5. La glycolyse, le cycle du citrate (Krebs), glyoxylate Flashcards
substrat de départ de la glycolyse
glucose
où se déroule la glycolyse
cytosol
produit final du catabolisme du glucose
pyruvate
la glycolyse est composée de combien de réactions enzymatiques
10 réactions enzymatiques
le glucose donne combien de molécules de pyruvate
2 molécules (3 carbones chaque)
en présence d’oxygène que se passe-t-il au pyruvate
il est dégradé en CO2 et en H2O
en condition d’anaérobiose, que se passe-t-il avec le pyruvate
lactate (s’accumule au niveau musculaire)
éthanol (fermentation chez les levures, microorganismes)
v ou f, l’anaérobiose peut survenir de manière transitoire et temporaire
vrai
qu’est-ce qui amène les molécules de glucose au niveau des cellules
vaisseaux sanguins
de façon générale, lorsque le glucose rentre au niveau d’une cellule, que se passe-t-il
il est habituellement phosphorylé en glucose-6-phosphate
qu’est-ce que la phosphorylation
action d’une kinase (dans la plupart des cellules = hexokinases)
kinases présentes au niveau du foie et du pancréas
glucokinases
v ou f, une fois que le glucose est phosphorylé sur le carbone 6, il peut ressortir de la cellule comme il veut
faux, il ne peut plus
quelle kinase entre l’hexokinase et la glucokinase a une moins grande affinité au glucose et le laisse passer sans tout phosphoryler
glucokinase
quelle est la première étape par laquelle le glucose doit passer pour initier la glycose
il doit être transformé, dans la cellule, en glucose-6-phosphate
dans le cas d’une grosse accumulation de glucose-6-phosphate sans besoin énergétique, qu’est-ce qui se passe
le glucose ne va pas vers la voie de production d’énergie, il va aller se transformer en glucose-1-phosphate et va s’accumuler sous forme de granules de glycogène
comment sommes-nous alimentés pendant la nuit (cerveau a besoin de glucose!)
le glycogène, qui avait gardé du glucose en réservé est libéré. Le glycogène phosphorylase va libérer du glucose 1-phosphate et par une mutase, redevient du glucose 6-phosphate et redevient disponible pour la glycolyse
le glucose entre dans la cellule via quel transporteur
transporteur GLUT = mécanisme de contrôle, plus de glucose à l’extérieur qu’à l’intérieur des cellules
v ou f, dans le foie et le pancréas, le glucose entre librement
vrai
nombre de réactions dans la première partie de la glycolyse
4 (tronçon des hexoses - on garde une molécule à 6 carbones)
la glycolyse :
1. qu’est-ce qu’il se passe entre le glucose et le glucose 6-phosphate
investissement d’1 ATP, réaction irréversible par hexokinase ou glucokinase - le glucose phosphorylé ne peut plus sortir de la cellule
quelle kinase est ubiquitaire
hexokinase. La glucokinase se retrouve au foie et aux cellules bêta du pancréas
la glycolyse :
2. le glucose-6-phosphate se transforme en quoi et sous l’action de quoi
fructose-6-phosphate sous l’action de la phosphoglucose isomérase
la glycolyse :
2. lorsque le glucose-6-phosphate devient fructose-6-phosphate, c’est une réaction irréversible ou réversible
réversible
la glycolyse :
3. comment est-ce que le fructose-6-phosphate devient du fructose-1,6-biphosphate
sous l’action de la phosphofructokinase qui implique un autre investissement d’ATP et la réaction est donc irréversible
la glycolyse :
4. la réaction du fructose-1,6-biphosphate dépend de quoi
aldolase - réaction réversible
la glycolyse :
4. quels sont les deux produits formés par l’action de l’aldolase sur le fructose-1,6-biphosphate
glycéraldéhyde-3-phosphate et le dihydroxyacétone phosphate (tautomères - coupe d’isomères interconvertibles)
la glycolyse : le second tronçon de la glycolyse implique des molécules à combien de carbone
3
la glycolyse : 5. entre les tautomères glycéraldéhyde-3-phosphate et dihydroxyacétone phosphate sous l’action de quoi, on obtient le prochain produit de la réaction
on obtient le 1,3-Biphosphoglycérate sous l’action de la triose phosphate isomérase à partir du glycéraldéhyde-3-phosphate
la glycolyse :
