Métabolite

Définition

Les métabolites sont des déchets organiques issus de la matière vivante, constituant des résidus générés par les processus métaboliques.

Un métabolite est un composé chimique biosynthétisé comme produit intermédiaire du métabolisme d'un organisme. Les biomolécules sont des producteurs de métabolites primaires et secondaires.

Un métabolite secondaire et ses signaux schématisés :

Les champignons et Fungi intègrent des signaux environnementaux, via des métabolites secondaires, généralement pour initier et soutenir une infection. Un tel métabolite est l'hormone acide indole acétique (AIA). Des transporteurs AIA sont déjà identifiés, les facteurs de transcription qui régulent les réponses de l'AIA et les voies biochimiques de synthèse AIA dans les champignons. La recherche actuelle est axée sur l'identification des autres composants de la voie de signalisation AIA dans les champignons.

Explications

Un métabolite est un composé biochimique produit ou utilisé lors des processus métaboliques des organismes vivants. Ces substances peuvent intervenir comme intermédiaires ou produits finaux des voies métaboliques permettant le maintien des activités cellulaires.

On distingue généralement deux catégories de métabolites : les métabolites primaires, essentiels à la croissance, au développement et à la reproduction (par exemple, les acides aminés, les nucléotides et les lipides), et les métabolites secondaires, qui ne participent pas directement aux voies métaboliques fondamentales mais contribuent aux interactions écologiques et à l'adaptation de l'organisme (par exemple, les alcaloïdes, les pigments et les antibiotiques).

Le processus métabolique génère de l'énergie et fournit des éléments pour la croissance, la reproduction et l'homéostasie. Les métabolites interviennent aussi dans l'élimination des substances nocives de l'organisme.

Fonctions et description

Les métabolites remplissent diverses fonctions, notamment en tant que sources d'énergie, éléments structuraux, signaux biologiques, stimulateurs ou inhibiteurs d'enzymes, participants à l'activité catalytique (souvent en qualité de cofacteurs enzymatiques). Ils sont aussi acteurs des défenses ou d'interactions avec d'autres organismes. Certains métabolites sont intégrés dans les pigments, les substances odorantes ou encore les phéromones.

Un métabolite primaire (principal) est directement impliqué dans la "croissance" normale, le développement et la reproduction d'un organisme. Par exemple, l'alcool est un métabolite primaire produit en grande quantité via la microbiologie industrielle. En revanche, un métabolite secondaire n'intervient pas directement dans ces processus, mais contribue généralement à des interactions écologiques importantes.

Les métabolites comprennent des composés comme les antibiotiques ou des pigments, notamment les résines et les terpènes. Certains antibiotiques se forment à partir de métabolites primaires servant de précurseurs. Par exemple, l'actinomycine découle du tryptophane, un métabolite primaire. Par ailleurs, l'androstérone constitue un métabolite hépatique issu de l'hormone sexuelle testostérone.

Par convention, le terme métabolite s'applique généralement à des molécules de petite taille. La totalité des métabolites d'une cellule à un moment défini s'appelle le métabolome.

Exemple (fermentation)

Un métabolite est une molécule utilisée, capable ou produite au cours du métabolisme. Ainsi, compte tenu de la voie métabolique, la relation métabolique est : A → B → C → D → E. A, B, C, D, E sont les métabolites; le premier métabolite de la voie (A) est habituellement appelé substrat; le dernier (E), métabolite ou produit final, et le reste (B, C, D), les métabolites intermédiaires.

En prenant l'exemple de la fermentation lactique, une des voies métaboliques les plus anciennes, le glucose agit comme premier métabolite ou substrat, constituant le point de départ d'une série de réactions aboutissant au lactate, qui est le métabolite final ou produit final. Entre le glucose et le lactate, on dénombre dix métabolites intermédiaires.

Le substrat initial est prélevé dans l'un ou plusieurs des milieux cellulaires et doit être fourni en continu pour permettre le déroulement du processus. En revanche, le produit final s'accumule à l'intérieur de la cellule et doit être évacué sous forme de produit d'excrétion. Les métabolites intermédiaires, eux, sont généralement présents à des concentrations très faibles, car dès leur production, ils sont rapidement transformés pour générer le suivant dans la chaîne.

Puisque les réactions métaboliques sont catalysées par des enzymes et programmées génétiquement, toute modification au niveau de l'ADN peut entraîner un dysfonctionnement de l'enzyme. Cela provoque un blocage de la voie métabolique et l'accumulation de métabolites intermédiaires dans la cellule.

Dans ce cas, un dysfonctionnement de l'enzyme responsable de la conversion du métabolite C en D entraînera une accumulation de C dans la cellule (et par conséquent une absence de production du métabolite E). Cette accumulation peut engendrer des troubles chez les individus, communément appelés "maladies métaboliques", lesquelles sont également de nature héréditaire.

En rapport avec "métabolite"

• groupe métabolique

  

  La classification des micro-organismes a créé une division en groupes métaboliques dont 3 éléments importants donnent la structure de classification.

• métabolite secondaire

  

  Un métabolite secondaire est une biomolécule issue du métabolisme qui n'est pas immédiatement essentielle à la croissance, au développement...

• métabolomique

  

  La métabolomique est l'étude à grande échelle de petites molécules, communément appelées métabolites, dans les cellules, les biofluides, les tissus...

• résidu métabolique

  

  Un résidu métabolique est une substance organique de déchet, un résidu, résultant du métabolisme des organismes vivants, et appelées également métabolites.