CHAPITRE 3 partie 2 Flashcards
PLAN SCHÉMATIQUE : GLYCOLYSE
OXYDATION / RÉDUCTION DU PYRUVATE
LA GLYCOLYSE
- Ensemble des réactions qui permet d’… le glucose en ? molécules de ….
- C’est la principale voie métabolique d’utilisation des …, notamment du … mais aussi indirectement le … et le … alimentaires qui sont convertis en glucose dans le foie.
- La glycolyse se déroule entièrement dans le … (ou …) et peut être décomposée schématiquement en deux étapes
- Ensemble des réactions qui permet d’oxyder le glucose en 2 molécules de pyruvate
- C’est la 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.
- La glycolyse se déroule entièrement dans le cytoplasme (ou cytosol) et peut être décomposée schématiquement en deux étapes
Nomme les 2 phases de la glycolyse
- Phase d’investissement d’énergie
- Phase de libération d’énergie
PHASE 1 GLYCOLYSE : INVESTISSEMENT D’ÉNERGIE
= activation du glucose afin de le transformer en … : … (GAL-3P) + consommation de ? ATP
= activation du glucose afin de le transformer en deux trioses phosphates: glycéraldéhyde 3-phosphate (GAL-3P) + consommation de 2 ATP
PHASE 2 GLYCOLYSE : LIBÉRATION ÉNERGIE
= remboursement de la phase d’activation en produisant ?
= remboursement de la phase d’activation en produisant 4 ATP
GLYCOLYSE
La glycolyse ne nécessite pas d’…
Oxygène
GLYCOLYSE
Au cours de ce processus, les diverses réactions d’oxydoréduction comportent:
- L’… du glucose en … et
- La … du coenzyme NAD+ en ….
Ces réactions d’oxydoréduction sont couplées à la synthèse nette de ? molécules d’….
Au cours de ce processus, les diverses réactions d’oxydoréduction comportent:
- L’oxydation du glucose en pyruvate et
- La réduction du coenzyme NAD+ en NADH+H+.
Ces réactions d’oxydoréduction sont couplées à la synthèse nette de deux molécules d’ATP.
GLYCOLYSE
Bilan final de l’oxydation de chaque mole de glucose:
* il faut : ? moles de NAD+, ? moles d’ADP et ? moles de Pi (H2PO4-)
- pour produire : ? moles de pyruvate, ? moles de NADH+H+, ? moles d’ATP et ? moles d’eau
C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ -> 2 CH3-CO-COOH + 2 ATP + 2 H2O + 2 NADH+H+
Bilan final de l’oxydation de chaque mole de glucose:
* il faut : 2 moles de NAD+, 2 moles d’ADP et 2 moles de Pi (H2PO4-)
- pour produire : 2 moles de pyruvate, 2 moles de NADH+H+, 2 moles d’ATP et 2 moles d’eau
LES 10 ENZYMES IMPLIQUÉES DANS LES 10 ÉTAPES DE LA GLYCOLYSE
NOMME LES 5 IMPORTANTES
- Hexokinase/Glucokinase
- Phosphoglucoisomérase
- Phosphofructokinase-1
- Aldolase
- Triosephosphate isomérase
- Glycéraldéhyde 3-P déshydrogénase
- Phosphoglycérate kinase
- Phosphoglycérate mutase
- Énolase
- Pyruvate kinase
RÉGULATION DE L’HEXOKINASE
Inhibiteur = son propre produit, le …
Inhibiteur = son propre produit, le glucose-6P
HEXOKINASE : PHOSPHORYLATION DU GLUCOSE
Deux types de régulation:
1) Par … au niveau du site actif
2) Par … au niveau d’un site effecteur
Rôle: pour que les cellules n’accumulent pas le … quand la concentration cellulaire du glucose-6P est ….
