ATP, NAD, FAD, Acéthy-coenzyme A et production de l'énergie. Comparaison des structures et fonctions
NAD، NADH، FAD، FADH2،Acetyl-coenzyme A، ATP. مقارنة للبنيات و الأدوار


Les NAD, NADH, FAD, FADH2, Acétyl-Coenzyme A, ATP.
Quelles sont ces molécules dont on rencontre fréquemment en Biochimie et dont ne sait sur elles que le nom abrégé? De quelle nature sont-elles ?
. Pourquoi, elles sont si importantes ? Peuvent-t-elles nous renseigner sur l'apparition de la vie et l'évolution qui en a suivi ? Ce qu'on connaît mieux de l'ATP, c'est qu'elle peut libérer de l'énergie qui se transforme d'un état chimique à un état thermique ou mécanique. On sait bien que l'ATP intervient dans la phosphorylation de certaines molécules dans un processus appelé activation rendant les molécules activées prisonnières d'un compartiment cellulaire précis


ATP, NAD, FAD & Acétyl-Coenzyme A. Structure et fonction (Fr):



Si le degré de phosphorylation de ces molécules est insuffisant, les molécules non phosphorylées peuvent s'accumuler et créer des désordres métaboliques. C'est le cas de la phosphorylation du glucose par une hexokinase hépatique qui lorsqu'elle fait défaut crée le diabète par accumulation de glucose non phosphorylé. Quant aux molécules NAD (nicotinamide adénine dinucléotique) et FAD (flavine adénine dinucléotide), on peut dire qu'elles assurent le rôle de transporteurs de protons H+. C'est pour cela qu'elles existent sous une forme oxydée et une forme réduite. Leur champ d'action est l'oxydo-réduction. Lorsqu'il s'agit de transporter d'autres atomes ou groupes chimiques comme l'acétyle, il n'y a pas mieux que le coenzyme A (A réfère ici à l'adénosine) qui sous forme acétyl-coenzyme A transporte l'acétyle (2 C) pour le placer sur l'oxaloacétate (4 C) dans le cycle de Krebs. Si on examine toutes ces molécules on trouve les traces de l'ARN. Ce n'est ni l'ADN, ni les protéines ou autres molécules ! Ceci nous ramène à l'hypothèse du monde à ARN (RNA World ) selon laquelle l'acide ribonucléique (ARN, RNA) serait le précurseur de toutes les macromolécules biologiques et particulièrement de l'ADN et des protéines. Cette hypothèse permet une explication de l'apparition des différentes fonctions biologiques qui étaient à l'origine de la vie. Ceci est d'autant probable que les ARN peuvent catalyser des réactions biochimiques, comme le font les enzymes (voir la notion de ribozymes). En effet l'ARN peut facilement se replier et former des sites actifs comme il est courant chez les enzymes !!


NAD، NADH، FAD، FADH2، Acetyl-coenzyme A (أسيتيل تميم الأنزيم )، ATP.
ما هي هذه الجزيئات التي كثيرا ما ذكرت في الكيمياء الحيوية (البيوكيمياء) والتي لا يعرف عنها إلا اسمها المختزل القصير؟ إلى أي جزيئات تنتمي؟ لماذا هي في غاية الأهمية؟ يمكن لهاته الجزيئات أن تنورنا عن أصل الحياة والتطور الذي أعقب؟ كل ما نعرف عن ATP، أنها تتدخل في فسفرة جزيئات معينة، في عملية تسمى التنشيط و التي تجعل الجزيئات المنشطة حبيسة موقع معين في الخلية كالسيتوبلازم. إذا كانت درجة الفسفرة غير كافية، يمكن لجزيئات الجليكوز غير المفسفرة في الكبد (في حالة خلل في أنزيم جليكوكيناز) أن تتراكم وتخلق إضطرابات أيضية وخيمة العواقب. هكذا يؤدي انخفاض فسفرة الجليكوز إلى مرض السكري عن طريق تراكم الجلكوز غير المفسفر في الدم. أفضل ما نعرفه عن ATP هو إنتاجه للطاقة التي تحول من حالة كيميائية إلى حالة حرارية أو ميكانيكية. أما بالنسبة للجزيئات NAD (ثنائي النكليوتيد بالنيكوتيناميد و الأدينين) و FAD (ثنائي النكليوتيد بالفلافين و الأدينين)، فهي تتدخل في نقل بروتونH + من جزيئ إلى آخر و هذا هو السبب في وجودها في شكل مأكسد و شكل مختزل. مجالها هو الأكسدة و الاختزال. عندما يتعلق الأمر بنقل ذرات أخرى أو مجموعات كيميائية مثل الأسيتيل، فإن أفضل مثل في هذا المجال هو الكوأزيم أ (A يشير هنا إلى الأدينوزين) والذي بإمكانه تشكيل أسيتيل تميم الأنزيم A الذي يحمل الأسيتيل (2 C لوضعه على أوكسالوآسيتات (4 C في دورة كريبس.
إذا استفحصنا بنية كل هذه الجزيئات، نجد داخلها آثار الحمض النووي الريبوزي RNA و ليس حمض DNA أو البروتينات! يقودنا هذا إلى فرضية عالم RNAالتي قيل عنها الكثير و من خلالها قد يكون RNAهو أصل جميع جزيئات الحياة فوق الأرض كالحمض النووي الريبوزي ناقص الأكسيجين (DNA) والبروتينات. هذا الافتراض يسمح كذلك بتفسير الوظائف البيولوجية المختلفة التي كانت من وراء أصل الحياة. قد يزكي هذا الطرح قدرة RNA على تحفيز التفاعلات الكيميائية الحيوية، كما تفعل الأنزيمات (انظر مفهوم الريبوزيمات) و يعود هذا فعلا إلى إمكانية RNA القيام بعملية الطي بسهولة وتشكيل الموقع النشيط الضروري للتحفيز والشائع عند الأنزيمات !!


