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BEM > Glycolyse > Flashcards

Glycolyse Flashcards

1
Q

Qu’est-ce que la glycolyse?

A

La glycolyse (du grec glykos, doux et lyse, dissolution) est la voie par laquelle le glucose est converti en pyruvate via une succession de 10 réactions enzymatiques bien définies.

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2
Q

Quelle est la voie métabolique/biochimique la mieux comprise? Elle joue un rôle essentiel dans quoi?

A

La glycolyse est certes la voie métabolique/biochimique la mieux comprise. Elle joue un rôle essentiel dans le métabolisme énergétique en fournissant une quantité non négligeable d’énergie.

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3
Q

La glycolyse prépare quoi à quoi?

A

La glycolyse prépare également le glucose, ainsi que d’autres glucides, à la dégradation par oxydation (c’est-à-dire le cycle de l’acide citrique et les phosphorylations oxydatives).

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4
Q

Vrai ou faux? Si nous n’avions pas le mécanisme de la glycolyse, on ne pourrait pas transformer le glucose en pyruvate.

A

Vrai.

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5
Q

Quelle est la voie prioritaire pour fournir de l’énergie au corps?

A

La glycolyse.

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6
Q

Vrai ou faux? La voie glycolytique est un processus biochimique universel utilisé par tous les organismes vivants.

A

Vrai.

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7
Q

Quelles sont différentes sources d’où provient le glucose?

A

Alimentation : polysaccharides (amylose, amylopectine, glycogène) et disaccharides (lactose, maltose, sucrose)

Gluconéogenèse : monosaccharides (fructose, glucose, galactose)

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8
Q

Où sont localisées les enzymes de la glycolyse?

A

Les enzymes de la glycolyse sont toutes localisées dans le cytosol.

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9
Q

Comment les enzymes sont-elles dans dans la cellule?

A

Elles ne sont pas associées aux structures cellulaires (par exemple, les membranes). Elles flottent dans le cytoplasme.

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10
Q

La glycolyse transforme le glucose en quoi? Comment caractériser l’énergie libre des produits?

A

La glycolyse transforme le glucose en deux unités C3 (le pyruvate) d’énergie libre inférieure.

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11
Q

Au cours du processus de la glycolyse, combien de molécules d’ATP sont formées?

A

Au cours de ce processus, l’énergie disponible est récupérée pour synthétiser de l’ATP à partir d’ADP et Pi (2 molécules d’ATP par molécule de glucose).

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12
Q

Qu’est-ce que nécessite la glycolyse en terme de réactions?

A

Ce processus nécessite une suite de réactions de transfert de groupements phosphoryle chimiquement couplés.

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13
Q

Quelle est la stratégie chimique de la glycolyse?

A

1 : addition de groupements phosphoryle au glucose.
2 : conversion chimique des intermédiaires phosphorylés en composés phosphorylés à haut potentiel énergétique.
3 : couplage chimique entre l’hydrolyse de ces composés et la synthèse de l’ATP.

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14
Q

Comment sont séparées les 10 réactions enzymatiques de la glycolyse?

A

Elles sont séparées en 2 phases. La phase 1 qui est non-oxydative et la phase 2 qui est oxydative.

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15
Q

Quelle est la réaction globale de la glycolyse?

A

glucose + 2NAD+ + 2ADP +2Pi = 2NADH + 2pyruvate + 2ATP + 2H2O +2H+

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16
Q

Quels sont les composés formés dans l’ordre lors de la glycolyse?

A

Glucose

Glucose 6-phosphate

Fructose 6-phosphate

Fructose 1,6-bisphosphate

dihydroxyacétone phosphate (DHAP) et glycéraldéhyde 3-phosphate (GAP), le DHAP se transforme en GAP

1,3-bisphosphoglycerate

3-phosphoglycerate

2-phosphoglycerate

Phosphoenolpyruvate

Pyruvate

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17
Q

Quelle est la première étape de la glycolyse?

A

Le glucose est transformé en glucose 6-phosphate (et ADP et H+) à l’aide d’une hexokinase, du Mg2+ et de l’ATP. C’est une réaction de transfert de groupement phosphoryle de l’ATP vers le glucose.

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18
Q

Quelles sont les caractéristiques de l’hexokinase? Où est-elle présente? Qu’est-ce qu’elle fait?

