Cours 3 - Glycolyse Flashcards
Quels sont les rôles de la glycolyse? (2)
- Fournir une grande quantité d’énergie (rôle le plus important)
- Préparer le glucose (et d’autres glucides) à la dégradation par oxydation, soit le cycle de l’acide citrique et les phosphorylations oxydatives
Quel est le mécanisme global de la glycolyse?
Une molécule de glucose (6C) est converti en 2 molécules de pyruvate (3C) d’énergie libre inférieure (soit plus stables).
L’étude scientifique de la glycolyse n’a débuté qu’à la fin de la deuxième moitié du 19e siècle. Quel événement en est la cause?
Découverte de Louis Pasteur → La fermentation est causée par des micro-organismes.
La fermentation est donc vue comme étant dépendante d’une «force vitale» inhérente à tous les organismes vivants.
Suite à la découverte de la fermentation causée par des micro-organismes (force vitale), une seconde découverte induit l’acceptation que la glycolyse est plutôt un processus biochimique. Quel est cet événement?
Découverte de Édouard Buchner → Des extraits de levures (et non de micro-organismes) peuvent provoquer la fermentation.
Les levures contenant des enzymes, on accepte que la glycolyse dépend de transformations enzymatiques (processus biochimique).
Suite à la découverte de la fermentation causée autant par des micro-organismes que des levures, deux autres découvertes importantes marquent l’historique de la glycolyse. Quelles sont-elles?
Découvertes de Arthur Harden et William Young :
- Le phosphate inorganique (Pi) est essentiel à la fermentation et donc au processus glycolytique.
- Un extrait acellulaire de levures est composé d’une fraction thermolabile non dialysable (mélange d’enzymes) et d’une fraction thermostable dialysable (cofacteurs NAD+, ATP, ADP,…).
De quelle manière les intermédiaires de la voie glycolytique ont été identifiés?
Par l’utilisation d’inhibiteurs pouvant bloquer la formation de produits.
Nommez les 3 formes que prennent les résidus de sucre, de la plus grande à la plus petite. Incluez les noms des différents composés leur correspondant.
- Polysaccharides (amylose, amylopectine, glycogène) → dégradés en 2. Disaccharides (lactose, maltose, sucrose) → dégradés en 3. Monosaccharides (fructose, glucose, galactose)
Quelles sont les deux sources de glucose pour la glycolyse?
- Alimentation ou réserves cellulaires (sous forme de polysaccharides)
- Gluconéogenèse (synthèse de monosaccharides)
Où sont localisées les enzymes de la glycolyse?
Dans le cytosol.
La glycolyse ne s’effectue pas dans les mitochondries. Cela en fait-il pour autant un processus oxydatif?
Oui.
Quel est le rendement de la glycolyse?
2 molécules d’ATP par molécule de glucose.
L’énergie disponible au cours de ce processus est récupérée pour synthétiser de l’ATP à partir d’ADP et de Pi.
Quelle est la stratégie chimique de la glycolyse? (3 étapes)
- Addition de groupements phosphoryle au glucose.
- Conversion chimique des intermédiaires phosphorylés en composés phosphorylés à haut potentiel énergétique.
- Couplage chimique entre l’hydrolyse de ces composés et la synthèse de l’ATP.
Quelle est la réaction globale de la glycolyse?
Glucose + 2ADP + 2 Pi + 2NAD+ → 2pyruvate + 2 NADH + 2ATP + 2H2O + 2H+
Le glucose est converti en pyruvate via une succession de 10 réactions enzymatiques bien définies séparées en 2 phases. Quelles sont ces phases et qu’est-ce qui les caractérisent?
- Phase non-oxydative → consommation d’ATP
2. Phase oxydative → génération d’ATP
Quelle enzyme est impliquée dans la 1ere étape de la glycolyse?
L’hexokinase.
Elle est présente dans toutes les cellules. Selon sa localisation, elle possède des propriétés distinctes et se nomme différemment :
Foie → glucokinase
Muscles → hexokinase
Vrai ou faux?
L’hexokinase peut seulement catalyser la phosphorylation du glucose.
Faux.
L’hexokinase catalyse la phosphorylation de plusieurs hexoses : D-glucose, D-fructose, D-mannose.
Que requiert l’hexokinase pour catalyser la phosphorylation du glucose?
Le cofacteur Mg2+.
L’ion Mg2+ masque les charges négatives en se complexant avec les atomes d’oxygène des groupements phosphoryle de l’ATP. Ainsi, il stabilise la molécule d’ATP et permet une meilleure efficacité de l’hexokinase.
Quelle réaction est catalysée lors de la 1ere étape de la glycolyse? Est-elle favorable ou à l’équilibre?