Deux types de régulation:
- Par inhibition compétitive au niveau du site actif
(PEUT EMPÊCHER hexokinase de phosphoryler le glucose)
- Par effet allostérique au niveau d’un site effecteur
(Change conformation de l’hexokinase)
Rôle: pour que les cellules n’accumulent pas le glucose quand la concentration cellulaire du glucose-6P est élevée.
⭐️Si le glucose s’accumule, on en a pas besoin = on le garde sous la forme non-phosphorylée (non-chargée) = s’associe à des transporteurs qui vont l’envoyer à l’extérieur de l’organisme car on en a pas besoin.
RÉGULATION DE LA GLUCOKINASE
Le glucokinase (GK) = … de l’hexokinase.
Le GK a un KM … pour le glucose (10 mM) et il demeure donc … à faibles concentrations en glucose cytosolique. (du cytosol)
Donc, activateur = glucose en … concentration (> 10 mM)
Le GK n’est pas inhibé par le ….
Raison: le glucose-6P est le … de la glycolyse mais aussi de la … dans le foie.
Le KM élevé du GK permet la … hépatique quand le taux de glucose sanguin est …
MAIS, quand la glycémie est faible, très peu de glucose est absorbé par le …
BUT: préserver le glucose pour d’autres …, notamment les tissus …
Le glucokinase (GK) = isoforme hépatique de l’hexokinase.
Le GK a un KM élevé pour le glucose (10 mM) et il demeure donc inactif à faibles concentrations en glucose cytosolique.
Donc, activateur = glucose en forte concentration (> 10 mM)
Le GK n’est pas inhibé par le glucose-6P.
Raison: le glucose-6P est le point de départ de la glycolyse mais aussi de la glycogénogenèse dans le foie.
Le KM élevé du GK permet la glycogénogenèse hépatique quand le taux de glucose sanguin est élevé.
MAIS, quand la glycémie est faible, très peu de glucose est absorbé par le **foie **
BUT: préserver le glucose pour d’autres tissus, notamment les tissus gluco-dépendants.
Prend un [10mM] pour quelle travaille à 50% de sa capacité.
Le kM des GLUT2 est de 15-20mM. Glycémie normale entre 5-6mMol. Donc GLUT2 très ralentit = envoie tout à l’extérieur du foie.
Mais en période postprandial, dépasse 20mM = tout le glucose entre à l’intérieur.
Pour la GK prends 10mM donc si glucose entre va être phosphoré dans les cellules hépatiques = empêche sorte a/n hépatique.
GLYCÉMIE ET KM DE GLUCOKINASE VS HEXOKINASE
Glycémie normale stable à ? g de glucose/L de plasma = 5.6 mM.
Hexokinase (muscle): Km= 0.2 mM, … par le glucose 6-P.
Glucokinase (foie): Km = 10 mM, non … par le glucose 6-P.
Glycémie normale stable à 1 g de glucose/L de plasma = 5.6 mM.
Hexokinase (muscle): Km= 0.2 mM, inhibé par le glucose 6-P.
Glucokinase (foie): Km = 10 mM, non inhibé par le glucose 6-P.
RÉGULATION DU PFK-1
PFK-1 : synthèse de fructose 1,6-bisP à partir du …
Régulation de type … dans tous les tissus:
Activateurs : … et …
Inhibiteurs : … et …
PFK-1 : synthèse de fructose 1,6-bisP à partir du fructose 6-P
Régulation de type allostérique dans tous les tissus:
Activateurs : AMP et ADP
Inhibiteurs : ATP et citrate
RÉGULATION DU PFK-1
Au niveau hépatique, le PFK-1 est finement régulé par les modifications de la … en … = activateur du PFK-1
Au niveau hépatique, le PFK-1 est finement régulé par les modifications de la concentration en fructose 2,6-bisP = activateur du PFK-1
TRUC DU PROF : ON VA CHEZ PFK 🍗
Magasin PFK succursale 1 : Phosphoryle le fructose a/n du carbone 1 = fructose1-6 biphosphate
PFK2 : Fait du fructose 2-6-biphosphate.