A

Elle catalyse la phosphorylation de plusieurs hexoses : D-glucose, D- fructose, D-mannose.

Elle est présente dans toutes les cellules; dans le foie l’enzyme est appelée la glucokinase et possède des propriétés différentes.

Elle requièrt Mg2+ comme cofacteur pour le deuxième substrat Mg2+-ATP.

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19
Q

À quoi sert le Mg2+ dans la première étape de la glycolyse?

A

Il sert à masquer les charges négatives de l’ATP en se complexant avec les atomes oxygène. De cette façon, la molécule d’ATP est stabilisée.

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20
Q

Comment expliquer que l’hexokinase favorise un transfert de groupement phosphoryle au glucose et non pas à l’eau? En d’autres mots, pourquoi n’y a-t-il pas d’hydrolyse de l’ATP?

A

Car le glucose induit un changement de conformation important de l’hexokinase lorsqu’il s’y lie. En effet, l’enzyme se referme sur la molécule ce qui fait en sorte qu’aucune autre molécule a accès au site actif.

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21
Q

Quels sont les paramètres qui favoriseraient l’hydrolyse de l’ATP lors de la première étape de glycolyse?

A

La molécule d’eau est plus petite que le glucose, elle devrait avoir plus de faciliter à atteindre le site actif

[H2O]&raquo_space; [glucose] dans la cellule

Le transfert du groupement phosphoryle à l’eau est plus exergonique que le transfert au glucose

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22
Q

Donnez un exemple pour prouver que seuls le D-glucose, le D-fructose et le D-mannose sont de bons substrats pour l’hexokinase.

A

Si on prend le xylose et qu’on le mélange avec l’hexokinase, on obtient une molécule de xylose ainsi qu’une molécule d’ADP et du phosphate inorganique. Cela signifie que l’ATP a été hydrolysé. Pourquoi?

Parce que premièrement, le xylose est un sucre à seulement 5 carbones, donc l’hexokinase ne peut effectuer son travail sur lui. Ensuite, il n’entraîne pas la fermeture de l’enzyme sur elle-même s’il se lie au site actif.

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23
Q

Qu’est-ce qu’un exemple de polyalcool édulcorant? Quels sont ses avantages et désavantages?

A

Le xylitol est un polyalcool utilisé comme édulcorant. Un polyalcool est moins métabolise, c’est donc un apporte plus faible en calorie. De plus, il donne un effet rafraîchissant. Par contre, il a un effet laxatif en grande quantité, car il n’est pas métabolisé.

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24
Q

Quel est le sucre avec le plus grand pouvoir sucrant?

A

Le fructose après le sucrose après le miel après le glucose.

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25
Q

Quelle est la deuxième étape de la glycolyse?

A

C’est le passage du glucose 6-phosphate (aldose) au fructose 6-phosphate (cétose). C’est une réaction d’isomérisation catalysée par la phosphoglucose isomérase.

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26
Q

Vrai ou faux? L’étape 2 de la glycolyse fonctionne très proche de l’équilibre. La réaction va donc dans les deux sens.

A

Vrai.

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27
Q

La phosphoglucose isomérase catalyse quelle réaction?

A

Le passage du glucose 6-phosphate au fructose 6-phosphate. C’est un réarrangement de carbone. Cette enzyme catalyse une réaction à la fois acido-basique et stéréospécifique.

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28
Q

Que se passe-t-il si on remplace l’enzyme de l’étape 2 de la réaction de la glycolyse par de la chaleur?

A

Il y aura une reaction acido-basique mais pas stéréospécifique. Donc le glucose va pouvoir se transformer en mannose mais pas en fructose.

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29
Q

Quelle est la troisième étape de la glycolyse?

A

C’est la phosphosfructokinase (PFK) qui catalyse le passage du fructose 6-phosphate (F6P) au fructose 1,6-bisphosphate. Elle consomme une molécule d’ATP en faisant ça.

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30
Q

Pourquoi la PFK joue un rôle déterminant dans la régulation de la glycolyse?

A

Car elle catalyse une réaction à vitesse limitante.

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31
Q

Quelle est la quatrième étape de la glycolyse?

