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Biochimie > 4 - La glycolyse > Flashcards

4 - La glycolyse Flashcards

1
Q

Rôle du glucose dans le métabolisme

A
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Q

Généralité sur la glycolyse

A
  • Probablement une des premières voies énergétiques dans l’évolution.
  • La glycolyse se produit dans le cytosol. Elle permet la lyse du glucose (C6) en pyruvate (C3) via son oxydation. C’est une voie anaérobique.
  • Séquence de 9 réactions qui sont catalysées par des enzymes.
  • Le pyruvate pourra alors être oxydé (catabolisme aérobie) ou servir de précurseur de biosynthèse (anabolisme).
  • La glycolyse s’accompagne de la production :

- d’ ATP

  • de NADH à par3r de NAD+ (donc consommation de NAD+)
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3
Q

Vue générale de la glycolyse

A
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4
Q

Les deux phases de la glycolyse :

A
  1. Phase préparatoire (4 réactions)
    • Génération de triose : le G3P
    • Consommation de 2 ATP
  2. Retour sur investissement (5 réactions)
    • Génération de 4 ATP
    • Génération de 2 NADH
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5
Q

Bilan de la glycolyse :

A

Bilan net:

1 Glucose + 2 NAD + 2 ADP + 2 Pi => 2 Pyruvates + 2 NADH,H + 2 ATP

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6
Q

Réaction 1 :

Glucose => Glucose-6-P

Type de réaction :

Enzyme :

Consomme :

Produit :

Régulation :

Fonction :

A

Réaction 1 :

Glucose => Glucose-6-P

Exergonique IRRÉVERSIBLE

Type de réaction : Phosphorylation du glucose

Enzyme : Hexokinase (need mg2+)

Consomme : Glucose + ATP

Produit : Glucose 6P + ADP

Régulation : inhibition par le produit.
(le muscle et le foie réagissent différemment)

​​Fonction :

  1. Sequestrer le glucose dans la cellule
  2. Diminuer [Glu] intracell qui permet l’entrée du Glu
  3. Engager irréversiblement le glucose
  4. Entrainer la voie par effet de masse
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7
Q

Réaction 2 :

Glucose-6-P => Fructose-6-P

Type de réaction :

Enzyme :

Consomme :

Produit :

Régulation :

A

Type de réaction : Isomérisation

Peu favorable REVERSIBLE

Enzyme : phosphohexose isomerase + mg2+

Consomme : Glu6P

Produit : Fruct6P

Régulation : la concentration en fructose 6P est maintenue basse dans la cellule ce qui permet à la glycolyse de progresser.

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8
Q

Réaction 3 :

Fructose-6-P => Fructose 1,6biphosphate

Type de réaction :

Enzyme :

Consomme :

Produit :

Régulation :

A

Type de réaction : Phosphorylation du fructose 6P

Exergonique IRRÉVERSIBLE

Enzyme : phosphofructokinase 1 (PFK1) + mg2+

Consomme : Fruc6P + ATP

Produit : Fruc1,6P + ADP

Régulation : 1ère étape strictement réservé à la glycolyse

L’activité de l’enzyme PFK-1 est finement régulée (par l’ATP, le citrate, les ions H+ …) ce qui permet D’AJUSTER LA GLYCOLYSE AUX BESOINS CELLULAIRES.

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9
Q

Réaction 4 :

Fructose 1,6biphosphate => DHAP + G3P

Type de réaction :

Enzyme :

Consomme :

Produit :

Régulation :

A

Type de réaction : Clivage d’un composé à 6 carbones en 2 composés phosphorylés à 3 carbones, riches en énergie !!

Endergonique REVERSIBLE

Enzyme : Aldolase

Consomme : Fructose 1,6-bisphosphate

Produit : DHAP + G3P

Régulation : La concentration en G3P est maintenue basse dans la cellule ce qui permet la progression de la glycolyse.

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10
Q

Réaction 4 bis:

DHAP => G3P

Type de réaction :

Enzyme :

Consomme :

Produit :

Régulation :

A

Type de réaction : Isomérisation

Enzyme : Triosephosphate isomérase

Consomme : DHAP

Produit : G3P

Régulation : (La concentra3on en G3P est maintenue basse).

Réaction finale de la phase préparatoire de la glycolyse.
Le G3P est le seul substrat de l’enzyme suivante de la glycolyse (réaction 5).

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11
Q

Réaction 5:

G3P + Pi => 1,3 Biphosphoglycerate

Type de réaction :

Enzyme :

Consomme :

Produit :

Particularité :

A

Type de réaction : Oxydation et phosphorylation

Endergonique REVERSIBLE

Enzyme : glyceraldehyde 3P dehydrogenase

Consomme : Glyceraldehyde 3P + Pi + NAD+

Produit : 1,3BPG + NADH

Particularité : la formation de la liaison anhydride du glycérate (réaction 5) est endergonique et ne peut se produire que parce qu’elle est couplée à la réaction 6 qui est une réaction exergonique_._

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12
Q

Réaction 6:

1,3 Biphosphoglycerate => 3-Phosphoglycérate

Type de réaction :

Enzyme :

Consomme :

Produit :

Particularité :

A

Type de réaction : Dephosphorylation + Synthèse d’ATP

Thermodynamiquement favorable mais RÉVERSIBLE car couplée à la réaction précédente.

Enzyme : Phosphoglycerate kinase (PGK) Mg2+

Consomme : 1,3 BPG + ADP

Produit : 3-Phosphoglycerate + ATP

Particularité : => 1ère étape de produc.on d’ATP de la glycolyse.

