Chapitre 3 Flashcards
Différence entre contrôle et régulation
Contrôle: s’exerce sur les enzymes de la voie en réponse à un stimuli.
Régulation: maintient le flux stationnaire de métabolites de toute la voie.
Activation/désactivation des enzymes pour:
- Éviter un excès ou déficit d’un intermédiare
- Fournir les intermédaires requis pour d’autres voies
2 types de contrôle
Contrôle de la transcription
Contrôle de l’activité enzymatique
Exemple de contrôle de la transcription
Hypoxia inducible factor (HIF) lors de conditions faibles en oxygène
Contrôle de l’activité enzymatique (3)
- Généralités sur les enzymes
- Allostérie
- Rétro-inhibition et pro-activation
Généralités sur les enzymes (explication)
- Possède site actif (liaison du substrat et transformation) et site de régulation (liaison de molécules activatrices ou inhibitrices.
- Régulation allostérique
Allostérie (explication)
-Effecteur allostérique qui induit un changement de conformation:
modifie le site de liaison et donc l’activité enzymatique (activation allostérique et inhibition allostérique)
-L’effecteur est souvent un métabolite de la voie métabolique
-Une enzyme peut avoir plusieurs effecteurs + et - sur des sites différents.
Rétro-inhibtion et pro-activation
rétro-inhibition:
- effecteur négatif
- métabolite final
- effet sur la 1e enzyme de la voie
- type fréquent de contrôle allostérique
pro-activation:
- effecteur positif
- contrôle allostérique moins fréquent
Absorption des trois glucides
Monosaccharides: <1% des glucides absorbés
Disaccharides: saccharose (30%) et lactose (10%)
Polysaccharides: amidon (60%)
Types de fibres alimentaires
Fibres insolubles (céréales): cellulose, ligine Fibres solubles (fruits, avoine): pectines, gommes
Fibres alimentaires importantes dans le processus digestif
- cellulose: stimule fonctions du côlon
- lignine: absorbe le cholestérol et diminue risques cardiaques
- pectine: ralentit l’absorption intestinale
Les autres glucides qui ne sont pas absorbés:
transformés en monosaccharides, absorbés et passent dans le sang
Glucose (12)
- Position centrale dans le métabolisme
- Précurseur de réactions biosynthétiques
- Oxydation complète (-2870 kJ.mol-1)
- Entreposé en amidon et glycogène
- Entre dans le voie pentose-phosphate
- Oxydé en composés de 3C dans la glycolyse
- Transporté dans le sang jusqu’aux cellules
- [glucose] libre dans les cellules est toujours faible (sauf dans la foie)
- Phosporylé rapidement pour entrer dans la glycolyse
- [glucose]extra»_space;> [glucose]intra
- Gradient de concentration (entrée passive des protéines GLUT)
- 500 résidus avec 12 hélices transmembranaires
GLUT1
cerveau, globules R
glucose haute affinité, galactose
GLUT2
Foie, pancréas
Glucose faible affinité, galactose, fructose
GLUT3
Cerveau, glucose haute affinité
GLUT4
Muscles, tissus gras
Glucose haute affinité, insuline dépendante
GLUT5
Petit intestin, sperme
Fructose
SGLUT1
Muqueuse intestinale
Glucose + sodium
Phase préparatoire de la glycolyse
- 5 réactions
- L’énergie de l’ATP est utilisé pour augmenter l’énergie libre des intermédiaires
- Convertis en glycéraldéhyde-3-phophate
Phase payante de la glycolyse
- 5 dernières étapes
- Gain d’énergie
- 1,3-BPG convertis en pyruvate
- Forme 2ATP et 2NADH
Glycolyse étape 1
Glucose : glucose-6-phosphate
Phosphorylation par héxokinase
-ATP
Glycolyse étape 2
Glucose-6-phosphate : fructose-6-phosphate
Isomérisation par phosphoglucose isomérase
Glycolyse étape 3
Fructose-6-phophate : fructose-1,6-biphosphate
Phosphorylation par phosphofructokinase 1
-ATP
Glycolyse étape 4