A

Le fructose 1,6-bisphosphate se fait cliver en glycéraldéhyde 3-phosphate (GAP/G3P) et en dihydroxyacétone phosphate (DHAP) par l’aldose.

32
Q

Que produit le clivage aldolique durant la réaction de glycolyse?

A

Le clivage aldolique produit deux molécules (GAP et DHAP) à partir du substrat fructose-1,6-bisphosphate qui origine d’une molécule de glucose.

33
Q

Quelle est la cinquième étape de la réaction de glycolyse? Quelle est l’enzyme qui catalyse cette reaction?

A

C’est la triose phosphate isomérase qui catalyse la conversion d’un cétose, le dihydroxyacétone phosphate (DHAP), en l’aldose (GAP).

34
Q

Pourquoi la La triose phosphate isomérase catalyse la conversion d’un cétose, le dihydroxyacétone phosphate (DHAP), en l’aldose GAP?

A

Car seul l’un des deux produits de la réaction de clivage aldolique du fructose 1,6-bisphosphate, le glycéraldéhyde-3-phosphate (GAP), sera utilisé dans la voie glycolytique.

35
Q

Qui suis-je? Cette réaction est très similaire à la conversion G6P en F6P catalysée par l’enzyme phosphoglucose isomérase (PGI) de l’étape 2.

A

La réaction de l’étape 5 lorsque la triose phosphate inverse isomérase catalyse la formation de GAP à partir de DHAP.

36
Q

À partir de quand il faut faire x2 aux réactions de la glycolyse? Et pourquoi?

A

Après l’étape 5, on se retrouve avec deux molécules de GAP à trois carbones qui vont effectuer les mêmes réactions jusqu’à la fin de la glycolyse.

37
Q

La glycolyse utilise seulement le DHAP ou le GAP?

A

Le GAP

38
Q

Quelle est la sixième étape de la glycolyse? Par quelle enzyme?

A

La glycéraldéhyde 3-phosphate déshydrogénase (GAPDH) transforme le GAP en 1,3-bisphosphoglycerate (1,3-BPG).

39
Q

Quelles sont les caractéristiques de la sixième étape de la glycolyse?

A

Cette étape implique l’oxydation et la phosphorylation du groupement aldéhyde de GAP.

L’oxydation de l’aldéhyde implique un transfert d’électrons pour réduire le NAD+ en NADH.

L’oxydation de l’aldéhyde, réaction exergonique, amène également la synthèse de l’acyl phosphate, le 1,3-bisphosphoglycérate (1,3-BPG).

40
Q

Quel type de réaction est la transformation du GAP en 1,3-bisphosphoglycérate (1,3-BPG)? Pourquoi?

A

C’est une réaction d’oxydation et de phosphorylation. Il y a un groupement phosphate intégrée sur l’aldéhyde et oxydation du groupement aldéhyde. C’est une réaction d’oxydoréduction.

41
Q

Quel est le premier intermédiaire riche en énergie? Comment est-il obtenu?

A

C’est le 1,3-BPG. Il est obtenu à la suite de l’oxydation et de la phosphorylation du GAP à l’étape 6.

42
Q

Que sont des composés à fort potentiel de transfert? Quel est un exemple dans la réaction de la glycolyse?

A

Les acyl phosphates et le 1,3-BGP en est un.

43
Q

Quelle est la septième étape de la glycolyse?

A

C’est la transformation du 1,3-bisphosphate en 3-phosphoglycerate par la la phosphoglycérate kinase (PGK). Il y a génération d’une molécule d’ATP (puisqu’il faut faire x2, il y en a 2).

44
Q

Pourquoi est-ce que l’enzyme de la septième réaction de la glycolyse (la phosphoglycérate kinase (PGK)) ne joue pas le rôle qu’elle joue habituellement?

A

Par définition, une « kinase » est une enzyme qui transfère un groupement phosphoryle depuis l’ATP sur un métabolite. Par contre, rien n’est implicite quant au sens exergonique du transfert. Pour la PGK, la réaction thermodynamiquement favorable est la formation d’ATP.

45
Q

Comment expliquer en gros la septième réaction de la glycolyse (transformation de 1,3-bisphosphoglycérate en 3-phosphoglycérate)?

