Chap 4: Métabolisme des glucides PARTIE 2 Flashcards
1
Q
Quelles enzymes doit être déphosphorylées pour activer la glycogénogenèse?
A
La glycogène synthase (actif) et la glycogène phosphorylase (inactif)
2
Q
Complétez la phrase:
En absence d’insuline, la …..
hépatique (et musculaire) se
trouve sous la forme
phosphorylée et inactive. Par contre, la ….. se trouve sous la forme phosphorylées et active
A
1.glycogène syntase (GS)
2. glycogène phosphorylase (GP)
3
Q
La GS et la GP sont
phosphorylées sous l’action
de la….?
A
La GP/GS kinase
4
Q
Vrai ou Faux: En période postprandiale, le GS est activé par l’insuline via la
phosphatase PP1.
A
Vrai
5
Q
Lorsque la phosphatase PP1 est activée par l’action de l’insuline, elle va agir sur 3
enzymes. Quelles sont-elles?
A
- GP/GS kinase
- Glycogène synthase
- Glycogène phosphorylase
6
Q
Que se passe-t’il lorsque la phosphatase PP1 déphosphoryle le GP/GS kinase et le GS ?
A
La glycogénolyse est inhibée
7
Q
La déphosphorylation de la glycogène synthase mène à quoi?
A
- Une restitution de son activité
- À l’activation de la glycogénogenèse
8
Q
Le glucagon active la glycogène phosphorylase via quoi ?
A
La protéine kinase dépendante de l’AMP cyclique (AMPc), la PKA
9
Q
Qui produit l’AMPc?
A
L’adénylate cyclase
10
Q
Vrai ou Faux: En présence d’AMPc, produit par l’adénylate cyclase, la PKA phosphoryle la GP/GS kinase pour la rendre active
A
Vrai
11
Q
Qu’est-ce qui permet d’activer la glycogénolyse et inhiber la glycogénogenèse?
A
En même temps que le GP est activé par la GP/GS kinase, le GS est préservé
inactif sous la forme phosphorylée par l’action de la GP/GS kinase,
12
Q
L’hydrolyse du glycogène permet quoi?
A
La libération de glucose-1P qui sera isomérisé en glucose-6P et ensuite transformé en glucose
13
Q
Pour quelle raison le glucose est sécrété par le tissu hépatique?
A
Pour normaliser une hypoglycémie
14
Q
Quelles sont les 4 particularités du muscle squelettique par rapport au foie ?
A
- Il n’exprime pas les récepteurs au glucagon.
- Il n’exprime pas la protéine glucose 6-phosphatase.
- Il exprime les récepteurs à l’insuline et les récepteurs à l’adrénaline.
- La glycogénolyse est activée lorsque le taux de calcium augmente dans le
sarcoplasme en réponse à l’adrénaline, lors d’une activité physique intense ou en situation de stress (physique ou émotif).
15
Q
Lorsque la glycogénolyse est activée dans le muscle squelettique, que se passe-t’il avec le glucose 6-Phosphate?
A
Il demeure dans
le sarcoplasme et il est consommé sur place pour assurer les besoins énergétiques lors des contractions musculaires
16
Q
Quelles sont les étapes de l’activation de la glycogène phosphorylase musculaire par l’adrénaline?
A
- L’adrénaline active
une cascade de signalisation
impliquant une protéine G
couplée au récepteur a-adrénergique qui active la voie de la phospholipase C-gamma (PLC-y). - L’activation de la PLC-y induit la libération du calcium du réticulum endoplasmique.
- L’augmentation de Ca2+
intracellulaire active la protéine kinase calmoduline-dépendante (CaM kinase) - Dans les dernières
étapes de la cascade de
signalisation, la CaM
kinase phosphoryle le
GP/GS kinase. - À son tour, le GP/GS
kinase active la GP afin
d’activer la glycogénolyse. - En même temps, le
GP/GS kinase phosphoryle la GS qui devient inactif, ce qui
permet d’inhiber la glycogénogenèse.