Fructose-1,6-biphosphate : Glycéraldéhyde-3-phosphate et dihydroxyacétone phosphate
Clivage par aldolase
C6 à C3
Glycolyse étape 5
Glycéraldéhyde-3-phosphate et dihydroxyacétone phosphate : 2x Glycéraldéhyde-3-phosphate
Isomérisation par triose phosphate isomérase
Glycolyse étape 6
2x glycéraldéhyde-3-phosphate : 2x 1,3-biphosphoglycérate
Oxydation par glycéraldéhyde-3-phosphate déhydrogénase
2NAD+ + 2Pi en 2NADH + 2H
Glycolyse étape 7
2x 1,3-biphosphoglycérate : 2x 3-phosphoglycérate
Transfert P par phosphoglycérate kinase
+2ATP
Glycolyse étape 8
2x 3-phosphoglycérate : 2x 2-phosphoglycérate
conversion par phosphoglycérate mutase
Glycolyse étape 9
2x 2-phosphoglycérate : 2x phosphénolpyruvate
Déshydratation par énolase
Dissociation de H2O
Glycolyse étape 10
2x phosphoénolpyruvate : 2x pyruvate
Transfert par pyruvate kinase
+2ATP
3 étapes irréversibles de la glycolyse
étapes 1,3,10
Bilan net de la glycolyse
Glucose +2NAD +2ADP +2Pi =
2pyruvate +2NADH +2H +2ATP +2H2O
NADH (suite à la glycolyse)
recyclé en NAD+
Voie anaérobie: réduction du pyruvate en lactate ou en éthanol
Voie aérobie: transfert des électrons à des navettes (malate-aspartate; glycérophosphate)
Les e transférés sont dans la mitochondrie et forme de l’ATP
Pyruvate (suite à la glycolyse)
Métabolisme anaérobie: fermentation lactique et fermentation alcoolique
Métabolisme aérobie: formation Acétyl-CoA, cycle de Krebbs, système de transport des électrons
Fermentation lactique
Pyruvate : L-Lactate
NADH + H en NAD+
Enzyme: lactate déhydrogénase
ΔG’0 = -25,1 kJ.mol-1
Fermentation alcoolique
pyruvate → acétaldéhyde → éthanol
pyruvate décarboxylase
dissociation CO2
alcool déhydrogénase
NADH + H → NAD+
Importance des 10 intermédiaires phosphorylés
- Membrane imperméable aux sucres phosphorylés
- Composés essentiels dans la conservation d’énergie
- Libération d’énergie de liaison
Voie d’entrée de la glycolyse (substrats)
glycogène amidon lactose tréhalose sucrose fructose mannose galactose
Effet Pasteur
boillion de levure: provoque augmentation de levure et diminution d’alcool
pas d’accumulation de lactate lorsque la consommation d’oxygène est initiée chez des cellules en anaéorbie
Métabolisme aérobie vs anaérobie
Effet Warburg
cellules cancéreuse utilisent la glycolyse et la fermentation lactique (tumeurs qui grandissent rapidement on glycolyse 200x plus vite
Warburf propose que ce changement de métabolisme était le cause du cancer
3 étapes de néoglucogénèse qui remplacent la glycolyse
Étape 10 glycolyse:
2x pyruvate → 2x oxaloacétate → 2x phosphoénolpyruvate
Enzymes: pyruvate carboxylase et PEP carboxykinase
Étape 3 glycolyse:
Fructose-1,6-biphosphate → fructose-6-phosphate
Enzyme: fructose-1,6-biphosphatase
Étape 1 glycolyse:
Glucose-6-phosphate → glucose
Enzyme: glucose-6-phosphatase
Étape 1 néoglucogénèse (étapes)
- pyruvate en oxaloacétate (mitochondrie)
- oxaloacétate en malate (mitochondrie)
enzyme: malate déhydrogénase mitochondriale (utilise NADH) - transport hors de la mitochondrie
- malate en oxaloacétate (cytosol)
enzyme: malate déhydrogénase cytosolique (régénère NADH) - oxaloacétate en PEP (cytosol)
Bilan net de la néoglucogénèse
2 pyruvate+4ATP+2GTP+2NADH+2H+4H2O →glucose +4ADP +2GDP+6Pi+2NAD+
Autres voie métaboliques (substrats)
Lactate en pyruvate (forme NADH dans le cytosol)
Intermédiaires à 4C, 5C et 6C : cycle de Krebbs
Acides aminés glucogéniques: dérivés des protéines (transformés en pyruvate)
Jamais les acides gras: sont transformés en Acétyl-CoA (pyruvate→Acétyl-CoA irréversible)
Si la glycolyse et le néoglucogénèse se passent simultanément?