6. par la formation de 1,3-Biphosphoglycérate, qui est une réaction réversible, il y a production et consommation de quoi
production de NADH = 2.5 ATP (x2) - énergie en conditions aérobie
consommation de 1 NAD+ (x2) cosubstrat essentiel à la réaction
x2, car le glucose produit 2 molécules de glycéraldéhyde-3-phosphate
la glycolyse :
7. le 1,3-Biphosphoglycérate donne quoi par l’action de quoi (il y a d’ailleurs production d’ATP x2, la réaction est réversible et phosphorylation au niveau du substrat)
le 1,3-Biphosphoglycérate donne du 3-Phosphoglycérate sous l’action de la phosphoglycérate kinase
la glycolyse :
7. pourquoi, à partir du 1,3-Biphosphoglycérate qui donne le 3-Phosphoglycérate, on dit qu’il y a phosphorylation au niveau du substrat
1 phosphate du 1,3-Biphosphogycérate est donné à l’ADP pour avoir un ATP
la glycolyse :
8. le 3.Phosphoglycérate est catalysé par quoi et est-ce que c’est une réaction réversible
phosphoglycérate mutase, oui
la glycolyse :
8. sous l’action du phosphoglycérate mutase, le 3-Phosphoglycérate devient quoi
du 2-Phosphoglycérate
la glycolyse :
9. sous l’action de l’énolase, le 2-Phosphoglycérate libère quoi et donne quoi ? (réaction réversible ou non)
sous l’action de l’énolase, le 2-Phosphoglycérate libère de l’eau et donne du Phosphoénolpyruvate (réaction réversible)
la glycolyse :
10. quoi est transformé par quoi dans la 10e réaction pour donner quoi
phosphoénolpyruvate est transformé par le pyruvate kinase pour donner le pyruvate (2)
la glycolyse : 10. lorsque le phosphoénolpyruvate est transformé en pyruvate, c’est une réaction réversible ou irréversible
irréversible
la glycolyse :
10. qu’est-ce qu’il y a de particulier au niveau du substrat
2e phosphorylation au niveau du substrat, production d’ATP !
on produit combien d’ATP lors de la glycolyse et combien on en consomme (investit)
on en produit 9 et on en consomme 2 donc le bilan net = 7.
où survient la fermentation lactique
au niveau des muscles lors d’efforts brefs et intenses - mode anaérobique
la fermentation du lactate est catalysée par quelle enzyme
lactate déshydrogénase
comment est-ce que le lactate est responsable des crampes et de la fatigue musculaire expérimentée après l’effort physique bref et intense
le lactate abaisse le pH intracellulaire et entrave le bon fonctionnement des enzymes
équation qui donne le lactate
Pyruvate + NADH + (H+) sous l’action de lactate déshydrogénase = lactate + (NAD+)
l’accumulation du lactate se passe où
muscles squelettiques/érythrocytes
où va le lactate
il retourne au foie/reins où il redonne du pyruvate puis du glucose par néoglucogénèse (cycle de Cori)
cycle d’échange de glucose et de lactate entre le muscle et le foie via la circulation sanguine. Il permet d’éliminer le lactate des muscles
cycle de Cori
la glycolyse : pourquoi est-ce que la réaction 10 (Phosphoénolpyruvate en pyruvate par pyruvate kinase) est irréversible
car c’est favorable. On veut du pyruvate! chimiquement, le pyruvate est plus stable que le phosphoénolpyruvate
la glycolyse : dans le cas de la levure, il y a fermentation alcoolique du pyruvate. Lorsqu’il y a formation de pyruvate, que se passe-t-il en situation anaérobie
l’enzyme : pyruvate décarboxylase enlève un carbone au pyruvate et il y a libération de CO2. Il y a ensuite formation d’un acétaldéhyde (2 atomes de carbone) et sous l’action de l’alcool déshydrogénase (enzyme qui dépend du NADH comme cofacteur), donne l’éthanol
la glycolyse : le NADH utilisé comme cofacteur lorsque l’alcool déshydrogénase transforme l’acétaldéhyde en éthanol vient d’où
du NADH libéré lorsque le glycéraldéhyde 3-phosphate a été catalysé en 1,3-biphosphoglycérate
la fermentation alcoolique qui se déroule en anaérobiose génère combien d’ATP
2 ATP par mole de glucose
la fermentation lactique qui se déroule en anaérobiose génère combien d’ATP
2 ATP par mole de glucose
la glycose, qui se déroule en aérobiose génère combien d’ATP
7 ATP par mole de glucose
comment sont produits les 9 ATP des produits de la glycolyse
phosphoglycérate kinase : 2 ATP
pyruvate kinase (dernière étape) : 2 ATP