17
Q
Quels sont l’activateur et les 2 inhibteurs, par régulation allostérique, de la glycogène phosphorylase hépatique/musculaire?
A
Activateur:
AMP non cyclique (signe d’une baisse de l’énergie cellulaire)
Inhibiteurs:
Glucose 6-P et ATP (signe d’une hausse de l’énergie cellulaire)
18
Q
Définition de la glycolyse
A
Ensemble des réactions qui permet d’oxyder le glucose en deux molécules de pyruvate
19
Q
Qui suis-je: Je suis principale voie métabolique d’utilisation des hexoses, notamment du glucose mais aussi indirectement le fructose et le galactose alimentaires qui sont convertis en glucose dans le foie.
A
La glycolyse
20
Q
Vrai ou Faux: La glycolyse se déroule entièrement dans la mitochondrie
A
Faux: dans le cytoplasme/cytosol
21
Q
Quelles sont les deux grandes phases de la glycolyse?
A
- La phase d’investissement d’énergie
- La phase de libération d’énergie
22
Q
Vrai ou Faux: La glycolyse ne nécessite pas d’oxygène
A
Vrai
23
Q
Vrai ou Faux: Parmi les rx d’oxydoréduction de la glycolyse on retrouve l’oxydation du glucose en pyruvate et la réduction du coenzyme NAD+ en NADH+H+.
A
Vrai
24
Q
Combien de molécules d’ATP sont synthétisées au cours de la glycolyse?
A
2
25
Les dix réactions de la glycolyse peuvent se décomposer en 3 phases. Quelles sont-elles?
1. Activation du glucose (rx 1à 3)
2. Scission du fructose-1,6-biphosphate (rx 4 et 5)
3. Oxydation du glucide et formation d'ATP (rx 6 à 10)
26
Qu'elle est la rx 1 de la glycolyse?
la phosphorylation du glucose pour produire un glucose-6-phosphate (glucose-6P) sous l’action de l'hexokinase (glucokinase dans le foie).
27
Qu'implique la rx 1 de la glycolyse?
La consommation d’une première molécule d’ATP.
28
Pourquoi lors de la glycolyse le glucose et le pyruvate ne diffusent pas à l'extérieur de la cellule?
Car tous les intermédiaires entre le glucose et le pyruvate sont phosphorylés ce qui leur confère une charge négative nette à pH 7
29
Qu'elle est la rx 2 de la glycolyse?
le glucose-6P est réorganisée pour produire du fructose-6P par la phosphoglucoisomérase
30
Qu'elle est la rx 3 de la glycolyse?
phosphorylation du fructose-6P aux dépends d’un second ATP par la phosphofructokinase-1 (PFK-1).
31
Que fournissent les rx 2 et 3 de la glycolyse?
L'énergie d'activation servant à amorcer les étapes
ultérieures de la voie
32
Qu'elle est la rx 4 de la glycolyse?
Sous l'action d'une aldolase, le fructose-1,6-bisP est scindé en deux trioses phosphates interconvertibles: le GAL-3P et le DHAP.
33
Qu'elle est la rx 5 de la glycolyse?
Seul le GAL-3P intervient dans la suite des réactions, le
DHAP est isomérisé en GAL-3P par une triosephosphate isomérase
34
Qu'elle est la rx 6 de la glycolyse?
Sous l'action du GAL-3P déshydrogénase (GAPDH), le
GAL-3P subit une oxydation en présence de NAD+ et de Pi ce qui permet de produire un NADH+H+ et le 1,3-biphosphoglycérate
35
Vrai ou Faux: la rx 6 de la glycolyse est très endergonique
Faux. Elle est très exergonique, ce qui permet de produire un NADH+H+ et le 1,3-biphosphoglycérate
36
Qu'elle est la rx 7 de la glycolyse?
une première déphosphorylation du 1,3-biphosphoglycérate par la
phosphoglycérate kinase va donner du 3 phosphoglycérate (3-PGA) et
convertir une molécule d’ADP en ATP.