RÉGULATION DU PFK-1 PAR LE FRUCTOSE-2,6 BIPHOSPHATE (FOIE)
Le fructose 2,6-bisP est produit à partir d’une fraction du fructose 6-P par un complexe enzymatique bifonctionnel situé à l’extérieur de la voie de la glycolyse:
?
Le fructose 2,6-bisP est produit 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)
Phosphatase agit sur le complexe et agit sur le PFK2.
Transforme fructose 6-phosphate en fructose 2,6-biphosphate.
Celui-ci est le régulateur principal du PFK1 en réponse à l’insuline (situation d’hyperglycémie) = accélère glucose.
En absence de glucose 2-6 biphosphate la glucose est active mais au ralentit.
RÉGULATION DU PFK-1 PAR LE FRUCTOSE 2,6 BIPHOSPHATE (FOIE)
Le PFK-1 est régulé par le complexe PFK-2/FBP-2 dont l’activité, sous contrôle du … et de l’…, sera différente selon son état de …
Le PFK-1 est régulé 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.
ACTIVATION HORMONALE DU PFK-1 AU FOIE
L’insuline = hormone …
- Son récepteur active …
- Par son action, le complexe PFK-2/FBP-2 sera … et catalysera la réaction de formation de … à partir de fructose-6P
- Résultat: une activation de … par le fructose-2,6-bisP et une … de la glycolyse
L’insuline = hormone hypoglycémiante
Son récepteur active PP1
Par son action, le complexe PFK-2/FBP-2 sera déphosphorylé et catalysera la réaction de formation de fructose-2,6-bisP à partir de fructose-6P
Résultat: une activation de PFK-1 par le fructose-2,6-bisP et une accélération de la glycolyse
INHIBITION HORMONALE DU PFK-1 AU FOIE
Glucagon = hormone …
Son récepteur … PKA
PKA : … le complexe PFK-2/FBP-2 -> FBP2 catalysera la réaction de formation de … à partir de fructose-2,6-bisP
Résultat: une … de PFK-1 par … de fructose-2,6-bisP et un …. de la glycolyse.
au foie, nous verrons, la gluconéogenèse sera …
Glucagon = hormone hyperglycémiante
Son récepteur active PKA
PKA : phosphoryle le complexe PFK-2/FBP-2 -> FBP2 catalysera la réaction de formation de fructose-6P à partir de fructose-2,6-bisP
Résultat: une inhibition de PFK-1 par absence de fructose-2,6-bisP et un ralentissement de la glycolyse.
au foie, nous verrons, la gluconéogenèse sera activée
RÉGULATION DU PK (FOIE) *DERNIÈRE RX GLYCOLYSE
Hormonale: Au niveau … seulement.
Le PK est finement régulé par l’action de certaines hormones:
Glucagon : … du PK (via la …) pour l’…
Insuline : … (via la …) pour l’…
Hormonale: Au niveau hépatique seulement.
Le PK est finement régulé par l’action de certaines hormones:
Glucagon : phosphorylation du PK (via la PKA) pour l’inhiber
Insuline : déphosphorylation (via la PP1) pour l’activer.
GLUCOKINASE CONTRÔLÉ PAR LA [ ] DE GLUCOSE.
PAS DE CASCADE D’HORMONE QUI RÉGULE L’HEXOKINASE ET LA GLUCOSKINASE ATTENTION !!!
MÉTABOLISME DU PYRUVATE
Le pyruvate, qui contient encore la plus grande partie de l’énergie chimique provenant du … , suit des voies cataboliques différentes selon l’organisme et de la disponibilité de l’… au moment où il est produit
Le pyruvate, qui contient encore la plus grande partie de l’énergie chimique provenant du glucose, suit des voies cataboliques différentes selon l’organisme et de la disponibilité de l’oxygène au moment où il est produit
OXYDATION DU PYRUVATE PAR LE PDH EN AÉROBIE
Le pyruvate doit être transporté vers la matrice via le symport … de la membrane interne.