2 NADH : 2x 2.5 ATP = 5 ATP
total = 9
v ou f, dans la glycolyse le NADH est recyclé
faux, traverse la membrane mitochondriale via la navelette malate-aspartate et est oxydé via la chaîne respiratoire, ce qui donne 2 x 2.5 ATP = 5 ATP
molécule qui peut se lier ailleurs que dans le site catalytique d’une enzyme et, par sa liaison, amène un changement conformationnel qui altère voire même inhibe l’activité catalytique de cette enzyme
inhibiteur allostérique
se dit d’une enzyme qui partage une fonction ou une activité enzymatique similaire à une autre enzyme. Cependant, ces enzymes sont différentes et codées par deux gènes distincts
isoenzyme : ex. glucokinase et hexokinase
signifie que l’enzyme possède une affinité moindre envers un substrat donné commparativement à une autre enzyme
Km plus élevé
quelle isoenzyme a un Km plus élevé : glucokinase ou hexokinase
glucokinase (affinité moindre)
Km de la glucokinase pour le glucose
10mM (jamais saturé)
Km de l’hexokinase pour le glucose
0,1mM (facilement saturé)
quel substrat inhibe l’hexokinase (inhibiteur allostérique)
glucose-6-phosphate
quel type de réaction a un contrôle rigoureux avec des mécanismes de régulation (réversible ou irréversible)
réaction irréversible
quel est le site principal de contrôle de la glycose
phosphofructokinase 1 (PFK 1)
quels sont les 3 mécanismes de régulation du site prinicpal de contrôle de la glycolyse (phosphofructokinase 1)
polymérisation, phosphorylation, régulation allostérique
quand l’enzyme est sous sa forme active (protomère), toutes les unités requises pour que l’enzyme soit optimale et fonctionnelle sont ensembles. C’est la capacité de ces unités à se mettre ensemble (mécanisme de régulation du PFK1)
polymérisation
quand l’enzyme est modifiée post traductionnellement - ajout d’un groupement phosphate - réduit le niveau d’activité (mécanisme de régulation du PFK1)
phosphorylation
quels sont les deux effets que peut avoir la régulation allostérique (mécanisme de régulation du PFK1)
positif (AMP, ADP, fructose 2,6 biP, ions OH) et négatif (citrate, ATP, ions H+, AGL: acides gras libres)
comment fonctionne la régulation allostérique positive
lorsque les molécules : AMP, ADP, fructose 2,6 biP, ions OH se retrouvent dans l’environnement du site catalytique, le rendent optimal pour permettre l’hydrolyse du phosphofructose
comment fonctionne la régulation allostérique négative
on est dans des situations où on produit déjà bcp d’énergie, on veut ralentir la machinerie (on veut que la glycolyse fonctionne moins), ce sont ces moléules : citrate, ATP, ions H+, AGL, qui se trouvent dans l’environnement du site catalytique
qu’est-ce qu’il se passe lorsque la glycémie augmente
- glycolyse du glucose en glucose-6-phosphate puis en fructose-6-phosphate qui s’accumule (ne peut pas être tout de suite utilisé en fructose 1,6-biphosphate, les enzymes ne sont pas en qté suffisante)
- accumulation de fructose-6-phosphate = activation de PFK2
- on se retrouve dans une voie de contournement pour faire du fructose 2,6 biP (intermédiaire non pris en charge par la glycolyse)
- accumulation de fructose 2,6-biP (par PFK-2 : phosphorylation de fructose 6-phosphate) va stimuler PFK1
- activation de PFK1 pour produire du fructose 1,6-biP et activer la glycolyse
dans quel cas est-ce que le glucagon est activé et que se passe-t-il par la suite
- lorsqu’on manque de glucose dans le sang (glycémie diminue) réserve AGL ou granules glycogène (action positive)
- entraîne la production d’AMPc
- AMPc déclenche une cascade de réponses et la protéine kinase dépendante de l’AMPc est activée
- lorsqu’on fournit de l’ATP à la protéine kinase dépendante de l’AMPc, favorise l’action de la F-2,6-pase et inactive la PFK2 (éviter phosphorylation fructose-6-phosphate en fructose-2,6-biphosphate)
-diminution de la concentration de fructose-2,6-bisphosphate et une augmentation de la concentration de fructose-6-phosphate
donc F-2,6-pase transforme fructose 2,6-biP en F-6-phosphate (peut-être utilisé lors de la glycogénèse)
- néoglucogénèse