37
Lors de la rx 7 de la glycolyse, qu'est-ce qui est produit et comment?
4 molécules d'ATP puisque les groupements P des deux 1,3-biphosphoglycérate sont
hydrolysés ce qui libère assez d'énergie pour la production des ATPs
38
Qu'elle est la rx 8 de la glycolyse?
Isomérisation du 3 phosphoglycérate en 2-phosphoglycérate par la phosphoglycérate mutase
39
Qu'elle est la rx 9 de la glycolyse?
Déshydratation du 2-phosphoglycérate en phosphoénol pyruvate par l'énolase
40
Qu'elle est la rx 10 de la glycolyse?
Déphosphorylation du PEP par la pyruvate kinase ce qui donne comme produit 2 molécules de pyruvate
41
Qu'arrivera-t'il au 2 pyruvate formés lors de la glycolyse?
Ils seront par la suite transformées soit par le cycle de Krebs (en aérobie), soit par fermentation lactique (en anaérobie).
42
Quelles sont les 3 enzymes qui régule la vitesse de la glycolyse?
1. Hexokinase/glucokinase (rx 1)
2. Phosphofructokinase-1 (PFK-1, rx 3)
3. Pyruvate kinase (rx 10)
43
Qu'est-ce qui inhibe l'hexokinase?
Son propre produit, le glucose 6-phosphate
44
Quel sont les 2 types de régulation de l'hexokinase
1. Par inhibition compétitive au niveau du site actif
2. Par effet allostérique au niveau d'un site effecteur
45
Quel est le rôle de l'hexokinase?
Éviter que les cellules accumulent du glucose quand la concentration cellulaire du glucose-6P est élevée
46
Qu'est-ce que la glucokinase?
Un enzyme qui est l'isoforme hépatique de l'hexokinase
47
Vrai ou faux: la glucokinase a un KM élevé pour le glucose (10 mM) et il demeure donc inactif à faibles concentrations en glucose cytosolique. On peut donc conclure que la glucokinase est activée seulement lorsqu'il y a des fortes concentration de glucose cytosoliques (> 10mM)
Vrai
48
Pourquoi la glucokinase n'est pas inhibée par le glucose 6-phosphate?
Le glucose-6P est le point de départ de la glycolyse mais aussi de la glycogénogenèse dans le foie. Comme la glucokinase a un Km élevé pour le glucose, elle permet la glycogénogenèse hépatique quand le taux de glucose sanguin est élevé.
49
Que permet la glucokinase?
De préserver le glucose pour d'autres tissus, notamment les tissus gluco-dépendants
50
Vrai ou Faux: l'hexokinase retrouvée dans le foie a un Km de 0,2 mM et est inhibiée par le glucose 6-phosphate
Faux, c'est la glucokinase dans le foie et l'hexokinase dans le muscle.
51
Vrai ou Faux: La glucokinase a un km de 10mM et est inhibée par le glucose 6-phosphate.
Faux, elle est NON inhibée par le glucose 6-P
52
Que fait la pfk1 dans la glycolyse?
synthèse de fructose 1,6-bisP à partir du fructose 6-P
53
Vrai ou Faux: La pfk-1 est régulée de manière allostérique dans tous les tissus
Vrai
54
Quels sont les 2 activateurs et inhibiteurs de la pfk-1?
Activateurs: AMP et ADP*
Inhibiteurs : ATP et citrate
* Au niveau hépatique, le
PFK-1 est finement régulé
par les modifications de la
concentration en fructose
2,6-bisP. Donc pour le fois, le fructose 2,6 bisP serait un activateur du PFK-1
55
Par quoi est produit le fructose 2,6 bisP?
