Glucides
Nucléotides-oses
Vue d'ensemble

Rôles des nucléotides-oses

Les nucléotides-oses interviennent :

• dans l'interconversion entre oses,
• comme donneur d'unités glycidiques lors de :
  • la biosynthèse des osides,
  • la glucurono-conjugaison traitée avec les acides uroniques,

  • 

    la glycosylation des protéines, traitée dans des chapitres spéciaux.

Remarque : l'autre donneur d'unités glucidiques est le dolichol phosphate.

C'est Luis Federico Leloir (1906-1987) qui mit le premier en évidence le rôle de l'UDP-glucose lors de la transformation du glucose en galactose.

Principaux nucléotides-oses

Les nucléotide-oses ou nucléoside-diphospho-sucres sont des composés formés par :

• un ose-1-phosphate, i.e. aldose, et jamais cétose,
• un nucléoside monophosphate-5' lié par l'intermédiaire d'une liaison pyrophosphate (ou phosphoanhydride).

UDP-glucose (UDP-Glc)

1. L'UDP-glucose (UDP-Glc) ou uridine diphosphate glucose, principal nucléotide-ose, à l'origine de la plupart des autres, est obtenu selon la réaction :

$\ce{Glucose-1-P + UTP}$ $\leftrightharpoons$ $\ce{UDP-glucose + P-Pi}$

dans laquelle :

• le glucose-1 phosphate uridyltransférase ou UDP-glucose pyrophosphorylase (EC 2.7.7.9) catalyse la réaction,
• le glucose-1-phosphate provient de la conversion du glucose-6-phosphate par la phosphoglucomatase (EC 5.4.2.2),
• le pyrophosphate (P-Pi) instable est hydrolysé par une pyrophosphatase (EC 3.6.1.-) pour donner 2 Pi, rendant ainsi la réaction irréversible.

2. On peut obtenir tous les autres nucléotides-oses à partir du glucose.

Autres nucléotides-oses

Outre l'UDP-glucose, on trouve d'autres nucléotides-oses.

1. Des UDP-oses sont construits avec l'uridine-diphosphate :

• l'UDP-galactose (UDP-Gal), qui peut aussi s'obtenir par une réaction similaire à celle de l'UDP-glucose par une galactose-1-phosphate uridylyltransférase (EC 2.7.7.12),
• l'UDP-xylose (UDP-Xyl),
• l'UDP-GlcNAc, i.e. UDP-N-acétylglucosamine,
• l'UDP-GalNAc, i.e. UDP-N-acétylgalactosamine,
• l'UDP-GlcA, i.e. UDP-acide glucuronique.

2. Des GMP-oses sont synthétisés avec des guanidine-diphosphates comme :

• le GDP-mannose (GDP-Man), impliqué dans la N-glycosylation,
• le GDP-fucose.

3. Un CMP-ose contient une cytidine monophosphate, i.e. CMP-Neu5Ac, i.e. CMP-acide N-acétylneuraminique.

Remarque : il existe aussi un cytidine-diphosphate, i.e. le CDP-ribitol, le ribitol étant un pentose-alcool issu de la réduction du ribose, et non un ose.

Synthèse des nucléotides-oses

Nous n'aborderons que les grands principes car le sujet est trop vaste et nous verrons quelques exemples au cours des chapitres de biochimie.

En simplifiant, la biosynthèse des nucléosides-oses s'effectue selon trois grands types de réactions.

1. La phosphorylation de l'ose est effectuée par une kinase et utilise 2 NTP, i.e. nucléotide-triprosphate comme l'UTP ( cf. au-dessus) :

$\ce{Ose + NTP}$ $\leftrightharpoons$ $\ce{Ose-P + UTP}$ $\leftrightharpoons$ $\ce{NDP-ose}$

Exemple : Glucose → Glucose-6-P → Glucose-1-phosphate → UDP-glucose

2. Un NDP-ose est produit par un autre NDP-ose selon de multiples voies, i.e épimérisation, oxydation, décarboxylation… :

$\ce{NDP-ose(1)}$ $\leftrightharpoons$ $\ce{NDP-ose(2)}$

Exemples :

• UDP-N-acétylglucosamine → UDP-N-acétylgalactosamine
  
• UDP-N-acide-glucuronique → UDP-xylulose
  

3. Une réaction d'échange de nucléotides peut avoir lieu :

$\ce{NDP-Ose(1) + Ose(2)-1-P}$ $\leftrightharpoons$ $\ce{NDP-Ose(2) + Ose(1)-1-P}$

Exemple : Galactose-1-P + UDP-glucose → Glucose-1-P → UDP-galactose

Remarque : les codes couleurs sont ceux employés pour la nomenclature des glycanes.

Interconversions des oses