1) La première réaction retire la fonction … et libère un …
2) La seconde réaction réduit le … en ….
3) La troisième étape ajoute un … au groupement … (-CO-CH3).
Le pyruvate doit être transporté vers la matrice via le symport H+/pyruvate translocase de la membrane interne.
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).
RÉDUCTION DU PYRUVATE PAR LA LDH EN ANAÉROBIE
En anaérobie (Ex.: muscle en contraction rapide), le NADH+H+ redonne ses atomes … au …
Processus de réduction du … en … = «fermentation lactique», et est catalysé par le … (LDH).
Rôle: assurer l’oxydation du … en … consommé lors de l’oxydation du … en … (réaction #6 de la glycolyse).
Elle permet à la glycolyse de se maintenir en absence d’…!
En anaérobie (Ex.: muscle en contraction rapide), le NADH+H+ redonne ses atomes H+ au pyruvate.
Processus de réduction du pyruvate en lactate = «fermentation lactique», et est catalysé par le lactate déshydrogénase (LDH).
Rôle: 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).
Elle permet à la glycolyse de se maintenir en absence d’oxygène!
FERMENTATION LACTIQUE
Importance de la fermentation lactique = permettre de transformer le pyruvate en lactate et de régénérer le NAD+ qui pourra à nouveau être utilisé dans la glycolyse.
Quel est le bilan énergétique de la fermentation lactique. On produit 2 ATP. Glycolyse forme 2 molécules d’ATP qu’on transforme en lactate = puis va dans le sang.
PDH :
P : Pyruvate
NAD+
Coa-SH
Redonne :
Acétyl-Coa
+
NADH+H+
+
CO2 (car décarboxylation oxydation)
PAS DE PHOSPHATE.
Les PDH kinases sont la cibles des régulateurs allostériques.
RÉGULATION DE L’ACTIVITÉ DE LA PDH
La PDH eucaryote est régulée par deux familles d’enzymes qui lui sont associées dans la matrice mitochondriale
- les PDH phosphatases (action …)
- les PDH kinases (action …)
La PDH eucaryote est régulée par deux familles d’enzymes qui lui sont associées dans la matrice mitochondriale
- les PDH phosphatases (action activatrice)
- les PDH kinases (action inhibitrice)
RÉGULATION ALLOSTÉRIQUE DE L’ACTIVITÉ DE LA PDH
Au niveau des PDH kinases
Activées si la concentration en […], en […] ou en […] augmente: la PDH est …
Inhibées si la concentration en […], en […] ou en […] augmente: la PDH est …
Au niveau des PDH kinases
Activées si la concentration en [ATP], en [NADH+H+] ou en [acétyl-CoA] augmente: la PDH est inactive
Inhibées si la concentration en [ADP], en [NAD+] ou en [CoASH] augmente: la PDH est active
RÉGULATION HORMONALE DE L’ACTIVITÉ DE LA PDH
L’insuline est la seule hormone connue pour augmenter l’activité de la …
Mécanisme:
Activation des ….
But:
Utiliser l’… comme substrat pour la synthèse des …
L’insuline est la seule hormone connue pour augmenter l’activité de la PDH.
Mécanisme:
Activation des PDH phosphatases.
But:
Utiliser l’acétyl-CoA comme substrat pour la synthèse des acides gras
RÉGULATION DE LA PDH DU MUSCLE
Dans le muscle, une PDH phosphatase sensible au … enlève les résidus … rendant la PDH sous une forme …
Le Ca2+ cytosolique = …. des …
But: stimuler le métabolisme énergétique durant l’exercice.
Dans le muscle, une PDH phosphatase sensible au Ca2+ enlève les résidus phosphates rendant la PDH sous une forme active.
Le Ca2+ cytosolique = activateur allostérique des PDH phosphatases.
But: stimuler le métabolisme énergétique durant l’exercice.
