Gluconéogénèse Flashcards
Pourquoi le glucose occupe une place central le metabolisme?
Parce qu’il est le précurseur de glucides essentiels de structure et de d’autres molécules biologiques mais aussi parce qu’il est utilisé comme carburant
Y’a t-il des cellules qui dépendent presque exclusivement du glucose comme source d’énergie?
Oui, les cellules nerveuses et les globules rouges
Pourquoi ce fait pose problème?
Parce que le glycogène ne peut subvenir aux besoins de glucose que pendant 1/2 journée
Que se passe-t-il alors en cas de jeûne?
La gluconéogénèse produit le glucose à partir de précurseur non-glucidiques.
Quelles sont les quantités de glucose produit par gluconéogénèse?
64 % du glucose après 22 heures de jeûne et 100% du glucose après 48h de jeûne
Par qui est assuré la gluconéogenèse?
Par le foie et à moindre degré par les reins
Quels sont les précurseurs non glucidiques pouvant être transformé en glucose?
-On retrouve le pyruvate et le lactate qui vont former du glucose en inversant la glycolyse
- Les intermédiaires du cycle de Krebs
- Les A.A sauf la lysine et la leucine
- Le glycérol
Quelle est la molécule clé qu’on souhaite produire à partir des précurseurs?
L’oxaloacétate qui va être converti en glucose par gluconéogenèse
Pourquoi la leucine, lysine et acide gras ne peuvent pas servir de précurseurs de glucose chez les animaux?
La leucine, la lysine et les acides gras sont les précurseurs de l’acétyl-CoA. Chez les animaux, il n’existe pas de voie qui permet la conversion nette de l’acétyl-CoA en oxaloacétate
Le glycérol peut-il servir pour la synthèse de glucose?
Le glycérol est un produit de la dégradation des triacylglycérols. Grâce à une glycérol kinase, il peut être transformé en G3P. Ce G3P peut être converti en DHAP (intermédiaire de la glycolyse) grâce à la G3P déshydrogénase.
La gluconéogenèse utilise quel type d’enzymes?
Les enzymes de la glycolyse
Est ce que toutes les enzymes de la glycolyse sont utilisées?
Non, on utilise les enzymes qui fonctionnent proche de l’équilibre. De ce fait, l’hexokinase, la phosphofructokinase (PFK) et la pyruvate kinase ne sont pas utilisées
Qu’arrive t-il donc aux réactions qu’elles catalysent?
Ces réactions vont être remplacées dans la gluconéogenèse pour permettre la synthèse du glucose à partir du pyruvate. (Il faut que ça soit des réactions qui rendent la synthèse thermodynamiquement favorable)
Est-ce que les voies de biosynthèse et de dégradation utilisent les même réactions?
Non, elles diffèrent par au moins une réaction
Qu’apporte ce changement?
Ça permet aux deux voies d’être thermodynamiquement possible dans des conditions physiologiques identiques et d’être régulée de manière individuelle permettant à l’une des deux d’être active pendant que l’autre ne fonctionne pas.
Qu’est ce que nécessite la formation du PEP à partir du pyruvate?
Il s’agit d’une réaction endergonique qui nécessite un apport d’énergie
Comment est fourni cette énergie?
Le pyruvate va d’abord être transformé en oxaloacétate (intermédiaire à haut potentiel énergétique) dont la décarboxylation très exergonique va permettre de fournir l’énergie nécessaire à la synthèse du PEP
Quelles sont les deux enzymes impliquées?
- La pyruvate carboxylase qui catalyse la formation ATP dépendante de l’oxaloacétate à partir du pyruvate et du HCO3-
- La PEP carboxykinase qui transforme l’oxaloacétate en PEP dans une réaction qui utilise le GTP comme agent phosphorylant
Description de la pyruvate carboxylase?
Il s’agit d’une protéine tétramérique de sous-unités identiques de 120k
Qu’est ce qu’utilise chaque sous-unités comme groupement prostatique?
