptés les diptères.
L'homme n'est pas considéré comme uricotélique au sens strict car le déchet azoté principal excrété est l’urée, produite dans le cycle de l'urée (ou cycle de l'ornithine) à partir de l'ammoniac.
Cela fait de l’homme un uréotélique, comme la majorité des mammifères, même s'il est dépourvu d'uricase.
2. La goutte est provoquée par l'élévation des niveaux d'acide urique qui provoque une précipitation des cristaux d'urate, en général monosodique, dans la synovie des articulations (hyperuricémie).
On a longtemps cru que les dalmatiens ne possédaient pas d'uricase. en raison d’un défaut de transport hépatique de l’urate et non d’un manque d’uricase.
Remarque : chez les reptiles et les oiseaux, la majeure partie de l'acide urique excrété ne provient pas du catabolisme des purines, mais est synthétisée de novo pour éliminer l'ammoniac, ce qui permet à ces animaux d'économiser l'eau.
Animaux non uricothéliques
1. De nombreux mammifères, les diptères et les gastéropodes possèdent une enzyme, l'uricase ou urate oxidase (UO), EC 1.7.3.3, contenue dans les peroxisomes, qui transforme l'acide urique en allantoïne (5-uréidohydantoïne ou glyoxyldiuréide).
a. La première réaction est une oxydation nécessitant cette enzyme :
réactions d'oxydoréduction).