à partir d’une fraction du fructose 6-P par un complexe enzymatique bifonctionnel situé à l’extérieur de la voie de la glycolyse:
Phosphofructokinase-2/fructose-2,6-bisphosphatase-2 (PFK-2/FBP-2)
56
Vrai ou Faux: La PFK-1 est régulée par le complexe PFK-2/FBP-2 dont l'activité, sous
contrôle du glucagon et de l’insuline, sera différente selon son état de
phosphorylation.
Vrai
57
Le récepteur de l'insuline active quoi?
Le PP1
58
Par l'action du PP1, activé par l'insuline, qu'arrivera-t'il au complexe PFK-2/FBP-2?
Il sera déphosphorylé et
catalysera la réaction de formation de fructose-2,6-bisP à partir de fructose-
6P. Cela causera une activation de PFK-1 par
le fructose-2,6-bisP et une accélération de la glycolyse
59
Le récepteur du glucagon active quoi?
le PKA
60
Par l'action du PKA, activé par le glucacon, qu'arrivera-t'il au complexe PFK-2/FBP-2?
Il sera phosphorylé et le FBP2 catalysera la réaction de formation de fructose-6P à
partir de fructose-2,6-bisP. Cela causera une inhibition de PFK-1 par absence de fructose-2,6-bisP et un
ralentissement de la glycolyse
61
Vrai ou Faux: le pyruvate suit des voies cataboliques différentes selon l'organisme et de la disponibilité de l’oxygène au moment où il est produit
Vrai
62
Que subit le pyruvate dans les cellules humaines en aérobies?
Une décarboxylation oxydative
63
Définition de décarboxylation oxydative
l’oxydation du pyruvate en acétyl-CoA et en dioxyde de carbone avec transfert des protons vers le NAD+
64
Où se produisent le cycle de krebs et la phosphorylation oxydative?
Dans la mitochondrie (la glycolyse = dans le cytosol)
65
Que peut faire le foie avec le pyruvate?
Il peut le reconvertir en glucose 6-phosphate et l'emmagasiner sous forme de glycogène ou lui enlever son groupement P et le libérer dans le sang si la glycémie est basse
66
Par quoi le pyruvate est transporté du cytosol vers la matrice mitochondriale?
le symport H+/pyruvate
translocase de la membrane interne
67
Quelles sont les 3 réctions d'oxydation du pyruvate en acétyl-coA?
1. La première réaction retire la fonction carboxyle et libère un CO2.
2. La seconde réaction réduit le NAD+ en NADH+H+.
3. La troisième étape ajoute un coenzyme A au groupement acétyl (-CO-CH3
68
l'oxydation du pyruvate en acétyl-coA est catalysée par quelle enzyme
la pyruvate déshydrogénase (PDH)
69
l'oxydation du pyruvate en acétyl-coA par la PDH est fait en milieu aérobique ou anaérobique?
aérobique
70
Lors de la réduction du pyruvate en anaérobie, que fait le NADH+H+?
Il redonne ses atomes H+ au pyruvate
71
Définition de la fermentation lactique
Processus de réduction du pyruvate en lactate
71
Quelle enzyme catalyse la fermentation lactique?
La lactate déshydrogénase (LDH)
71
Quel est le rôle de la fermentation lactique?
Assurer l’oxydation du NADH+H+ en NAD+ consommé lors de
l'oxydation du GAL-3P en 1,3-bisphosphoglycérate (réaction #6 de la glycolyse)
72
Que permet la fermentation lactique?
Elle permet à la glycolyse de se maintenir en absence d'oxygène
73
Que cause la poursuite prolongée du métabolisme en anaérobie?
Elle entraîne un
déséquilibre acidobasique,
74
Quelles cellules ne sont pas affectées par le déséquilibre acidobasique?
les globules rouges
75
Qui suis-je: Je suis la méthode transitoire de
production rapide d’ATP
La production de lactate en anaérobie
75
Qui suis-je: Nous sommes les seuls organes où les conditions totalement
anaérobies peuvent persister «longtemps» sans endommager nos tissus
Les muscles squelettiques
75
Est-ce que le muscle cardiaque et l'encéphale peuvent survivre en période d'anaérobie?
les muscles cardiaque: une courte période
l'encéphale : non la période est inexistante
76
Quelle est l'importance de la fermentation lactique?