Glucose + ATP → Glucoses-6-phosphate (G6P) + ADP + H+
Favorable.
Lors de la première étape de la glycolyse, un groupement phosphoryle de l’ATP est transféré au glucose. Pourquoi celui-ci n’est pas plutôt transféré à l’eau (hydrolyse) pour donner ADP + Pi?
Car le glucose induit un changement de conformation important de l’hexokinase. L’enzyme ne peut donc pas catalyser l’hydrolyse de l’ATP.
L’hydrolyse de l’ATP ne se produit pas en présence de glucose (en raison du changement de conformation de l’hexokinase). Pourtant, plusieurs paramètres favoriseraient cette réaction. Quels sont-ils?
- La molécule d’eau est plus petite que le glucose. Elle pourrait donc plus facilement se lier à l’enzyme.
- La concentration d’eau est beaucoup plus élevée que celle de glucose.
- Le transfert du groupement phosphoryle à l’eau est plus exergonique que le transfert au glucose.
Le xylose (5C) n’est pas un bon substrat pour l’hexokinase. Pourquoi?
- Il ne provoque pas de changement de conformation de l’enzyme.
- L’ATP se retrouve hydrolysé (ATP → ADP + Pi) et le xylose demeure inchangé.
Le xylose est moins métabolisé que le glucose. À quoi sert-il donc?
Sa réduction provoque la formation d’un polyalcool, le xylitol. Ce dernier est utilisé comme édulcorant.
Quelle est la réaction catalysée et l’enzyme impliquée lors de la 1ere étape de la glycolyse?
Glucose + ATP → Glucose-6-phosphate (G6P) + ADP + H+.
L’hexokinase.
Quelle est l’enzyme impliquée dans la 2e étape de la glycolyse?
La phosphoglucose isomérase.
Elle catalyse une réaction d’isomérisation ALDOSE-CÉTOSE (réarrangement des carbones). C’est une réaction acido-basique.
La réaction catalysée par la phosphoglucose isomérase est stéréospécifique. En effet, l’enzyme permet de transformer le glucose en fructose, et non en mannose.
Quelle est la réaction catalysée lors de la 2e étape de la glycolyse? Est-elle favorable ou à l’équilibre?
Glucose-6-phosphate (aldose) ⇄ Fructose-6-phosphate (cétose).
À l’équilibre.
Quelle est la réaction catalysée et l’enzyme impliquée lors de la 2e étape de la glycolyse?
Glucose-6-phosphate (aldose) ⇄ Fructose-6-phosphate (cétose).
La phosphoglucose isomérase.
Quelle est l’enzyme impliquée dans la 3e étape de la glycolyse?
La phosphofructokinase (PFK).
Elle catalyse l’ajout d’un deuxième groupement phosphate.
Elle joue un rôle déterminant dans la régulation de la glycolyse car elle catalyse une réaction à vitesse limitante.
Que requiert la phosphofructokinase (PFK) pour catalyser la phosphorylation du fructose-6-phosphate (F6P)?
Le cofacteur Mg2+.
L’ion Mg2+ masque les charges négatives en se complexant avec les atomes d’oxygène des groupements phosphoryle de l’ATP. Ainsi, il stabilise la molécule d’ATP et permet une meilleure efficacité de la phosphofructokinase (PFK).
Quelle est la réaction catalysée lors de la 3e étape de la glycolyse? Est-elle favorable ou à l’équilibre?
Fructose-6-phosphate (F6P) + ATP → Fructose-1,6-biphosphate (FBP) + ADP + H+.
Favorable.
Quelle est la réaction catalysée et l’enzyme impliquée lors de la 3e étape de la glycolyse?
Fructose-6-phosphate (F6P) + ATP → Fructose-1,6-biphosphate (FBP) + ADP + H+.
La phosphofructokinase (PFK).
Quelle est l’enzyme impliquée dans la 4e étape de la glycolyse?
L’aldolase.
Elle catalyse le clivage aldolique du fructose-1,6-biphosphate (FBP), ce qui produit deux molécules de 3C à partir du substrat à 6C.
Seul le GAP (premier produit) sera utilisé dans la voie glycolytique; le DHAP (deuxième produit) est transformé en GAP lors de la prochaine étape (étape 5). À partir des étapes suivantes (étape 6 et plus), les réactions se produiront donc 2 fois (sur chaque GAP).
Quelle est la réaction catalysée lors de la 4e étape de la glycolyse? Est-elle favorable ou à l’équilibre?
Fructose-1,6-biphosphate (FBP) ⇄ Glycéraldéhyde-3-phosphate (GAP ou G3P) + Dihydroxyacétone phosphate (DHAP).
À l’équilibre.
