Intra 3 - Glyconéogénèse et glycogénolyse Flashcards
Pourquoi le glycogène est-il une source importante de glucose après un repas (3)?
- Source énergétique facilement et rapidement mobilisable
- Permet de garder une réserve de glucose sans la nécessité de stocker des molécules de glucose unitaires
- Perte énergétique d’environ 3% seulement.
Quelle est la structure de base du glycogène ?
Structure très ramifiée avec des liens α(1-4) entre les sucre d’une même chaîne et α(1-6) pour les embranchements.
(Les enzymes peuvent seulement couper des liens alpha, pas bêta)
Où le glycogène est-il stocké dans le corps ?
Foie : sous forme de granules cytoplasmiques (jusqu’à 10% de sa masse ou 100g)
Muscles : (1-2% de leur masse ou 300g).
Quel est l’avantage de stocker le glycogène dans le foie ?
- Pour réguler la glycémie :
Foie libère du glucose dans le sang à partir du glycogène pour maintenir des niveaux de glucose stables, surtout entre les repas.
Quel est l’avantage de stocker le glycogène dans les muscles ?
- Source d’énergie directement accessible pour la contraction musculaire :
Permet aux muscles de répondre rapidement aux besoins énergétiques locaux pendant l’activité physique sans dépendre du glucose sanguin.
Qu’est-ce que le glucopyranose ?
Forme cyclique du glucose.
C’est la forme la plus commune du glucose dans les organismes vivants, participant à de nombreuses voies métaboliques, y compris dans la structure du glycogène.
Quelle est la particularité de la structure du glycogène en termes de ramification ?
Structure très ramifiée : permet une dégradation plus rapide car peut se faire simultanément sur toutes les extrémités non réductrices.
Qu’est-ce qui caractérise l’extrémité non réductrice du glycogène ?
C’est le point où le glycogène peut s’agrandir et où la dégradation peut avoir lieu.
C’est le site actif pour les enzymes qui synthétisent ou dégradent le glycogène.
Quelle est la différence entre les liaisons α et β dans les structures glucidiques comme le glycogène ?
α : relient résidus de glucose en position α(1-4) pour chaîne principale et en α(1-6) pour points de branchement.
β : configuration différente autour de l’atome de carbone anomerique dans le glucose ou d’autres glucides, mais ne sont pas impliquées dans la structure du glycogène.
Pourquoi les extrémités non réductrices du glycogène sont-elles importantes pour sa dégradation ?
Permettent libération rapide de glucose, puisqu’elles sont les points d’attaque pour les enzymes qui libèrent le glucose lors de la glycogénolyse.
Qu’est-ce que la glycogène phosphorylase et quelle est sa fonction ?
Enzyme de la première étape de la glycogénolyse qui décompose le glycogène en libérant du glucose-1-phosphate (G1P).
Comment la glycogène phosphorylase est-elle régulée ?
Elle est régulée de manière complexe, incluant des formes phosphorylée et non phosphorylée, et est affectée par plusieurs effecteurs allostériques comme le glucose, l’ATP, le G6P, et l’AMP.
Quelle est la condition pour que la glycogène phosphorylase libère du glucose ?
Si le glycogène a au moins 5 unités de glucose restantes jusqu’au prochain point d’embranchement.
Pourquoi est-il important que la glycogène phosphorylase soit fortement régulée ?
Pour s’assurer que la dégradation du glycogène se fasse de manière appropriée, en réponse aux besoins énergétiques de l’organisme.
- Pour pour éviter une libération excessive de glucose qui pourrait perturber l’équilibre glycémique.
Qu’est-ce que le pyridoxal-5-phosphate (PLP) et quel est son rôle dans le catabolisme du glycogène ?
Le pyridoxal-5-phosphate (PLP), dérivé de la vitamine B6, est un cofacteur essentiel pour la glycogène phosphorylase, l’enzyme qui dégrade le glycogène.
Comment le PLP est-il lié à la glycogène phosphorylase ?
Il est lié de façon covalente à sa lysine 679 par une base de Schiff (C=N+-H).
Quelle fonction le PLP remplit-il dans la réaction de phosphorylation du glycogène ?
Le PLP sert de donneur de phosphate pour la réaction de phosphorylation, facilitant ainsi la conversion du glycogène en glucose-1-phosphate.
Quel est le mécanisme enzymatique proposé pour la glycogène phosphorylase ?
Le mécanisme se déroule en trois étapes :
1) formation d’un complexe à trois avec le substrat glycogène
2) formation d’un ion oxonium protégé
3) formation du produit, glucose-1-phosphate.
Quelles sont les deux activités enzymatiques (fonctions) de l’enzyme débranchante dans le catabolisme du glycogène ?
1) elle transfère des unités de glucose α(1-4) des branches limites sur une autre extrémité pour réduire les ramifications
2) elle clive les liens glucose α(1-6) pour décomposer complètement les ramifications, ce qui donne un glucose.
Quelle est la fonction de la phosphoglucomutase ?
La phosphoglucomutase catalyse la conversion réversible du glucose-1-phosphate (G1P) en glucose-6-phosphate (G6P).
Quel est le rôle du glucose-6-phosphate dans le muscle et dans le foie ?
Dans le muscle, le G6P est utilisé pour alimenter la glycolyse, tandis que dans le foie, il est hydrolysé en glucose libre qui peut être libéré dans le sang.
Comment la phosphoglucomutase effectue-t-elle sa fonction ?
