3- Glycolyse Flashcards
La glycolyse est la voie par laquelle le ____ est converti en ____ via une succession de ____ réactions enzymatiques bien définies.
glucose
pyruvate
10
Quel est le but de la glycolyse?
C’est de former une molécule plus stable avec moins d’énergie libre, soit le pyruvate.
Vrai ou faux: Certaines réactions de la glycolyse sont défavorables dans des conditions standards.
Vrai
Quelle est la découverte de Louis Pasteur?
Il a démontré que la fermentation est causée par des micro-organismes et non pas par une ‘‘force vitale’’ inhérente à tous les organismes vivants.
Comment est-ce que la glycolyse joue un rôle essentiel dans le métabolisme énergétique? (2)
- En fournissant une quantité non négligeable d’énergie
- Elle prépare également le glucose, ainsi que d’autres glucides, à la dégradation par oxydation (le cycle de Krebs et les phosphorylations oxydatives)
Décrire BRIÈVEMENT le processus de la glycolyse
Elle début avec une molécule à 6 carbone; le glucose. Grâce à une série de 10 réactions, on le transforme en 2 molécules à 3 carbones; le pyruvate. Ces transformations génèrent 2 molécules nettes d’ATP et 2 molécules NADH (capteurs d’électrons) qui seront utilisés par le cycle de krebs pour générer davantage de molécules d’ATP
Suite à la glycolyse, s’il y a présence d’assez d’oxygène, que se passe-t-il?
C’est le cycle de krebs. Puis les molécules de NADH sont réoxydées en NAD+ par la phosphorylation oxydative. Il y a génération de plusieurs molécules d’ATP
Suite à la glycolyse, s’il n’y a pas assez d’oxygène, que se passe-t-il? (exemple: dans les muscles)
Il n’y a pas assez d’oxygène pour régénérer les molécules de NAD+. Temporairement , le muscle va aller en processus de fermentation homolactique où on va réoxyder les molécules de NADH en NAD+. Cette transformation passe le pyruvate dans une forme réduite; le lactate. Éventuellement , quand le muscle ne travaille plus, l’oxygène redevient en quantité abordable pour réoxyder le NADH en NAD+. Le lactate va donc sortir du muscles, rentrer dans le sang et aller dans le foie où il sera reconverti en glucose
Suite à la glycolyse, s’il n’y a pas d’oxygène, que se passe-t-il? (exemple: levures)
Il y a fermentation alcoolique. Les levures régénèrent le NADH en NAD+ par réaction enzymatique en libérant du CO2 et de l’éthanol
Quelles sont les deux découvertes d’Arthur Harden et William Young?
- Le phosphate inorganique est essentiel à la fermentation et donc au processus glycolytique.
- La dialyse permet l’extraction de protéines.
Comment a-t-on identifié les intermédiaires de la voie glycolytique?
Par l’utilisation d’inhibiteurs pouvant bloquer la formation de produits.
La voie glycolytique est un ____ ____ ____ utilisé par tous les organismes vivants.
processus biochimique universel
Vrai ou Faux: La glycolyse est une réaction non oxydative.
Faux. C’est un processus oxydatif puisqu’au moins une enzyme provoque une réaction d’oxydoréduction.
Vrai ou Faux. Toutes les enzymes de la glycolyse sont localisées dans le cytosol.
VRAI
Chaque glucose forme combien de pyruvate?
2
Dans la glycolyse, combien de molécules d’ATP nettes sont produites?
2 molécules nettes d’ATP
Vrai ou Faux. La phase I est la phase non oxydative.
VRAI
Quel est le but de la dialyse?
Faire une séparation donc se débarrasser des petites molécules et garder les plus grosses
Décrivez l’ATP de phase I de la glycolyse.
Elle nécessite un apport en molécule d’ATP (2) : 1 à l’étape 1 et 1 à l’étape 3.
Décrivez la phase II de la glycolyse.
Il s’agit de la phase qui génère les molécules d’ATP (4) : 2 à l’étape 7 et 2 à l’étape 10.
Qu’est-ce qui contribue à la fatigue musculaire?
Ce sont les protons libérés lors de la glycolyse. L’hydrolyse de l’ATP donne ADP + Pi + H+. Lors de la contraction musculaire, ce n’est pas le lactate qui cause la fatigue musculaire, car celui-ci tamponne les protons. Il s’agit plutôt de l’utilisation de l’ATP qui acidifie le milieu.