DIFFÉRENCE GLYCOLYSE VS NÉOGLUCOGÉNÈSE
2e RÉACTION IRRÉVERSIBLE NÉOGLUCOGENÈSE À PARTIR DU PYRUVATE
Enzymes impliqués
- Fructose biphosphatase-1 (FBP-1), cytosol
- Complexe PFK-2/FBP-2, cytosol
3e RÉACTION IRRÉVERSIBLE DE LA GLUCONÉOGENÈSE À PARTIR DU PYRUVATE
Enzymes impliqués
- Glucose 6-phosphatase (RE)
GLUCONÉOGENÈSE À PARTIR DU LACTATE
Le cycle de Cori = «cycle métabolique qui se déroule entre le … et le … et permet de transformer en glucose, le … produit par le muscle en …».
Dans le muscle, en … (surplus en NADH+H+), le pyruvate est réduit en … par le ….
Dans le foie, en … (surplus en NAD+), le lactate est oxydé en … par le …
Le 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».
Dans le muscle, en anaérobie (surplus en NADH+H+), le pyruvate est réduit en lactate par le lactate DH.
Dans le foie, en aérobie (surplus en NAD+), le lactate est oxydé en pyruvate par le LDH.
GLUCONÉOGENÈSE À PARTIR DE L’ALANINE
L’alanine formée, libérée par le muscle, va être transaminée dans le …
Le pyruvate produit servira à la gluconéogenèse
Sa fonction … servira à former du … afin de produire de l’…
L’alanine formée, libérée par le muscle, va être transaminée dans le foie
Le pyruvate produit servira à la gluconéogenèse
Sa fonction amine servira à former du glutamate afin de produire de l’urée.
GLUCONÉOGENÈSE À PARTIR DE L’ALANINE
RÉGULATION NÉOGLUCOGENÈSE PAR PFK-2/FBP-2
Dans le foie, le catabolisme et l’anabolisme du fructose-6P sont régulés par le complexe enzymatique …
- Catalyse la réaction réversible Fructose 6P ↔ …
Les activités PFK-2 et FBP-2 sont sous le contrôle du … et de l’…, et elles seront activées selon l’état de phosphorylation du complexe.
Dans le foie, le catabolisme et l’anabolisme du fructose-6P sont régulés par le complexe enzymatique PFK-2/FBP-2
-Catalyse la réaction réversible Fructose 6P ↔ fructose 2,6 bisP
Les activités PFK-2 et FBP-2 sont sous le contrôle du glucagon et de l’insuline, et elles seront activées selon l’état de phosphorylation du complexe.
RÉGULATION PAR L’INSULINE
Active … qui catalyse la … du complexe …
- augmentation de l’activité de … et diminution de l’activité de ….
Conséquence: une hausse en … = activation de … et inhibition de ….
Résultat: la glycolyse est …, la gluconéogenèse est …
Active PP1 qui catalyse la déphosphorylation du complexe PFK-2/FBP-2.
- augmentation de l’activité de PFK-2 et diminution de l’activité de FBP-2.
Conséquence: une hausse en fructose 2,6-bisP = activation de PFK-1 et inhibition de FBP-1.
Résultat: la glycolyse est accélérée, la gluconéogenèse est ralentie.
RÉGULATION PAR LE GLUCAGON
Induit la phosphorylation du complexe … via la voie …
- réduction de l’activité de …, augmentation de celle de …
Conséquence: une baisse en … = activation de …, inhibition de …
Résultat : la glycolyse est …, la gluconéogenèse est …
Induit la phosphorylation du complexe PFK-2/FBP-2 via la voie AMPc/PKA.
- réduction de l’activité de PFK-2, augmentation de celle de FBP-2.
Conséquence: une baisse en fructose 2,6-bisP = activation de FBP-1, inhibition de PFK-1.
Résultat : la glycolyse est ralentie, la gluconéogenèse est accélérée