Elle permet de transformer le
pyruvate en lactate et de régénérer le NAD+ qui pourra à nouveau être utilisé
dans la glycolyse.
77
Quelles sont les deux familles d'enzymes qui régulent la PDH eucaryote?
1. PDH phosphatases (activatrice)
2. PDH kinases (inhibitrice)
78
Comment sont activées les PDH kinases?
Activées si la concentration en [ATP], en [NADH+H+] ou en [acétyl-CoA] augmente
79
Comment sont inhibées les PDH kinases?
Inhibées si la concentration en [ADP], en [NAD+] ou en [CoASH] augmente
80
Quelle est la seule hormone connue pour augmenter l'activité de la PDH?
l'insuline
81
Vrai ou Faux: L'insuline active les PDH phosphatases
Vrai
82
Quel est le but des PDH phosphatases?
Utiliser l’acétyl-CoA comme substrat pour la synthèse des acides gras
83
Comment la PDH est activée dans le muscle?
Une PDH phosphatase sensible au Ca2+ enlève les résidus phosphates rendant la PDH sous une forme active.
84
Qui est l'activateur allostérique des PDH phosphatases?
Le Ca2+ cytosolique
85
Quel est le but des PDH phosphatases dans le muscle?
Stimuler le métabolisme énergétique durant l'exercice
86
Définition de la gluconéogenèse
Ensemble de réactions menant à la synthèse du glucose à partir de composés non-glucidiques
87
Qui suis-je: Je suis la voie centrale qui utilise en
partie les mêmes voies métaboliques que la glycolyse
La conversion du pyruvate en glucose
88
Quelles sont les principales sources de glucose par gluconéogenèse?
1. Le lactate (cycle de Cori)
2. Le glycérol (lipolyse adipocytaire)
3. L’alanine (cycle de l’alanine-glucose) et autres acides aminés
89
Dans quels cas la gluconéogenèse est très active?
Dans le cas du jeûne et du diabète.
90
Dans quel organe trouvons-nous près du 90% du glucose néoformé?
Dans le foie
91
Complétez la phrase suivante: dans le cas de jeûne prolongé la contribution des .... et des .... devient très importante (jusqu'à 25%)
reins, intestins
92
Vrai ou Faux: la gluconéogenèse est l'inverse de la glycose.
Faux, elle n'est pas l'inverse
93
Pourquoi la gluconéogenèse n'est pas l'inverse de la glycolyse?
Car trois réactions de la glycolyse sont irréversibles et se situent au niveau des sites de contrôle. Pour contourner ces 3 difficultés, la cellule fait appel à d’autres réactions
thermodynamiquement plus favorables avec la coopération des mitochondries
94
Quelles sont les trois rx irréversibles de la glycolyse?
1. Glucose + ATP → glucose 6-P + ADP (enzyme: GK)2
2. Fructose 6-P + ATP → Fructose-1,6-bisP + ADP (enzyme: PFK 1)
3. PEP + ADP → Pyruvate + ATP (enzyme: PK)
95
Vrai ou Faux: la gluconéogenèse a aussi trois rx irréversibles
Vrai
96
Quelle est la première rx irréversible de la gluconéogenèse?
97
Quelle est la deuxième rx irréversible de la gluconéogenèse?
98
Quelle est la troisième rx irréversible de la gluconéogenèse?
99
Quelles sont les enzymes impliquées dans la deuxième rx irréversible de la gluconéogenèse?
1. Fructose biphosphatase-1
(FBP-1), cytosol
2. Complexe PFK-2/FBP-2,
cytosol
100
Quelle est l'enzymes impliquée dans la troisième rx irréversible de la gluconéogenèse?