A

Dans cette réaction l’oxygène du phosphate en position β de l’ADP agit comme nucléophile. Il y aura donc une attaque nucléophile sur l’oxygène du 1,3-bisphosphoglycerate. Cela va créer le 3-phosphoglycérate et une molécule d’ATP.

46
Q

Quelle est la huitième réaction dans la voie glycolytique? Par quelle enzyme est-elle catalysée? Y a-t-il un intermédiaire?

A

C’est la transformation du 3-phosphoglycérate en 2-phosphoglycérate en passant par le 2,3-biphosphoglycérate (il n’y a pas d’utilisation d’ATP, c’est seulement une forme transitoire). Cela est catalysé par la phosphoglycérate mustase (PGM).

47
Q

Quel est le rôle d’une mutase?

A

Par définition, une « mutase » catalyse le transfert d’un groupement fonctionnel d’une position à une autre à l’intérieur d’une même molécule.

48
Q

Qui suis-je? Cette réaction est indispensable pour préparer la réaction suivante qui amènera la formation d’un deuxième composé « riche en énergie » utilisé pour synthétiser de l’ATP.

A

Je suis l’étape 8 de la glycolyse, la transformation du 3-phosphoglycérate en 2-phosphoglycérate.

49
Q

Quelle est la neuvième réaction de la voie glycolytique? Avec quelle enzyme?

A

C’est la transformation du 2-phosphoglycérate (2PG) en phosphoenolpyruvate (PEP) en éliminant une molécule d’eau. Cette réaction est catalysée par l’énolase.

50
Q

L’énolase catalyse quel type de réaction?

A

Une réaction de déshydratation (élimination de H2O à l’étape 9 de la glycolyse).

51
Q

Quand est-ce que le deuxième intermédiaire riche en énergie est formé? Quel est-il?

A

Lors de la neuvième étape de la glycolyse, il y a formation du phosphoenolpyruvate qui est le deuxième intermédiaire riche en énergie.

52
Q

Quelle est la dixième et dernière étape de la glycolyse? Quelle enzyme la catalyse?

A

C’est la transformation du phosphoenolpyruvate en pyruvate en libérant une molécule d’ATP. Cette réaction est catalysée par la pyruvate kinase (PK).

53
Q

Qu’est-ce que la pyruvate kinase assure?

A

La pyruvate kinase (PK) assure le couplage entre l’énergie libre libérée par l’hydrolyse du PEP et la synthèse d’ATP, pour donner du pyruvate.

54
Q

Le mécanisme catalytique de la pyruvate kinase se fait comment?

A

Le mécanisme catalytique se fait en deux étapes :
1 : attaque nucléophile de l’ADP sur PEP pour former de l’ATP et de l’énolpyruvate (défavorable)
2 : tautomérisation de l’énolpyruvate en pyruvate (favorable)

La réaction globale est favorable.

55
Q

Quel est le sort du pyruvate en anaérobiose?

A

Il est réduit en lactate par une lactate déshydrogénase.

56
Q

À la fin de la glycolyse, le NAD+ à été transformé en NADH. Le NAD+ se trouvant en quantité limitée dans les cellules, doit être recyclé après de réduction en NADH. Comment ce processus se produit-il en présence de O2?

A

En présence d’O2, le NADH est réoxydé en NAD+ dans les mitochondries (chaine respiratoire et transport d’électrons couplée à la phosphorylation oxydative).

57
Q

Vrai ou faux? Pour que la glycolyse continue, le NAD+, qui se trouve en quantités limitées dans les cellules, doit être recyclé après sa réduction en NADH par la GAPDH.

A

Vrai.

58
Q

Comment régénérer le NAD+ en conditions d’anaérobie?

A

Il existe deux processus :
1 : la fermentation homolactique dans le muscle via l’enzyme lactate déshydrogénase (LDH)
2 : la fermentation alcoolique dans la levure via deux réactions enzymatiques

59
Q

Qu’est-ce que la fermentation homolactique?

A

C’est la transformation du pyruvate en lactate par une lactate déshydrogénase qui permet aussi de refaire du NAD+ à partir de NADH.

60
Q

Quel est le sort du lactate?

A

La plus grande partie du lactate est exporté de la cellule musculaire et transportée par le sang jusqu’au foie, où il est reconvertit en glucose.