enzyme bidirectionnelle dont l’activité est contrôlée par le fructose-6P
PFK2
quel est l’effet que la fructose 2,6-biP peut avoir sur la F-1,6-pase
effet négatif… on veut bloquer la PFK1 - on ne vet pas continuer la glycolyse, on est en manque de glucose donc on veut aller en générer
l’accumulation de quoi mène à l’accumulation de fructose 2,6-biphosphate
PFK2 active
que cause l’accumulation de fructose 2,6-biphosphate intracell
entraîne l’augmentation de la synthèse de sous-unités PFK1
que se passe-t-il lorsque j’ai assez de PFK1 active
INACTIVATION PFK2
- activation de PFK1 (par l’augmentation de fructose 2-6, phosphate) CAUSE fructose-6-phosphate en fructose-1,6-bisphosphate (activer la glycolyse)
au moment où PFK2 est inactivée par la phosphorylation par la protéine kinase dépendante de l’AMPc, que se passe-t-il pour terminer la boucle
la fructose 2-,6 phosphatase devient active et transforme le fructose 2,6-biphosphate en fructose 6-phosphate qui peut être utilisé lors de la glycogénèse pour former de nouvelles molécules de glucoses
une concentration élevée de fructose-2,6-bisphosphate active PFK-1… ça favorise ou inhibe la glycolyse
favorise
peut soit phosphoryler le fructose-6-phosphate pour former du fructose-2,6-bisphosphate (c’est-à-dire, l’activer), soit déphosphoryler le fructose-2,6-bisphosphate pour le convertir en fructose-6-phosphate (c’est-à-dire, le désactiver).
PFK-2
pourquoi on peut dire que le fructose 2,6-biP est un activateur allostérique puissant de la PFK1 en post-prandial
lorsque le glucose est abondant, il augmente dans la cellule et active PFK1 ce qui active les voies de glycolyse
le fructose 2,6-biP est un inhibiteur ou activateur de la fructose 1,6-biphosphatase
c’est un inhibiteur de la fructose 1,6-biphosphatase, car ce dernier permet de regénérer le fructose-6P et du glucose lors de la néoglucogénèse
qu’est-ce qui produit plus d’ATP ? fermentatio ou glycolyse
glycolyse + phosphorylation oxydative (32 ATP par mole de glucose)qu
avantage de la fermentation lactique/alcoolique
c’est 100 x + rapide - souhaitable lors d’efforts musculaires intenses et de courtes durées
comment se nomme le carrefour du métabolisme aérobique des nutriments énergétiques
cycle de l’acide citrique / Krebs
nombre d’atomes de carbones de l’acétyl-CoA
2
lorsque le pyruvate rentre dans la mitochondrie, il devient de l’acétyl-CoA sous l’action de quoi
pyruvate déshydrogénase
où s’effectue la glycolyse
cytosol
comment est-ce que le pyruvate rentre dans la mitochondrie
membrane externe : tunnel aqueux formé par la porine
membrane interne (imperméable) : pyruvate translocase - transporteur spécifique - processus symport H+
explique la canalisation des métabolites (conversion du pyruvate en acétylCoA)
les métabolites ne diffusent pas dans le milieu, ils sont tout de suite pris en charge par l’enzyme suivante - 3 enzymes, 5 coenzymes - accroit la vitesse de réaction et empêche les réactions secondaires
régule la vitesse de réaction du pyruvate en Acétyl CoA
pyruvate déshydrogénase
lorsque la pyruvate déshydrogénase est phosphorylée, elle est active ou inactive
inactive (PDH-b)
qu’est-ce qui contrôle si la pyruvate déshydrogénase est active ou inactive
la PDH kinase qui implique différents effecteurs
quel est l’effet du calcium sur la régulation de la PDH
concentration intracell de calcium augmente lors de contraction musculaire et permet d’activer la PDH et de favoriser le cycle de Krebs
l’acétyl coA, le NADH et l’ATP (fortes concentrations) ont une action positive ou négative sur la PDH kinase
positive et inhibe PDH (inactif)
effet du pyruvate sur la PDH kinase
négatif, on veut favoriser le cycle du citrate
effet du dicholoracétate sur la régulation de la pyruvate déshydrogénase
produit utilisé dans le traitement de l’acidose lactique, car en bloquant la kinase, il active la PDH et favorise la direction du pyruvate vers le cycle de Krebs au détriment de la synthèse d’acide lactique
enzyme qui déphosphoryle la pyruvate déshydrogénase (PDH), la convertissant en sa forme active.