Chaque sous-unité utilise la biotine comme groupement prosthétique
Quel est le rôle de la biotine?
la biotine joue le rôle d’un transporteur de CO2 en formant un substituant carboxylé sur son groupement uréido.
À quoi est liée la biotine?
Liée à la pyruvate carboxylase par une liaison amide entre le groupement carboxylique de sa chaîne latérale valérate et le groupement amine d’un résidu lysine de l’enzyme
Qu’est ce qu’est la biotine?
Un facteur de croissance des levures et un nutriment essentiel pour l’homme
Sa carence alimentaire est-elle rare?
Oui sa carence alimentaire est rare parce qu’on la retrouve dans de nombreux aliments et qu’elle est synthétisée par la flore bactérienne intestinale
À quoi est dû la déficience de biotine chez l’homme?
La déficience de biotine chez l’homme est presque toujours à la consommation d’une grande quantité d’oeufs cru
Pourquoi manger des oeufs provoque une carence en biotine?
Le blanc d’oeuf contient de l’avidine qui va venir se fixer fortement à la biotine et empêcher son absorption intestinal
Quel signal envoie l’accumulation d’actétyl-CoA (cycle de Krebs)?
Signal un besoin d’oxaloacétate important
Qu’est ce qu’est l’acétyl-CoA pour la pyruvate carboxylase?
Il s’agit d’un activateur allorstérique
Qu’arrive-t-il à la pyruvate carboxylase quand la concentration d’ATP est haute?
Avec une concentration d’ATP haute, le cycle de Krebs est inhibée (on a pas besoin de faire de l’énergie), l’oxaloacétate va être utilisé pour la gluconéogenèse ce que fait que la pyruvate carboxylase est activée alors que la pyruvate déshydrogénase est inhibée (pas besoin de faire de l’acétyl-CoA
Description de la PEP carboxykinase?
Il s’agit d’une enzyme monomérique qui catalyse la décarboxylation GTP-dépendante de l’oxaloacétate pour donner du GDP et du PEP
Pourquoi est utilisé cette réaction?
Pour contourner la pyruvate kinase qui donne du pyruvate à partir du PEP + qui est très exergonique et pas favorable dans l’autre sens
Que se passe-t-il au CO2 utilisé pour former l’oxaloacétate à partir du pyruvate?
Il est éliminer lors de la formation du PEP car il se liait que de manière transitoire
Comme quoi peut être considérer l’oxaloacétate?
Il peut être considéré comme du pyruvate «activé» grâce au CO2 et la biotine qui facilite l’activation au dépend de l’hydrolysation d’un ATP
Pourquoi fixer et enlever le CO2 dans la formation de l’oxaloacétate?
La formation de l’oxaloacétate a deux utilisation. Tout d’abord, peut servir à la gluconéogenèse + peut servir aux cycle de Krebs
À quel endroit se fait la formation d’oxaloacétate à partir du pyruvate ou intermédiaire du cycle de Krebs?
Cette formation ne se fait que dans les mitochondries
À quel endroit se fait le transformation du PEP en glucose?
Se fait dans le cytosol
Où est localisé la PEP carboxykinase?
La localisation peut varier selon les espèces. Cependant, se situe dans les mitochondries et le cytosol chez l’homme
Comment se fait le transport du PEP hors de la mitochondrie?
Son transport se fait à l’aide de transporteur membranaire. Cependant, doit d’abord être converti en malate ou aspartate pour utiliser ces systèmes
Quelles sont les 2 nouvelles enzymes de la glyconéogenèse
La fructose-1,6-biphosphatase et la glucose-6-phosphatase qui vont hydrolyser les molécules de 1,6-FBP et G6P pour libérer 2 Pi au lieu de former 2 molécules d’ATP
Le processus global est comment énergétiquement?
À la fin de la gluconéogenèse, il y’a une perte d’énergie nette de 6 équivalent en ATP
La glycolyse et la néoglucogenèse sont-elles régulées?