Certains protons sont aussi libérés à l’étape 6 lors de la réduction du NAD+ en NADH aussi. NAD+ + Pi donne NADH + H+.
Décrivez l’étape 1 de la glycolyse.
Réaction de phosphorylation.
Utilisation d’une molécule d’ATP.
Cette réaction nécessite l’ion Mg2+ comme cofacteur.
L’enzyme est l’hexokinase
Comment nomme-t-on l’hexokinase dans le foie?
Dans le foie, l’enzyme est appelée la glucokinase.
D’Où vient le glucose de la glycolyse?
- De l’alimentation
- Des réserves cellulaires
Où et sous quelle forme est stocké le glucose?
Il est stocké sous forme de glycogène dans le foie
Nommez les 3 polysaccarides pouvant être utilisés dans la glycolyse
- amylose
- glycogène
- amylopectine
Nommez les 3 disaccharides pouvant être utilisés dans la glycolyse
- lactose (sucre du lait)
- maltose
- sucrose
Comment se nomme le sucre du lait?
lactose
Qu’est ce que le sucrose?
C’est du glucose + du fructose
Qu’est ce que l’amylose? + nommez sa solubilité
C’est une chaîne linéaire de molécules de glucose liées l’une à côté de l’autre. Constitue une bonne partie de l’alimentation.
- Sucre insoluble dans l’eau
Qu’est ce que l’amylopectine? Nommez ses caractéristiques intéressantes
C’est le sucre retrouvé dans les plantes, principalement les céréales.
- Il est facile de le dissoudre dans l’eau. De plus, c’est une chaîne linéaire contenant beaucoup de ramifications
À quoi servent les ramifications des sucres?
Plus il y a de ramifications, plus la solubilité du sucre est augmentée
Vrai ou faux: le glycogène possède moins de ramifications que l’amylopectine
FAUX, il en possède plus ce qui le rend encore plus soluble
Nommez les monosaccharides pouvant être utilisés dans la glycolyse
- fructose
- glucose
- galactose
Quelle est la stratégie chimique de la glycolyse ? (3)
- Addition de groupements phosphoryle au glucose
- Conversion chimique des intermédiaires phosphorylés en composés phosphorylés à haut potentiel énergétique
- Couplage chimique entre l’hydrolyse de ces composés et la synthèse de l’ATP
Au cours de la glycolyse, quelle est l’énergie disponible récupérée pour synthétiser de l’ATP ?
L’énergie à partir d’ADP et Pi
Vrai ou faux: la glycolyse nécessite une suite de réactions de transfert de groupements phosphoryle chimiquement couplés
VRAI
Que font les kinases?
Ce sont des enzymes s’occupant du transfert d’un groupement phosphate d’une molécule d’ATP vers une molécule cible. Cela nécessite une molécule de magnésium.
Quelles propriétés diffèrent entre l’hexokinase et la glucokinase?
Il faut des concentrations de glucose très élevée dans le foie pour que l’enzyme soit active comparativement à l’hexokinase musculaire qui est très basse (Km moins élevé). Dans le foie, l’enzyme est utilisé dans l’optique de stocker. Si le taux de glucose n’est pas élevé, on ne veut pas prendre le glucose et le stocker, on va en avoir besoin.
Quel est le rôle du cofacteur Mg2+ dans l’étape 1 de la glycolyse?
Il masque les charges négatives des phosphates béta et alpha de l’ATP en se complexant avec les atomes oxygènes.
Pourquoi transfert-on un groupement phosphoryle au glucose et non pas à l’eau (hydrolyse) pour donner ADP + Pi, malgré les paramètres qui semblent favoriser l’hydrolyse simple de l’ATP?
Le glucose induit un changement de conformation important de la kinase. L’hexokinase se referme sur le glucose et exclut les molécules d’eau. Cela assure la proximité de la molécule de phosphate et favorise son hydrolyse.
Vrai ou Faux. Le xylose est un bon substrat pour l’hexokinase. Expliquez
Faux. Ce n’est pas un bon substrat pour cette enzyme, car il n’a pas de carbone en position 6. Dans le cas ou le substrat est un xylose, l’hydrolyse de l’ATP est favorisée parce qu’il ne se lie pas très bien à l’hexokinase. Ainsi, les molécules d’eau ont toujours accès à l’enzyme.
