Gluconéogenèse Flashcards
Après combien de jours de jeûne les molécules de glucose présentes dans l’organisme proviennent-elles toutes de précurseurs non-glucidiques?
48h
Quels organes s’occupent de la gluconéogenèse
Foie en majorité et un peu les reins
Précurseurs non glucidiques qui peuvent être transformés en glucose et leur provenance
- Lactate –> Glycolyse
- Pyruvate –> Glycolyse
- Intermédiaires du cycle de Krebs
- Acides aminés –> Dégradation des acides aminés
- Glycérol
Quels acides aminés ne font pas de bons précurseurs du glucose? Pourquoi?
Leucine et Lysine. Passent, comme les acides gras, par la B-oxydation, et sont donc dégradés en acétyl-CoA et non en oxaloacétate.
Quel molécule est le résultat de la transformation des précurseurs avant d’embarquer dans la voie de la gluconéogenèse? Quel précurseur ne passe pas par cet intermédiaire?
Oxaloacétate. Le glycérol ne passe pas par cet intermédiaire.
V ou F: Il n’existe pas de voie de conversion nette de l’acétyl-CoA en oxaloacétate
Vrai
Comment le glycérol est-il transformé en glucose? (Voie)
GLYCÉROL (glycérol kinase) –> GAP (GAPdh) –> DHAP
Quels 3 enzymes de la glycolyse doivent être contournés pour arriver à la gluconéogenèse? Pourquoi?
Hexokinase, PFK, pyruvate kinase
Ces enzymes catalysent des réactions très exergoniques dans le sens de la gycolyse
Quels sont les avantages de contourner certaines enzymes de la glycolyse lors de la gluconéogenèse?
1- Permet aux 2 voies d’être thermodynamiquement possibles
2- Les 2 voies peuvent être régulées de manière indépendante et donc ne pas se passer en même temps
V ou F: Comme la gluconéogenèse est une phase de synthèse, les ATP utilisés lors de la glycolyse sont récupérés dans le sens de la gluconéogenèse.
Faux. Les phosphates retirés des molécules lors de la gluconéogenèse sortent sous forme de phosphate inorganique (Pi).
Quel est l’intermédiaire de la synthèse du PEP à partir du pyruvate? À quoi sert cette molécule
Oxaloacétate, une molécule à haut potentiel énergétique (Pyruvate -> PEP est très endergonique)
Quelles enzymes sont impliquées dans la synthèse du PEP à partir du pyruvate?
Pyruvate carboxylase PEP carboxykinase (PEPCK)
Quelle réaction est catalysée par pyruvate carboxylase?
Transfert d’un groupement HCO3- sur le pyruvate grâce à l’hydrolyse de l’ATP pour donner de l’oxaloacétate
(Pyruvate + ATP + HCO3- => Oxaloacétate + ADP + Pi)
Quelle réaction catalysée par PEPCK?
Décarboxylation et phosphorylation de oxaloacétate pour donner PEP en utilisant GTP comme agent phosphorylant
(Oxaloacétate + GTP => PEP + GDP + CO2)
La pyruvate carboxylase
- Tétramère de sous-unités identiques
- Chaque sous-unité utilise la biotine comme coenzyme
La biotine
- Transporteur de CO2
- Liée à pyruvate carboxylase pas une liaison amide entre le groupement carboxylique de sa chaîne valérate et l’amine d’une lysine de l’enzyme
- Facteur de croissance des levures et nutriment essentiel pour l’homme
- Synthétisée par la flore bactérienne intestinale
Comment la biotine transporte-t-elle le CO2?
En formant un substituant carboxylé sur sont groupement uréido
Déficience en biotine
- Rare et presque toujours due à une consommation excessive de blancs d’oeufs crus
- Blanc d’oeuf contient de l’avidine, qui se lie de façon covalente à la biotine et empêche son absorption intestinale
Phase réactionnelle 1 de la pyruvate carboxylase
Ajout de HCO3- à la biotine en utilisant hydrolyse de l’ATP pour obtenir l’enzyme carboxybiotine
Phase réactionnelle 2 de la pyruvate cabroxylase
3 étapes!
1- CO2 débarque de biotine
2- Attaque nucléophile de O- de biotine sur H de pyruvate donne intermédiaire pyruvate énolate
3- CO2 s’attache à pyruvate énolate = oxaloacétate
Régulation de la pyruvate cabroxylase
- Accumulation d’acétyl-CoA signale un besoin en oxaloacétate –> activation allostérique de pyr.carboxy.
- [ATP] élevée active la pyruvate carboxylase et inhibe PDH (régulation réciproque). Oxaloacétate est utilisé dans la gluconéogenèse plutôt que dans le cycle de Krebs.
Quelles sont les conditions favorables à la gluconéogenèse?
ATP/AMP > 1
NADH/NAD+ > 1
Acétyl-CoA/CoA > 1
La PEPCK
- Monomère
- Catalyse la décarboxylation GTP-dépendante de l’oxaloacétate pour donner PEP et GDP
- Contourne la pyruvate kinase
Qu’advient-il du CO2 utilisé pour carboxyler le pyruvate en oxaloacétate?
Il est éliminé lors de la formation du PEP
Quel est l’intermédiaire commun entre les réactions catalysées par la pyruvate carboxylase et PEPCK?
Pyruvate énolate
D’où provient le pyruvate énolate?
C’est de l’oxaloécétate décarboxylé
Où se fait la formation de l’oxaloacétate à partir du pyruvate ou d’intermédiaires du cycle de Krebs?