PDH phosphatase
effets de l’insuline dans le tissu adipeux sur la PDH phosphatase
positif (on veut le PDH actif)
nombre d’étapes de l’acide citrique
8
étapes réversibles de l’acide citrique
2,5,6,7,8
étapes irréversibles de l’acide citrique
1,3,4
lorsque j’ai une molécule l’acétyl CoA qui rentre dans le cycle de Krebs, il se lie à quoi
oxaloacétate pour générer le citrate
pour l’étape numéro 2 du cycle de Krebs, l’aconitase transforme le citrate en quoi
isocitrate
pour la réaction 3 (cycle de krebs), l’isocitrate déshydrogénase dépend de quoi comme cofacteur
NAD + (isocitrate en alpha-cétoglutarate)
l’alpha-cétoglutarate peut être utilisé pour produire quoi
glutamate
comment est formé le succinyl-coA (réaction 4 : cycle de Krebs)
action de l’alpha-cétoglutarate déshydrogénase sur l’alpha-cétoglutarate
formation du succinate (réaction 5 : cycle de Krebs)
action du succinyl-coA synthétase sur le succinyl-coA
formation du fumarate (réaction 6 : cycle de Krebs)
action du succinate déshydrogénase sur le succinate
formation du malate (réaction 7 : cycle de krebs)
action du fumarase sur le fumarate
formtion de l’oxaloacétate (réaction 8 : cycle de Krebs)
action du malate déshydrogénase sur le malate
il y a 1,5 ATP produit par le coenzyme Q (FADH) à quelle étape du cycle de krebs
étape 6 (sucinate en fumarate par le succinate déshydrogénase)
il faut combien de tours de cycles pour l’acide citrique
2 (1 molécule de glucose = 6 C, 2 molécules de pyruvate = 3C, 2 pyruvate = 2 Acétyl CoA)
nombre d’ATP par tour de cycle de l’acide citrique
10 ATP
bilan global de la dégradation du glucose (glycolyse, décarboxylation du pyruvate, cycle de l’acide citrique)
glycolyse : 7 ATP
Décarboxylation pyruvate (mitochondrie) : 5 ATP
Cycle de l’acide citrique (mitochondrie : 10 ATP x 2
pourquoi disons-nous que le cycle de l’acide citrique est une voie amphibolique
une voie pour équilibrer les différents substrats
voie amphibolique : le propionate peut donner quoi
succinyl-coA
voie amphibolique : l’histidine, la proline, la glutamine et l’arginine peuvent donner quoi
glutamate qui peut donner alpha-cétoglutarate
voie amphibolique : l’oxaloacétate peut donner quoi
aspartate
voie amphibolique : le pyruvate en acétyl-CoA (si j’en ai bcp) peut donner quoi
acides gras
voie amphibolique : qu’est-ce qui peut donner du phosphoénol pyruvate et du glucose
oxaloacétate
la vitesse du cycle du citrate est très sensibles à 6 composantes, lesquelles (si j’en ai moins, le cycle ralenti)
pyruvate, acétyl-CoA, citrate, isocitrate, alpha-cétoglutarate, oxaloacétate
plusieurs enzymes sont sensibles aux ratios de la régulation du cycle de l’acide citrique
ATP/ADP
NADH/NAD
et ion Ca2+
variante du cycle de l’acide citrique qui existe chez les plantes, bactéries et levures, mais pas chez les animaux qui permet de produire du glucose à partir de l’Acétyl-CoA
cycle du glycoxylate
où se passe le cycle du glycoxylate
dans une organelle propre aux plantes : glyoxysome
cycle du glyoxysome : on peut générer de l’acétyl-coA à partir de quoi
de l’acétate
cycle du glyoxysome : à la place du succinate, que donne l’isocitrate
glyoxylate
cycle du glyoxysome : que fait le glyoxylate
par l’action de la malate synthase, génère de l’acétyl-coA et libère du malate
cycle du glyoxysome : que fait le malate
retourne dans le cytosol, via la néoglucogénèse produit du glucose
comment est-ce que le fait que les hexokinases soient inhibé de façon allostérique par le glucose 6-phosphate = un des points de contrôle de la glycolyse
Dans le cas des hexokinases, la rétro-inhibition par le glucose 6-phosphate agit pour éviter une accumulation excessive de glucose-6-phosphate dans la cellule.
réactions constituants des points de contrôle dans la glycolyse sont
hexokinase, phosphofructokinase et pyruvate kinase