1. Glucose 6-phosphatase (RE)
101
Définition cycle de Cori
cycle métabolique qui se déroule entre le foie et le muscle et permet de transformer en glucose, le lactate produit par le muscle en contraction intense
102
Comment le lactate est formé dans le muscle en anaérobie?
Le pyruvate est réduit en lactate par le lactate DH
103
Comment le lactate est formé dans le foie en aérobie?
le lactate est oxydé en
pyruvate par le LDH.
104
Définition du cycle alanine-glucose
cycle métabolique entre le foie et le muscle permettant de transformer en glucose les acides aminés libérés, sous forme d’alanine, par le muscle
105
Vrai ou Faux: Le pyruvate est «obligatoirement» transaminé et non pas réduit en lactate dans le muscle pour former de l’alanine.
Vrai
106
Lorsque l'alanine formée est libérée par le muscle, que fait-elle?
Elle se rend au foie où elle est transaminée. Le pyruvate produit servira à la gluconéogenèse. Sa fonction amine servira à former du
glutamate afin de produire de l’urée
107
La gluconéogenèse peut avoir lieu à partir de certains acides aminés. Lesquels?
AA glycogène (soit deviennent du pyruvate ou de l'oxaloacétate)
108
Certains produits de la gluconéogenèse peuvent provenir du glycérol. Lesquels sont-ils?
Glycérol-3P (Dihydroxyacétone-P +
Glycéraldéhyde-3-P)
109
Certains produits de la gluconéogenèse peuvent provenir des substrats du cycle de Krebs. Lesquels sont-ils?
Oxaloacétate, citrate, malate et fumarate
110
Dans le foie et les autres organes, le PFK-1 est régulé comment?
- positivement par l’AMP et l’ADP
- négativement par le citrate et l’ATP
111
Dans le foie, la FBP-1 subit une régulation inverse. Par quoi est-elle activée et inhibée?
- Activée par le citrate et l’ATP
– Inhibée par l’AMP et l’ADP.
112
Quelles sont les enzymes concernées de la régulation allostérique de la glycose?
Phosphofructokinase-1 (PFK-1) : Fructose 6P ↔ fructose 1,6 bisP
113
Quelles sont les enzymes concernées de la régulation allostérique de la gluconéogenèse?
Fructose 1,6 bisphosphatase-1 (FBP-1) : fructose 1,6 bisP ↔ Fructose 6P
114
Dans le foie, le catabolisme et l’anabolisme du fructose-6P sont régulés par quoi?
le complexe enzymatique PFK-2/FBP-2. Il catalyse la réaction réversible Fructose 6P ↔ fructose 2,6 bisP
115
Complétez la phrase suivante:
Les activités PFK-2 et FBP-2
sont sous le contrôle du
... et de l’......, et elles seront activées selon l’........du
complexe.
glucagon, insuline, état de phosphorylation
116
Vrai ou Faux: l'insuline active le PP1 qui catalyse la déphosphorylation du complexe PFK-2/FBP-2.
Vrai
117
Que cause la la déphosphorylation du complexe PFK-2/FBP-2. ?
L'augmentation de l’activité de PFK-2 et diminution de l’activité de FBP-2.
118
L'augmentation de l’activité de PFK-2 et diminution de l’activité de FBP-2 engendrent quoi?
Une hausse en fructose 2,6-bisP → activation de PFK-1 et inhibition de FBP-1. Donc, la glycolyse est accélérée, la gluconéogenèse est ralentie
119
Vrai ou faux: le glucagon induit la phosphorylation du complexe PFK-2/FBP-2 via la voie AMPc/PKA.
Vrai
120
La phosphorylation du complexe PFK-2/FBP-2 via la voie AMPc/PKA cause quoi?
La réduction de l’activité de PFK-2, augmentation de celle de FBP-2.
121
La réduction de l’activité de PFK-2, augmentation de celle de FBP-2 engendrent quoi?
Une baisse en fructose 2,6-bisP → activation de FBP-1, inhibition de PFK-1. Donc la glycolyse est ralentie, la gluconéogenèse est accélérée
