Glycolyse

Question 1

Importance connaissances glycolyse

Answer 1

• Métabolisme central est essentiel
  pour toutes les cellules humaines
• Illustration des principes de la régulation métabolique
• Représentation d’une diversité de
  mécanismes enzymatiques
  – application pour le design des inhibiteurs
• Effet Warburg dans les cellules cancéreuses

Question 2

Est-ce que la glycolyse peut être considérée comme une cible thérapeutique pour le traitement des cancers?

Answer 2

Oui, parce que les cellules cancéreuses sont plus sensibles aux inhibiteurs que les cellules normales

Question 3

Cofacteur NAD

Answer 3

NAD = Nicotinamide adénine dinucléotide
Cofacteur pour les oxydoréductases
Porteur des équivalents réducteurs

Question 4

Étapes glycolyse

Answer 4

1. Hexokinase
2. Phosphoglucose isomérase (PGI)
3. Phosphofructokinase (PFK)
4. Aldolase
5. Triose phosphate isomérase (TIM)
6. Glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase (GAPDH)
7. Phosphoglycerate kinase (PGK)
8. Phosphoglycérate mutase
9. Énolase
10. Pyruvate kinase (PK)

Question 5

Réaction globale glycolyse

Answer 5

Glucose + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi->
2 NADH + 2 pyruvate + 2 ATP + 2H2O+ 4 H+

Question 6

Hexokinase (HK)

Answer 6

Première réaction d’engagement de la glycolyse: transfert un groupement phosphoryle de l’ATP au Glucose pour donner le Glucose-6-Phosphate.

RXN catalysée par l’Hexokinase avec co-facteur Mg2+

2e substrat de l’E est le complexe ATP-Mg2+

Rx BiBi aléatoire

Question 7

Phosphoglucose isomérase (PGI)

Answer 7

Conversion du G6P en Fructose-6-Phosphate par la phosphoglucose isomérase.
* Isomérisation d’une aldose en cétose.
* Nécessite l’ouverture du cycle, l’isomérisation et le retour à
la forme cyclique

Mécanisme:
* Un groupe acide (Lys) catalyse l’ouverture.
* Un groupe basique capte le proton acide du C2
* Il y a ensuite échange de proton et fermeture du cycle et formation du Fructose-6-Phosphate

Question 8

Phosphofructokinase (PFK)

Answer 8

• Deuxième utilisation de l’ATP
• La PFK joue un rôle déterminant dans le régulation de la glycolyse puisque catalyse une RXN à vitesse limitante.
• Régulation allostérique par ATP, AMP

Question 9

Aldolase

Answer 9

• Clivage de C6 FBP en deux C3. pour donner 2 trioses:
  Glycéraldéhyde-3-phosphate (GAP) et Dihydroxyacétone phosphate (DHAP).
• Nécessite un carbonyl en C2 et un hydroxyle en C4, ce qui explique l’importance de l’isomérisation lors
  de la Rxn 2 de la glycolyse

Question 10

Triosephosphate isomérase

Answer 10

• Seul le GAP est utilisé dans la voie métabolique.
• La Triose Phosphate Isomérase a la capacité de convertir le DHAP en GAP afin de maximiser l’utilisation des produits de la voie.
• Similaire à la 2e réaction de la voie, a été caractérisé à l’aide d’un analogue.

Question 11

Mécanisme enzymatique TIM

Answer 11

• catalyse acide base impliquant des
  résidus Histidine et Glutamine de l’E et des liaisons hydrogènes.
• Commence par transfert de proton du GAP sur le résidus glutamine de
  l’enzyme pour la protonation de l’atome d’oxygène par l’histidine

Question 12

Glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase (GAPDH)

Answer 12

• Oxydation et phosphorylation de GAP par NAD+ et Pi catalysé par la GAPDH
• L’oxydation est exergonique et permet de produire le 1,3-BPG
• Formation d’un premier composé riche en énergie
• Production de NADH + H+

Question 13

Phosphoglycérate Kinase (PGK)

Answer 13

• Première réaction qui génère ATP
• La Phosphoglycérate Kinase génère le 3-Phosphoglycérate
• Une kinase est une enzyme qui transfère un groupement phosphoryle depuis l’ATP, ce qui est vrai pour la PGK, mais à sens inverse de la voie.
• Changement conformationnel comme HK
• Mécanisme comprend attaque nucléophile par un oxygène du phosphoryle en b de l ’ATP
• Considérant la formation de 2 GAP
  Il y aura formation de 2 ATP

Question 14

Phosphoglycérate mutase (PGM)

Answer 14

• Mutases transfèrent un groupement fonctionnel d’une position à une autre à l’intérieur d’une molécule
• Enzyme active présente un aminoacide phosphorylé au site actif

Question 15

Influence glycolyse sur transport Oxygène

Answer 15

• Le 2,3-DPG se lie spécifiquement à la désoxyhémoglobine et modifie l’affinité de l’Hb pour l’Oxygène.
• La vitesse de la glycolyse et de l’accumulation du produit régule l’affinité pour l’oxygène
• Les déficiences enzymatiques de la voie de la glycolyse influence directement la capacité de l’Hb de lier l’oxygène par la variation de l’enzyme
• Une déficience en Hexokinase augmentera l’affinité de l’Hb pour l’oxygène, une déficience en Pyruvate kinase diminuera l’affinité de l’O2
  pour l’Hb

Question 16

Énolase

Answer 16

• Formation du 2e intermédiaire riche en énergie.
• L’énolase produit la déshydratation du 2-Phosphoglycérate.
• Production d ’un deuxième
• Métabolite riche en énergie

Mécanisme:
* La réaction de déshydration nécessite comme co-facteur des Mg2+.
* Elle implique le départ d’un proton et d’un groupement hydroxyle produisant une molécule d’H2O

Question 17

Pyruvate Kinase

Answer 17

• Deuxième réaction qui génère de l’ATP.
• Mécanisme comprend attaque nucléophile par un oxygène du phosphoryle en b de l’ADP.
• Afin de produire une molécule d’ATP l’énergie générée la déshydratation du 2PG amène la formation d’un intermédiaire riche en énergie le PEP qui garantie la
  production d’ATP.
• Une déficience en Pyruvate Kinase provoque une accumulation de 2,3 DPG et une diminution de la liaison de l’Oxygène au niveau de l’Hb

Question 18

Bilan de la glycolyse

Answer 18

• Utilisation de deux ATP
• Génération de deux fois deux ATP
• Génération de deux NADH + H +
• En anaérobiose la cellule doit réduire des métabolites pour régénérer NAD+
• En présence d ’oxygène la cellule
  utilise les équivalents réducteurs pour la production d’énergie
  -> Phosphorylation oxydative