Gluconéogénèse et voie des pentoses phosphates Flashcards
Vrai ou faux? Les globules rouges sont des cellules qui utilisent seulement le glucose pour fonctionner?
Vrai.
Le glucose occupe-t-il une place importante dans le métabolisme? Pourquoi cela cause-t-il un problème?
Le glucose occupe une place centrale dans le métabolisme, à la fois comme « carburant » et comme précurseur de glucides essentiels de structure et d’autres molécules biologiques.
Certaines cellules (globules rouges, cellules du cerveau) dépendent presque exclusivement du glucose comme source d’énergie.
Ce fait pose un problème pour l’organisme puisque les réserves du foie en glycogène ne peuvent fournir du glucose que pour une demi-journée en cas de jeûne ou de privation de nourriture.
Que se passe-t-il au niveau du glucose de l’organisme en cas de jeûne?
Les besoins en glucose de l’organisme sont fournis par la gluconéogenèse qui est une nouvelle synthèse de glucose à partir de précurseurs non glucidiques
La gluconéogenèse produit 64% du glucose dans les 22 premières heures du jeûne.
La gluconéogenèse produit 100% du glucose après 48 heures de jeûne.
La gluconéogénèse est assurée par quel(s) organe(s)?
La gluconéogenèse est assurée surtout par le foie et à un moindre degré, par les reins.
Quels sont les précurseurs non-glucidiques pouvant être transformés en glucose?
Le lactate et le pyruvate provenant de la glycolyse (principalement)
Les intermédiaires du cycle de Krebs (pour ceux ayant arrêté de manger pendant longtemps)
Tous les acides aminés sauf la leucine et la lysine (pour ceux qui ont arrêté de manger pendant longtemps)
Tous ceux nommés précedemment vont être transformés en oxaloacétate pour ensuite être transformés en glucose.
Glycérol.
Vrai ou faux? Chez les animaux, il existe une voie qui permet la conversion nette d’acétyl-CoA en oxaloacétate.
Faux. Chez les animaux, il n’existe pas de voie qui permette la conversion nette d’acétyl-CoA en oxaloacétate.
Pourquoi les acides aminés leucine et lysine ainsi que les acides gras, qui sont transformés en acétyl-CoA, ne peuvent servir de précurseurs de glucose chez les animaux?
Parce que chez les animaux il n’existe pas de voie qui permette la conversion nette d’acétyl-CoA en oxaloacétate.
Comment le glycérol peut être transformé en glucose?
Le glycérol, un des produits de dégradation des triacylglycérols (triglycérides), est transformé en glucose via la synthèse du dihydroxyacétone phosphate (DHAP), intermédiaire de la glycolyse :
Glycérol = glycérol-3-phosphate = DHAP
La première réaction se fait par la glycérol kinase et la deuxième par la glycérol-3-phosphate déshydrogénase.
Vrai ou faux? La transformation du glycérol en glucose est une réaction d’oxydoréduction?
Vrai. C’est la transformation du glycérol-3-phosphate en DHAP qui en est une.
La gluconéogénèse n’utilise pas toutes les mêmes enzymes que la glycolyse. Pourquoi? Comment sont-elles remplacées?
La gluconéogenèse utilise des enzymes de la glycolyse.
Cependant, trois de ces enzymes, l’hexokinase, la phosphofructokinase (PFK) et la pyruvate kinase, catalysent des réactions très exergoniques dans le sens de la glycolyse. Ces réactions doivent être remplacées dans la gluconéogenèse par d’autres réactions qui rendent la synthèse du glucose thermodynamiquement favorable.
Tout comme dans le métabolisme du glycogène, les voies de biosynthèse et de dégradation diffèrent par au moins une réaction.
Cela permet non seulement aux deux voies (synthèse et dégradation) d’être thermodynamiquement possibles dans des conditions physiologiques identiques, mais aussi d’être régulées de manière indépendante de sorte qu’une voie peut être activée alors que l’autre est inhibée.
Quelles sont les 3 enzymes qui ne sont pas présente dans la gluconéogénèse mais qui le sont dans la glycolyse?
L’hexokinase, la phosphofructokinase et la pyruvate kinase.
Comment le pyruvate est-il transformé en phosphoénolpyruvate? Quelles sont les enzymes que ça implique?