Oui, ces deux voies sont finement régulées pour éviter des pertes en ATP selon les besoins de l’organisme
Qu’inclut le contrôle local?
Une régulation réciproque par effecteurs allostériques
Quels sont les effecteurs allostériques?
-La phosphofructokinase est inhibée par l’ATP et activé par l’APM
-pyruvate kinase est inhibée par l’ATP
-fructose-1,6-biphosphatase est inhibée par l’AMP
Conséquences des variations des concentrations d’ATP?
Quand l’ATP est haut, plus avantageux de stocker le glucose sous forme de glycogène
Quel même effecteur allostérique régule la glycolyse et la néoglucogenèse?
Fructose-2,6-Biphosphate qui est un puissant activateur de la phosphofructokinase et un inhibiteur de la fructose-1,6-biphosphatase
Qu’est ce qui régule la synthèse du F2,6P?
Sa synthèse est régulée par les hormones pancréatiques qui a précédance sur le contrôle local de l’ATP
Quel enzyme s’occupe de sa synthèse et sa dégradation?
La même enzyme s’occupe de sa synthèse et de sa dégradation car elle a deux domaines catalytiques :
phosphofructokinase-2: le synthétise à partir de fructose-6-phosphate
fructose-biphosphatase-2: le dégrade en frutose-6-phosphate
Ces deux cycles sont-ils affectés par la glycémie?
Oui
Que produit une glycémie basse?
La baisse de glycémie va favoriser la sécrétion du glucagon dans le pancréas. Cette sécrétion favorise la formation d’AMPc dans les cellules hépathiques. L’AMPc va ensuite phosphoryle la PKA. Cette PKA phosphoryle la pyruvate kinase (l’inhibe), phosphoryle la F2,6P (inhibe la partie kinase et active la partie phosphatase) et active la protéine CREB qui va directement provoquer la transcription du gène PEPCK
Que produit une haute glycémie?
La sécrétion d’insuline par le pancréas. L’insuline va activer les phosphodiestérases qui dégradent l’AMPc + active la phosphoprotéine phosphatase-1. L’absence d’AMPc et présence de phosphoprotéines phosphatase-1 provoque la déphosphorylation de la pyruvate kinase et F2,6P ce qui active la glycolyse
Que produit les conditions d’exercice intense?
Le muscle va produire du lactate car la demande d’ATP est supérieur au flux oxydatif
Que génère la réduction du pyruvate en lactate?
Ça génère du NAD+ nécessaire pour permettre la progression d’ATP additionnel par la glycolyse
Où se fait la conversion du lactate en pyruvate?
La conversion va se faire dans le foie.
Grâce à quelle enzyme?
La lactate déshydrogénase
Comment appelle-t-on ce cycle métabolique?
Le cycle des Cori
De l’énergie est-elle nécessaire pour ce cycle?
Oui, important d’avoir de l’ATP pour convertir le lactate en glucose et pour le retransporter au muscle où il va être stocker dans le glycogène où dégrader dans le cycle de la glycolyse
De combien de lactate a-t-on besoin pour créer une molécule de glucose?
On a besoin de 2 lactates
Autre que l’ATP, quel est la monnaie énergétique de la cellule?
NADPH qu’on appelle la puissance réductrice.
Quelles réactions ont besoin du système NADP+/NADPH?
La biosynthèse des acides gras, du cholestérol, le métabolisme des stéroïdes et des médicaments et la prévention du stress oxydatif (réduction du glutathion)
Le NADH et le NADPH sont-ils pareils?
malgré leur analogie chimique, ils ne sont pas interchangeables
Dans quoi est impliqué le NADH vs dans quoi est impliqué le NADPH?
NADH est impliqué dans le transport des électrons et de la production ATP
NADPH est impliqué dans les réactions de biosynthèse réductrice
Qu’est ce qui distingue les réactions qui utilisent ceux deux coenzymes?
C’est la très grande spécificité des enzymes
Comment est formé le NADPH
Il est formé par l’oxydation du glucose-6-phosphate (G6P) par la voie des pentoses phosphates