Quelle est la réaction qui transforme le xylose en xylitol?
Une réaction de réduction
Quelles caractéristiques possède le xylitol? (3)
- Plus faible apport calorique.
- Utilisé comme édulcorant.
- Donne un effet rafraîchissant.
Décrivez l’étape 2 de la glycolyse.
Réaction d’ isomérisation, réarrangement des carbones.
Le glucose-6-phosphate (aldose) passe au fructose-6-phosphate (cétose).
L’enzyme catalysant cette réaction est la phosphoglucose isomérase.
Réaction proche de l’équilibre (ΔG ≈ 0).
À quelle étape est associé l’hexokinase/glucokinase. Quels sont les substrats et les produits. Quel est son rôle?
- À l’étape 1
Substrat : Glucose + ATP
Produit : Glucose-6-phosphate (G6P) + ADP + Pi.
Rôle : Catalyser la phosphorylation du glucose.
À quelle étape est associé la phosphoglucose isomérase (PGI). Quels sont les substrats et les produits. Quel est son rôle?
Étape 2
Substrat : Glucose-6-phosphate (G6P) Produit : Fructose-6-phosphate (F6P)
Rôle : Réarrangement des carbones pour passer d’un aldose à une cétose (isomère)
Vrai ou Faux: L’enzyme phosphoglucose isomérase catalyse une réaction acido-basique et stéréospécifique.
Vrai. Sans cette enzyme, le produit n’est pas stéréospécifique.
La phosphofructokinase (PFK) demande la participation de …
l’ion Mg2+
Vrai ou Faux: Le passage de G6P au F6P est une réaction à vitesse limitante.
Faux. C’est la réaction de F6P à FBP est limitante.
À quel étape est associé la la triose phosphate isomérase. Quels sont les substrats et les produits. Quel est son rôle?
Étape 5
Substrat : DHAP Produit : GAP/G3P
Rôle : Seul le GAP est utilisé lors des réactions suivantes, il faut alors transformer le DHAP créé lors de l’étape 4 en GAP.
À quel étape est associé la l’aldolase. Quels sont les substrats et les produits. Quel est son rôle?
Étape 4
Substrat : Fructose-1,6-biphosphate (FBP) Produit : Glycéraldéhyde-3-phosphate (GAP/G3P) + Dihydroxyacétone phosphate (DHAP)
Rôle : Clivage du Fructose-1,6-biphosphate (FBP) en 2 molécules de 3 carbones.
Vrai ou Faux: La réaction se produisant à l’étape 5 est très similaire à celle ayant lieu à l’étape 2.
VRAI
À quelle étape est associé la la glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase (GAPDH). Quels sont les substrats et les produits. Quel est son rôle?
Étape 6
Substrat : Glycéraldéhyde-3-phosphate (GAP) + NAD+ + Pi Produit : 1,3-biphosphoglycérate (1,3-BPG) + NADH + H+
Rôle : Phosphorylation et oxydation du groupement aldéhyde de GAP (réaction d’oxydo-réduction). Cet étape demande un cosubstrat qui est le NAD+.
À quelle étape est associé la phosphofructokinase (PFK). Quels sont les substrats et les produits. Quel est son rôle?
Étape 3
Substrat : Fructose-6-phosphate (F6P) + ATP Produit : Fructose-1,6-biphosphate (FBP) + ADP + H+
Rôle : Ajout du 2e groupement phosphate
Pourquoi la PFK joue un rôle déterminant dans la régulation de la glycolyse?
Elle catalyse une réaction à vitesse limitante
Vrai ou Faux. Le premier intermédiaire riche en énergie est le DHAP.
Faux. Il s’agit du 1,3-Biphosphoglycérate (1,3-BPG).
À quelle étape est associé la la phosphoglycérate kinase (PGK). Quels sont les substrats et les produits. Quel est son rôle?
Étape 7
Substrat : 1,3-biphosphoglycérate + Mg2+-ADP Produit : 3-phosphoglycérate + Mg2+-ATP
Rôle : Transfère d’un groupement phosphate à un ADP (Production d’une molécule d’ATP)
À quelle étape est associé la la phosphoglycérate mutase (PGM). Quels sont les substrats et les produits. Quel est son rôle?