Dans la mitochondrie
Où se fait la transformation du PEP en glucose?
Dans le cytosol (la glycolyse se fait dans le cytosol donc c’est logique que la synthèse du glucose se fasse là aussi)
Où est la PEPCK?
Dans le cytosol et dans la mitochondrie
Où est située la pyruvate carboxylase?
Dans la mitochondrie
Qu’arrive-t-il à l’oxaloacétate dans la mitochondrie?
2 choses possibles.
1- Transformé en PEP puis transporté dans le cytosol via un transporteur protéique
2- Transformé en aspartate ou en malate puis transporté via un système de transport complexe vers le cytosol
D’où provient le pyruvate mitochondrial?
Il a été transporté via transport actif (symport) dans la mitochondrie à partir du cytosol
Quelles sont les 2 voies de transport de l’oxaloacétate?
Voie 1: Voie de l’aspartate aminotransférase
Voie 2: Voie de la malate déshydrogénase
Quelle voie de transport de l’oxaloacétate est dite indispensable et est utilisée lorsque le précurseur gluconéogénique n’est pas le lactate? Pourquoi cette voie?
Voie 2 (malate déshydrogénase), car on a besoin de NADH pour la gluconéogenèse dans le cytosol
D’où provient le NADH cytosolique qui résulte de la voie 2 du transport de l’oxaloacétate?
Il a été transporté par le malate en tant qu’équivalent NADH
Si le précurseur de la gluconéogenèse est le lactate, quele voie de transport de l’oxaloacétate résultant sera utilisée? Pourquoi cette voie?
Voie 1 (aspartate aminotransférase), qui ne transporte pas d’équivalent NADH car du NADH cytosolique a déjà été produit en oxydant le lactate en pyruvate dans le cytosol.
Quelle enzyme est utilisée pour contourner la PFK dans le cytosol lors de la gluconéogenèse?
Fructose-1,6-biphosphatase (FBPase-1)
Quelle enzyme est utilisée pour contourner l’hexokinase dans le cytosol lors de la gluconéogenèse?
Glucose-6-phosphatase (G6Pase)
Quels sont les produits des réactions catalysées par G6Pase et FBPase? De quel type de réaction s’agit-il?
G6Pase: Glucose + Pi
FBPase: F6P + Pi
Ce sont des réactions d’hydrolyse
Combien de molécules d’ATP et GTP sont utilisées lors du processus net de gluconéogenèse (2 pyruvate -> 1 glucose)?
4 ATP
2 GTP
Qu’est-ce que le contrôle local?
Une régulation réciproque par des régulateurs allostériques (ATP et/ou AMP)
Effets de l’ATP
- Inhibe PFK
- Inhibe pyruvate kinase
- Active pyruvate carboxylase (en [ ] élevée)
Effets de l’AMP
- Active PFK
- Inhibe FBPase-1
[ATP] élevée inhibe gluconéogenèse ou glycolyse?
Glycolyse
[AMP] élevée inhibe gluconéogenèse ou glycolyse?
Gluconéogenèse
Fructose-2,6-biphosphate (F2,6P)
- Activateur puissant de la pFK
- Inhibiteur puissant de la FBPase-1
- Régulateur allostérique global dont la synthèse est régulée par insuline et glucagon
- Contrôle a domine sur celui de l’ATP
En présence de F2,6P et de [ATP] élevée, quel est l’effet sur PFK?
Activation de PFK
Particularité de l’enzyme qui synthétise et dégrade F2,6P
- Une seule protéine avec 2 domaines catalytiques (homodimère)
- Domaine FBPase-2
- Domaine PFK-2
Rôle du domaine FBPase-2
Dégradation de F2,6P
Rôle du domaine PFK-2
Synthèse de F2,6P
Sur quelles enzymes de la glycolyse et de la gluconéogenèse les domaines PFK-2 et FBPase-2 agissent-ils?
PFK-2 agit sur PFK-1
FBPase-2 agit sur FBPase-1
Contrôle exercé sur le glucagon
- Libéré lorsque la glycémie est basse
- Augmente la concentration d’AMPc sanguin
- AMPc active la PKA
Effet de PKA activée
- Inhibe la glycolyse
- Active la gluconéogenèse
Protéines phosphorylées par PKA et effet sur celles-ci
Pyruvate kinase = inactive
PFK-2 = inhibée
FBPase-2 = stimulée
Protéine CREB = activée
Protéine CREB
Active la transcription du gène PEPCK lorsque phosphorylée par PKA
Pourquoi phosphorylation de FBPase-2 mène à la stimulation de la gluconéogenèse?
Car FBPase-2 phosphorylée est active, ce qui augmente la dégradation de F2,6P qui est un inhibiteur de la gluconéogenèse
Pourquoi phosphorylation de PFK-2 inhibe la glycolyse?
Car PFK-2 phosphorylée est inactive, ce qui stoppe la synthèse de F2,6P qui est un activateur puissant de PFK et donc de la glycolyse
Quelle molécules sont activées par insuline? Quel est leur rôle?
- Phosphodiestérases –> Dégradent AMPc
- Phosphoprotéine phosphatase-1 (PP1) –> Déphosphoryle
Quels sont les effets de l’absence d’AMPc et de l’activation de la PP1?
- Pyruvate kinase déphosphorylée (activée) –> glycolyse +
- FBPase-2/PFK-2 déphosphorylée –> FBPase-2 inhibée et PFK-2 activée et donc PFK-1; [F2,6P] augmente et PFK-1 est activée –> glycolyse