La formation du phosphoénolpyruvate (PEP) à partir du pyruvate, l’inverse de la réaction glycolytique, est endergonique et nécessite par conséquent un apport d’énergie.
Pour ce faire, le pyruvate est d’abord transformé en oxaloacétate.
L’oxaloacétate est un intermédiaire à « haut potentiel énergétique » dont la décarboxylation exergonique fournit l’énergie libre nécessaire à la synthèse du PEP.
Cette transformation implique deux enzymes :
• la pyruvate carboxylase qui catalyse la formation ATP-dépendante d’oxaloacétate à partir du pyruvate et de HCO3-.
• la PEP carboxykinase (PEPCK) qui transforme l’oxaloacétate en PEP dans une réaction qui utilise le GTP comme agent phosphorylant.
Quelle est la structure de la pyruvate carboxylase?
La pyruvate carboxylase est une protéine tétramérique de sous-unités identiques de 120 kDa.
Qu’est-ce que la pyruvate carboxylase utilise comme cofacteur? Quel est son rôle?
Chaque sous-unité (4) utilise la biotine comme groupement prosthétique.
La biotine joue le rôle de transporteur de CO2 en formant un substituant carboxylé sur son groupement uréido.
La biotine est 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.
À quoi sert la biotine chez l’homme? Une carence en celle-ci est provoquée par quoi et quelles sont ses conséquences?
La biotine est un facteur de croissance des levures et un nutriment essentiel pour l’homme.
Sa carence alimentaire est rare car on trouve la trouve dans de nombreux aliments et parce qu’elle est synthétisée par la flore bactérienne intestinale.
La déficience en biotine chez l’homme est presque toujours due à la consommation excessive de blancs d’oeufs crus. Le blanc d’oeuf contient de l’avidine qui se lie fortement à la biotine et empêche son absorption intestinale.
Quels sont les activateurs et les inhibiteurs de la pyruvate carboxylase?
L’accumulation d’acétyl-CoA, substrat du cycle de Krebs, signale un besoin supplémentaire en oxaloacétate. L’acétyl-CoA est donc un activateur allostérique de la pyruvate carboxylase.
Quand [ATP] est élevée (demande en énergie de la cellule est satisfaite), le cycle de Krebs est inhibé et l’oxaloacétate est utilisé dans la gluconéogenèse. La pyruvate carboxylase est activée et la pyruvate déshydrogénase est inhibée=régulation réciproque.
Comment expliquer que lorsqu’il y a beaucoup d’ATP, la gluconéogénèse est activée?
Lorsqu’il y a beaucoup d’ATP, la glycolyse est bloquée c’est donc le moment pour faire la gluconéogénèse, car les deux voies ne peuvent pas fonctionner en même temps
Quand est-ce que la pyruvate carboxylase est activée? Quand est-ce que le complexe pyruvate déshydrogénase est inhibée?
ATP:AMP»1
NADH:NAD+»1
acétyl-CoA:CoA»1
Quelles sont les caractéristiques de la PEP carboxykinase ? Quelle est la réaction qu’elle catalyse?
La PEP carboxykinase est une enzyme monomérique qui catalyse la décarboxylation GTP-dépendante de l’oxaloacétate pour donner du PEP et du GDP.
Cette réaction est utilisée pour contourner la pyruvate kinase (qui catalyse la conversion très exergonique du PEP en pyruvate) dans la voie glycolytique.
Le CO2 utilisé pour carboxyler le pyruvate en oxaloacétate est éliminé lors de la formation du PEP.
L’oxaloacétate peut donc être considéré comme du pyruvate « activé », le CO2 et la biotine facilitant l’activation aux dépens de l’hydrolyse de l’ATP.
Où se fait la formation d’oxaloacétate?
La formation d’oxaloacétate à partir du pyruvate ou d’intermédiaires du cycle de l’acide citrique ne se fait que dans les mitochondries.
Où se fait la transformation du PEP en glucose?
La transformation du PEP en glucose, quant à elle, se fait dans le cytosol.
Où est localisée la PEPCK?
La localisation cellulaire varie selon les espèces. Chez l’homme, elle est présente dans le cytosol et la mitochondrie.
Pour assurer la gluconéogénèse, où doit aller l’oxaloacétate?
Donc pour assurer la gluconéogenèse, l’oxaloacétate doit être exporté de la mitochondrie pour être transformé en PEP, où encore le PEP formé dans la mitochondrie doit passer dans le cytosol.