Étape 8
Substrat : 3-phosphoglycérate Intermédiaire : 2,3-biphosphoglycérate Produit : 2-phosphoglycérate
Rôle : Transfert du groupement phosphate du C3 au C2
À quelle étape est associé la l’énolase. Quels sont les substrats et les produits. Quel est son rôle?
Étape 9
Substrat : 2-Phosphoglycérate (2PG) Produit : Phosphoenolpyruvate (PEP) +H2O
Rôle : catalyser une réaction de déshydratation (élimination de H2O).
À quelle étape est associé la la pyruvate kinase (PK). Quels sont les substrats et les produits. Quel est son rôle?
Étape 10
Substrat : phosphoénolpyruvate (PEP) + Mg2+-ADP Produit : pyruvate + Mg2+-ATP
Rôle : Assure le couplage entre l’énergie libre libérée par l’hydrolyse du PEP et la synthèse d’ATP pour donner du pyruvate.
Vrai ou Faux. La PK et la PGK sont des kinases qui travaillent dans le sens inverse.
Vrai
Le mécanisme réactionnel de l’étape 10 se fait en deux étapes. Nommez-les.
- Attaque nucléophile de l’ADP sur PEP pour former l’ATP et de l’énolpyruvate.
- Tautomérisation de l’énolpyruvate en pyruvate.
Entre la tautomérisation et l’attaque nucléophile qui se produisent à l’étape 10 de la glycolyse, quelle réaction est la plus favorable/spontanée?
La tautomérisation.
Qu’est-ce que la tautomérisation?
Dans la plupart des cas, cette réaction se produit par migration d’une atome d’hydrogène, accompagné d’un changement de localisation d’une double liaison.
À quelles étapes les ATPs sont consommés? Et combien?
1 à l’étape 1
1 à l’étape 3
À quelles étapes les ATPs sont synthétisés? Combien?
2 à l’étape 7
2 à l’étape 10
Vrai ou Faux. La fermentation homolactique fait parti de la glycolyse.
Faux. Elle n’en fait pas parti, c’est seulement pour régénérer les NAD+
Dans la glycolyse, quelle réaction en est une d’oxydoréduction.
L’étape 6, soit la transformation du GAP en 1,3-BPG grâce à l’enzyme GAPDH.
Quel est le 1er intermédiaire riche en énergie synthétisé lors de la glycolyse?
1,3-BPG ou 1,3-biphosphoglycérate
Quel est le 2eme intermédiaire riche en énergie synthétisé lors de la glycolyse?
PEP ou phosphoenolpyruvate
La fermentation homolactique est une réaction ____
d’oxydoréduction
Quelle est la formule réactionnelle de la fermentation homolactique?
Vrai ou Faux. Le NAD+ qui se trouve en quantités limitées dans les cellules doit être recyclé après sa réduction en NADH par la lactate déshydrogénase (LDH).
Faux. La réduction du NAD+ se fait par l’enzyme GAPDH à l’étape 6.
Passer du NAD+ au NADH est une ____
réduction
Passer du NADH au NAD+ est une ____
oxydation
Où est réoxydé le NADH en NAD+ en condition aérobie?
Il est réoxydé dans les mitochondries.
Pourquoi la lactate déshydrogénase (LDH) doit pouvoir être utilisée dans les deux directions (soit vers la formation de lactate, soit vers la formation de pyruvate)?
Lorsque les muscles sont solicités, le lactate s’accumule et on veut former du pyruvate pour qu’il soit utilisé dans le cycle de Krebs (pour régénérer l’ATP).
Comment régénérer le NAD+ en conditions d’anaérobie? (2)
- La fermentation homolactique dans le muscle via la LDH.
- La fermentation alcoolique dans la levure via deux réactions enzymatiques.
Le lactate est exporté hors de la ____ ____ et transportée par le sang jusqu’au ____, où il est reconvertit en ____.
cellule musculaire
foie
glucose
Vrai ou Faux. Lors de la fermentation alcoolique, le NAD+ est recyclé en transformant le pyruvate en alcool et en CO2.
Faux. Le pyruvate est transformé en éthanol et en CO2.
Quelles sont les deux réactions successives qui mènent à la production d’éthanol et de CO2 par la levure?
- Une réaction de décarboxylation catalysée par la pyruvate décarboxylase (PDC).
- Une deuxième réaction de réduction catalysée par l’alcool déshydrogénase qui convertit l’acétaldéhyde en éthanol.