consommation ATP + énergie dissipée sous forme de chaleur, donc perte nette d’énergie.
Principaux mécanismes de régulation
- Fluctuations des substrats et produits (court terme)
- Régulation allostérique d’enzymes (court terme)
- Mécanismes hormonaux (moyen terme)
- Ajustement de la transcription (long terme)
Plus Km augmente : ?
moins l’enzyme a l’affinité pour son substrat
Enzyme allostérique
Enzyme qui change de conformation après liaison d’un effecteur (activation ou inhibition) sur son site allostérique
+ d’insuline que de glucagon? (mécanismes hormonaux)
augmentation de l’oxydation du glucose, la synthèse du glycogène, la synthèse des lipides et la synthèse des protéines
+ de glucagon que d’insuline? (mécanismes hormonaux)
augmentation de la néoglucogénèse et la glycogénolyse
Ajustement de la transcription
HIF qui est régulé par l’absence de O2: augmente l’expression des enzymes de la glycolyse et des transporteurs de la glucose
3 enzymes régulés dans la glycolyse
Hexokinase
Phosphofructokinase 1
Pyruvate kinase
2 types de hexokinases régulés
Hexokinases II -muscles
Hexokinases IV -foie
Hexokinase II
Forte affinité pour le glucose
Pas affecté par la concentration de glucose
Inhibé par l’augmentation de G-6-P
Hexokinase IV
- Enzyme allostérique (sigmoide)
- [glucose] cytosol s’équilibre avec [glucose] sanguin, donc régulation directe
- [glucose] sanguin augmente: hépatocytes le convertissent en G-6-P
- Pas inhibé par le G-6-P
- Inhibé par protéine régulatrice du foie
PFK-1 (régulation)
- [ATP] augmente: diminue affinité de PFK-1 pour le F-6-P
- [ATP] diminue: active PFK-1
- [citrate] augmente: inhibe PFK-1
Pyruvate Kinase (régulation)
- Inhibition par [ATP], [acétyl-CoA] et [acides gras à longues chaines]
- Inhibition par [alanine] (acide aminé donc produit par pyruvate)
- Activation par [F-1,6-BiP]
Qu’est-ce qui arrive si le lactacte s’accumule dans le foie après un exercice intense? (néoglucogénèse)
Il se transforme en pyruvate (lactate déshydrogénase) et l’oxaloacétate se transforme TOUT DE SUITE en PEP à cause de la production de NADH + H+.
Le NADH est faible dans le cytosol, 100x moins que dans la mito.
Si [glucose sanguin] augmente (Hexokinases IV)
Il y a compétition entre glucose et F-6-P, Hexokinase-IV se dissocie de la protéine régulatrice et il y a activation.
Effet du Fructose-1,6-biphosphate
Accélère la glycolyse (active le PFK-1)
Ralentit la néoglucogénèse (inhibe FBP-ase1)
Pourquoi faut-il changer l’oxaloacétate au malate dans la mitochondrie?
La membrane mitochondriale n’a pas de transporteur pour l’oxaloacétate
