Voie métabolique

Définition

Une voie métabolique correspond à une succession de réactions biochimiques catalysées par plusieurs enzymes. Les molécules qui sont transformées dans la voie métaboliques sont appelées métabolites.

Certaines voies métaboliques sont linéaires et ont donc un substrat et un produit différent. D’autres au contraire sont circulaires et se finissent par la formation d’un produit correspondant au substrat initiale ce qui permet à la voie métabolique de se répéter.

Une voie métabolique est rarement isolée et les métabolites qui en font partie interviennent souvent dans d’autres voies en même temps. Pour les cellules cela implique une régulation de ces voies métaboliques afin de limiter l’utilisation d’un métabolite par d’autres voies métaboliques.

Anabolisme et catabolisme

Les voies métaboliques peuvent être rangées dans deux grand groupes : anabolisme ou catabolisme.

Anabolisme : consiste à former de « grandes » molécules à partir de « petites ». Ces réactions nécessitent de l’énergie pour fonctionner. C’est le cas de la photosynthèse par exemple qui forme des sucres à partir de dioxyde de carbone (CO₂).

Catabolisme : consiste à dégrader de « grandes » molécules en plus « petites » au contraire de l’anabolisme. Ces réactions libèrent de l’énergie. La respiration cellulaire qui utilise du sucre pour fournir de l’énergie est un exemple d’anabolisme.

L’anabolisme et le catabolisme doivent être régulés par la cellule pour avoir suffisamment d’énergie et de métabolites.

Localisation des voies métaboliques

Certaines voies métaboliques sont présentes uniquement dans un compartiment donné d’un organisme : par exemple un micro-compartiment, un type cellulaire ou un organe. Cela permet d’augmenter la proximité des enzymes et des métabolites ainsi que de protéger de sous-produits toxiques, de fournir un environnement adapté et de faciliter la régulation. C’est le cas par exemple des micro-compartiments chez les bactéries tel que le carboxysome. Pour des organismes multi-cellulaires comme les animaux, certaines voies métaboliques sont présentes uniquement dans un type de cellule ou un organe.

Modifier des voies métaboliques

Les avancées en biotechnologies permettent de modifier des voies métaboliques par exemple dans le cadre d’organismes génétiques modifiés (OGM). Ces modifications peuvent par exemple permettre la production de nouveaux métabolites ou « supprimer » une voie pour rediriger les métabolites vers une autre voie et ainsi augmenter la production.

Références bibliographiques

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