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13
Q

Bilan des réactions 5 et 6 :

A

Ce type de couplage entre réaction redox et synthèse d’ATP par l’intermédiaire d’un composé phosphorylé à fort potentiel de transfert de P est un couplage par PHOSPHORYLATION AU NIVEAU DU SUBSTRAT.

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14
Q

Réaction 7:

3-Phosphoglycérate => 2-Phosphoglycérate

Type de réaction :

Enzyme :

Consomme :

Produit :

Particularité :

A

Type de réaction : Isomerisation

Endodermique REVERSIBLE

Enzyme : phosphoglycerate mutase + mg2+

Consomme : 3-Phosphoglycérate

Produit : 2-Phosphoglycérate

Particularité : Réaction thermodynamiquement non favorable, rendue possible par le maintien d’une concentration élevée de 3-phosphoglycerate par la PGK (enzyme catalysant la réaction 6).

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15
Q

Réaction 8:

2-Phosphoglycérate => Phosphoenolpyruvate

Type de réaction :

Enzyme :

Consomme :

Produit :

Particularité :

A

Type de réaction : Déshydratation

Endodermique REVERSIBLE

Enzyme : Enolase

Consomme : 2-phosphoglycerate

Produit : PEP + H20

Particularité : Réaction légèrement non favorable thermodynamiquement, rendue possible par le maintien d’une concentration basse en PEP.

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16
Q

Réaction 8:

Phosphoenolpyruvate => Pyruvate

Type de réaction :

Enzyme :

Consomme :

Produit :

Particularité :

A

Type de réaction : Dephosporylation/ production d’ATP

Exodermique IRRÉVERSIBLE

Enzyme : Pyruvate kinase + mg2+ + K+

Consomme : PEP + ADP

Produit : Pyruvate + ATP

Particularité : Dernière étape de la glycolyse.

Etape régulée par la concentration en ATP

17
Q

Après glycolyse, réoxydation du NADH en NAD+

A

La réoxydation du NADH en NAD+ permettra à la glycolyse de continuer. Cette réoxydation se fait:
=> soit via la chaîne respiratoire (en présence d’O2 => production de grandes quantités d’ATP)

=> soit via la fermentation (en absence d’O2 => pas de production d’ATP).

18
Q

Que ce passe-t-il quand il n’y a pas de respiration :

A

En absence de respiration, la glycolyse est souvent la principale (voire l’unique) voie métabolique qui permette la synthèse d’ATP.

Or la glycolyse consomme du NAD+.

La fonction principale de la fermentation est de régénérer le NAD+ à partir de NADH, en condition anaérobie.

19
Q

La fermentation lactique :

A

La fermentation lactique : le NADH décharge directement ses e- sur le pyruvate produit par la glycolyse (réaction NON couplée à la synthèse d’ATP).

Inconvénient de la fermentation : production de lactacte : un composé acide, peu volatile et qui constitue une « impasse du métabolisme » (il doit être d’abord converti en pyruvate pour entrer dans une voie métabolique).

=> Abaissement du pH cellulaire
=>Tendance à bloquer la voie par effet de masse.

20
Q

Le cycle des Cori

A
21
Q

Origine des composés participant à la glycolyse :

A
22
Q

Bilan du segment oxydatif de la voie des pentoses phosphates

A

Glucose-6-P + 2 NADP+ + H2O => Ribose-5-P + CO2 + 2 NADPH + 2 H+

23
Q

Voie des pentoses phosphates

A
24
Q

Voie des pentoses phosphates :

segment oxydatatif

A
  • 2 réactions importantes qui génère du NADPH : Transformation du glucose6P en ribose5P (2 déshydrogénation dont une est une décarboxylation)
  • NADPH est un donneur d’électron essentiel :
    • à la synthèse (ANABOLISME) des a. gras, des stéroïdes…
    • aux réparation des dommages oxydatifs.
  • Le ribose5P est un précurseur de nucléo3des (ADN, ARN…)
25
Q

Voie des pentoses phosphates :

segment non-oxydatatif complexe

A

Interconversion des oses qui permet de générer 5 molécules de glucose6P à partir de 6 molécules de ribose5P

=> Tronçon particulièrement utilisé par les cellules qui ont plus besoin de NADPH que de ribose

Ex : les adipocytes => synthèse des a.gras

26
Q

Régulation de la voie des pentoses P

A

Lorsque la concentration en NADPH augmente la glucose-6-P déshydrogénase (enzyme qui catalyse la première réaction de la voie des pentose) est inhibée : rétro-contrôle négatif. Ce qui limite l’utilisation du glucose-6-P par la voie des pentoses

  • limitation de la production de NADPH par la voie des pentoses phosphates.
  • le glucose-6-P est alors préférentiellement consommé par la glycolyse qui génère de l’ATP (et du NADH) mais pas de NADPH.
27
Q

Conséquences d’une déficience en Glucose6P déshydrogénase

A

La glucose-6-P déshydrogénase (G6PD) participe directement et indirectement la production de NADPH.

Le NADPH contribue à limiter les dommages induits par un stress oxydatif (libération de radicaux libres qui affecte l’ADN, les protéines…) en réduisant la GSSG en GSH.

Une déficience en G6PD peut être fatale en cas de fort stress oxydatif (herbicides, médicaments..) mais est bénéfique en cas de malaria (stress oxydatif affecte les globules rouges).

28
Q

Régulation de la glycolyse

Les trois enzymes clés :

A

les réactions de transfert de phosphate des réactions 1, 3 et 9:

  • Hexokinase
  • Phosphofructokinase +++
  • Pyruvate kinase

=> « étapes d’engagement ».

29
Q

Glycolyse régulation par rétrocontrôle négatif

A
30
Q

Glycolyse régulation par contrôle positif

A

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