Vrai ou Faux. La pyruvate décarboxylase (PDC) n’existe pas dans le règne animal.
Vrai
Vrai ou Faux. La pyruvate décarboxylase (PDC) requiert la thiamine pyrophosphate (TPP) comme coenzyme dans les réactions de décarboxlation.
Vrai
Vrai ou Faux. Les trois réactions considérées comme des points de contrôle important de la glycolyse sont sont celles qui utilisent des kinases, soit HK, PFK, PGK et PK.
Faux. L’étape 7 nécessitant l’action de la PGK n’est pas un point de contrôle important de la glycolyse.
Lorsque l’on regarde les étapes blanches du tableau ci-joint, que peut-on remarquer sur l’énergie libre?
Si on regarde l’aldolase par exemple, en temps normal, la réaction irait de droite vers la gauche (en condition standard, on veut former plus de substrats que de produits), mais puisque la réaction précédente est si exergonique, elle déplace l’équilibre vers la droite.
Quelles sont les deux voies qui assurent le métabolisme du fructose?
- Dans le foie, la glycokinase ne phosphoryle pas le fructose directement
- Dans les muscles, l’hexokinase convertit le fructose en fructose-6-phosphate (F6P)
Le métabolisme du fructose dans le muscle va produire une ____ qui va être utilisée dans la glycolyse à l’étape ____.
F6P
3
Le métabolisme du fructose dans le foie va produire une ____ qui va être utilisée dans la glycolyse à l’étape ____.
G3P/GAP
6
Qu’est-ce qui se passe lors d’un excès de fructose ou un dysfonctionnement de la fructose-1-phosphate aldolase?
On utilise l’ATP pour former le fructose-1-phosphate à partir du fructose continuellement, alors chute d’ATP. On augmente la glycolyse, car il faut régénérer plus d’ATP, Il y a une augmentation de la production des H+ parce que l’hydrolyse de l’ATP produit des H+. On a donc une acidose et une augmentation de lactate.
Vrai ou Faux. L’enzyme fructose-1-phosphate aldolase va catalyser la formation de deux produits dont 1 est phosphorylé, soit le glycéraldéhyde et le dihydroxyacétone phosphate.
VRAI
Un des produits catalysé par la fructose-1-phosphate est un intermédiaire de la glycolyse. Lequel et à quelle étape est-il le substrat?
Le dihydoxyacétone phosphate (DHAP). Il est le substrat de l’étape 5 de la glycolyse.
La fructosémie (intolérance au fructose) est un déficit héréditaire en fructose-1-phosphate aldolase. Quels sont les symptômes?
Hypoglycémie, accumulation de fructose-1-phosphate dans le corps, diminution d’ATP, augmentation de la glycolyse, acidose.
Le galactose est un ____ du glucose.
épimère en position C4
Le fructose est un ____ du glucose.
isomère
Vrai ou Faux. Les enzymes de la glycolyse ne reconnaissent pas la configuration du galactose.
Vrai
Quelle réaction doit avoir lieu avant que le galactose ne rejoigne la voie glycolytique?
Une réaction d’épimérisation.
Quelle enzyme permet la régénération de l’UDP-glucose?
UDP-galactose-4-épimérase
Qu’est-ce que la galactosémie?
C’est une maladie génétique caractérisée par l’impossibilité de convertir le galactose en glucose.
Décrivez les 3 étapes du métabolisme du galactose.
- Formation du galactose-1-phosphate : galactose + ATP donne galactose-1-phosphate + ADP + H+ (réaction catalysée par la galactokinase)
- Formation de l’UDP galactose : galactose-1-phosphate + UDP glucose donne UDP galactose + glucose-1-phosphate (réaction catalysée par galactose-1-phosphate uridylyl transférase).
- Transformation ultérieures : Deux possibilités d’utilisation de l’UDP galactose : - Biosynthèse des glycoprotéines - Isomérisation de l’UDP galactose en UDP glucose : UDP galactse donne UDP glucose (réaction catalysée par UDP-galactose-4-épimérase).
L’UDP glucose va pouvoir se subdiviser plus tard en glycogène ou en G1P, qui sera convertit en G6P par la phosphoglucomutase.
Quel est le produit final du métabolisme du galactose (sert aussi d’intermédiaire à la glycolyse)?
Le G6P