ATP, NAD, FAD & Acétyl-Coenzyme A. Structure et fonction (Ar):

NAD, NADH, FAD, FADH2, Acetyl-Coenzyme A, ATP. What are those molecules which are frequently encountered in biochemistry and where we know about them only their short names? What kind of molecules are they? Why are they so important? Can they tell us about the origin of life and evolution that has followed? What we know better about ATP is that it can release energy because it could be converted (at chemical state) to a thermal or a mechanical energy. Although, we know that ATP is involved in the phosphorylation of certain molecules in a process called activation, making the activated molecules trapped in a specific cell compartment. If the degree of phosphorylation of glucose is insufficient, non-phosphorylated molecule can accumulate and create metabolic disorders. This could happen when our hepatic hexokinase is less active. This situation creates diabetes by non-phosphorylated glucose accumulation. For molecules such as NAD (nicotinamide adenine dinucleotide) and FAD (flavin adenine dinucleotide), their role is the transport of proton H+ (H+ carriers). That's why they exist in oxidized and reduced forms. Their scope is the redox reactions. Regarding the transport of other atoms or chemical groups such as acetyl, coenzyme A ('A' here refers to adenosine) cis the better example. Under the form acetyl-coenzyme A, the coenzyme A carries the acetyl (2 C) from pyruvate and puts it on oxaloacetate (4C) in the Krebs cycle to form .citrate (6C)
If we examine all these molecules, we found that they show traces of RNA (ribonucleic acid) . These molecules are different from DNA (deoxyribonucleic acid) and proteins! This brings us to the world hypothesis of 'RNA World', where ribonucleic acid (RNA, ARN) would be the precursor of all biological macromolecules, especially DNA and proteins. This assumption involves RNA as a molecule at the appearance of different biological functions (origin of life). In addition, RNA can catalyze biochemical reactions, as do enzymes (see the concept of ribozyme). Indeed RNA can easily fold and form the 'active site' structure as is common among enzymes !!.



Visualisation tridimensionnelle (3D) des molécules ATP, NAD, FAD et Acétyl-coenzyme A


Avertissement: la visualisation des molecules par JMOL nécessite l'installation de java (http://www.java.com). Si problème activer java pour votre navigateur.

ATP = Adénosine triphosphate (source d'énergie)
أدنوزين ثلاثي الفسفات -مصدر للطاقة

ATP et ARN



NAD+, NADH = Nicotinamide adénine dinucléotide (Coenzyme transporteur de H+)
نكليوتيد ثنائي بالريبوز - ناقل للبروتونات


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FAD (Flavine Adénine Dinucléotide)نكليوتيد ثنائي بالريبوز و الريبيتول - مرتبط بالريبوبروتينات - ناقل للبروتونات

FAD


Acétyl-Coenzyme A (transporteur du groupe acétyl)

Coenzyme A



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