61
Q

Quelle est la cause de la fatigue et des douleurs musculaires après un exercice?

A

Ce n’est pas l’accumulation du lactate dans le muscle, en soi, qui est la cause de fatigue et de douleurs musculaires suite à un exercice intense, mais l’accumulation d’acide résultant de la glycolyse et de l’utilisation de l’ATP. Puisqu’il y a trop de protons relâchés, il y a une acidification ce qui cause la douleur.

62
Q

Comment est-ce que la levure recycle le NAD+ en conditions d’anaérobie?

A

En conditions d’anaérobie, la levure recycle le NAD+ en transformant le pyruvate en éthanol et CO2.

63
Q

Quelle est la différence entre la tolérance envers l’éthanol de la levure et des organismes?

A

La levure peut tolérer des concentrations en éthanol >12% (2.5M), alors que peu d’organismes survivent dans >5% d’éthanol (pour cette raison, l’alcool est utilisé comme antiseptique).

64
Q

La levure produit de l’EtOH et du CO2 en deux réactions successives. Quelles sont-elles?

A

1 : une réaction de décarboxylation catalysée par la pyruvate decarboxylase (PDC).
2 : une deuxième réaction de réduction catalysée par l’alcool déshydrogénase qui convertit l’acétaldéhyde en éthanol.

65
Q

Pourquoi la fermentation alcoolique n’est pas possible pour le règne animal?

A

Parce que une des enzymes qui permettent à la levure de produire de l’éthanol n’existe pas dans le règne animal. Cette enzyme est la PDC.

66
Q

La pyruvate décarboxylase (PDC) requiert quoi comme coenzyme?

A

La TPP.

67
Q

Quelles sont les caractéristiques de la TPP (phosphate de thamine)?

A

La TPP est le coenzyme le plus utilisé dans les réactions de décarboxylation.

68
Q

Quelles sont les trois réactions irréversibles de la glycolyse? Qu’est-ce qu’elles constituent?

A

La première, la troisième et la dernière. Elles sont des points de contrôle importants de la glycolyse.

69
Q

Quelle est la caractéristique principale des réactions de la glycolyse qui sont réversibles?

A

Elles sont proches de l’équilibre.

70
Q

Qu’est-ce que le fructose? Où se trouve-t-il?

A

Le fructose, un isomère du glucose, se trouve en grande quantité dans le régime alimentaire (fruits, sucre de table).

71
Q

Quelles sont les deux voies qui assurent le métabolisme du fructose? Pourquoi sont-elles différentes?

A

Deux voies assurent le métabolisme du fructose; l’une dans le muscle, l’autre dans le foie. Cette différence est due à la présence d’enzymes différentes dans les deux tissus:

Dans le muscle, l’hexokinase convertit le fructose en fructose-6- phosphate.

Dans le foie, la glucokinase ne phosphoryle pas le fructose directement.

72
Q

Qu’est-ce qui peut arriver si jamais il y a un excès de fructose dans l’organisme?

A

Un excès de fructose (perfusion intraveineuse) ou intolérance (mutation du gène fructose-1- phosphate aldolase) peuvent provoquer des maladies importantes. Il peut y avoir une déplétion des Pi, une chute d’ATP, une augmentation de la glycolyse et une augmentation de lactate et une acidose.

73
Q

Qu’est-ce que le galactose?

A

Le galactose, un épimère du glucose (position C4), représente la moitié du lactose, le sucre de lait.

74
Q

Comment le galactose est-il métabolisé?

A

Les enzymes de la glycolyse ne reconnaissent pas la configuration du galactose. Une réaction d’épimérisation doir avoir lieu avant que le galactose ne rejoigne la voie glycolytique.

75
Q

Qu’est-ce que la galactosémie?

A

La galactosémie est une maladie génétique caractérisée par l’impossibilité de convertir le galactose en glucose.

76
Q

Comment expliquer le mécanisme d’une intolérance au fructose?

A

Jsp lol

77
Q

Quelles sont les caractéristiques de la vitamine B1?

A

La thiamine (vitamine B1) n’est pas synthétisée ni stockée chez les vertébrés.

Cette vitamine doit être fournie par l’alimentation; sa carence chez l’homme provoque la maladie appelée béribéri.

BEM (4 decks)

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