La phosphoglucomutase transfère un groupe phosphate de la sérine à l’OH en C6 du G1P, puis le groupe sérine attaque le phosphate en C1 du G1,6P pour compléter la conversion.
Qu’est-ce que la phosphoglucokinase et en quoi est-elle impliquée ?
La phosphoglucokinase est une enzyme qui régénère le site actif de la phosphoglucomutase. Elle est impliquée dans le cas exceptionnel où le glucose-1,6-bisphosphate (G1,6P) est formé pour régénérer le site actif de l’enzyme.
Pourquoi la biosynthèse du glycogène nécessite-t-elle une étape exergonique supplémentaire ?
La réaction de conversion du glucose-1-phosphate en glycogène a un ΔG proche de zéro, donc pour pousser la réaction dans le sens de la synthèse du glycogène, une étape exergonique supplémentaire est nécessaire pour fournir l’énergie requise.
Quel est le rôle de l’UDP-glucose pyrophosphorylase dans la biosynthèse du glycogène ?
L’UDP-glucose pyrophosphorylase catalyse la formation d’UDP-glucose à partir de glucose-1-phosphate et UTP. Une étape exergonique qui fournit l’énergie est nécessaire pour la synthèse du glycogène.
Comment l’UDP-glucose est-il formé à partir de glucose-1-phosphate ?
L’oxygène du groupe phosphate du glucose-1-phosphate attaque le phosphore alpha de l’UTP pour former l’UDP-glucose et pyrophosphate inorganique (PPi).
Qu’arrive-t-il au pyrophosphate inorganique formé lors de cette réaction ?
Le PPi est rapidement hydrolysé en deux phosphates inorganiques par l’enzyme pyrophosphatase inorganique, ce qui aide à conduire la réaction vers la formation d’UDP-glucose en diminuant la concentration de PPi.
Quel est le rôle de la glycogène synthase dans la biosynthèse du glycogène ?
La glycogène synthase ajoute des résidus de glucose à une chaîne de glycogène existante en utilisant l’UDP-glucose comme substrat, augmentant ainsi la taille du glycogène d’une unité de glucose.
Qu’est-ce que l’ion oxonium intermédiaire dans la biosynthèse du glycogène ?
L’ion oxonium intermédiaire est une étape dans la réaction catalysée par la glycogène synthase où un intermédiaire réactif est formé durant l’ajout de glucose à la chaîne de glycogène.
Pourquoi la glycogène synthase ne peut-elle allonger que les chaînes de glucose déjà existantes ?
La glycogène synthase a besoin d’une amorce pour fonctionner ; elle ne peut pas commencer la synthèse d’une chaîne de glycogène de novo. Elle nécessite donc une extrémité de chaîne de glucose préexistante pour ajouter des résidus de glucose.
Comment l’UDP produit par la réaction de la glycogène synthase est-il régénéré en UTP ?
L’UDP est régénéré en UTP par l’action de la nucléoside diphosphate kinase, qui transfère un groupe phosphate de l’ATP à l’UDP, formant UTP et ADP. Ce processus est nécessaire pour que le cycle de biosynthèse du glycogène puisse continuer.
Quel est le rôle de l’enzyme branchante dans la biosynthèse du glycogène ?
L’enzyme branchante transfère environ 7 glucoses terminaux depuis une chaîne de glycogène sur le groupement C6-OH d’un résidu glucose de la même chaîne ou d’une autre, créant ainsi des branches dans la molécule de glycogène.
Pourquoi le processus catalysé par l’enzyme branchante ne consomme-t-il pas d’énergie ?
Il n’y a pas de consommation d’énergie car le clivage d’une liaison α(1-4) libère plus d’énergie (ΔG > -15,5 kJ/mol) que celle requise pour former une liaison α(1-6) (ΔG > 7,1 kJ/mol), rendant le ΔG global de la réaction négatif et donc spontané.
Pourquoi l’activité de l’enzyme branchante est-elle importante pour la structure du glycogène ?
L’activité de l’enzyme branchante est cruciale pour augmenter la solubilité et la disponibilité des extrémités du glycogène pour la dégradation enzymatique, optimisant ainsi le stockage et la libération de glucose.
Quel est le coût énergétique global associé à la synthèse du glycogène ?
Le coût énergétique de la synthèse du glycogène inclut l’utilisation d’ATP ou d’UTP dans la formation de l’UDP-glucose ainsi que l’énergie pour ajouter des résidus de glucose à la chaîne de glycogène.
Quel est le coût énergétique global associé à la dégradation du glycogène ?
Bien que la dégradation du glycogène libère du glucose qui peut être utilisé pour la production d’énergie, par exemple dans le cycle de Krebs, le processus de dégradation lui-même peut être considéré comme ayant un faible coût énergétique direct, car il implique principalement des réactions catalysées par des enzymes qui ne requièrent pas d’ATP.
Quels sont les trois paramètres optimisés dans la structure du glycogène ?
Les trois paramètres optimisés sont :
1) le nombre d’étages de branchement, qui est d’environ 12,
2) le nombre de branches par étage, environ 2, et
3) la longueur moyenne des branches, qui est d’environ 13 résidus de glucose.
Pourquoi l’optimisation de ces paramètres est-elle importante pour la fonction du glycogène ?
Ces optimisations permettent de récupérer les molécules de glucose rapidement lorsque nécessaire. Une structure de glycogène plus grande et plus complexe avec ces paramètres optimisés permet une libération plus efficace du glucose par la glycogène phosphorylase.
Comment l’optimisation de la structure du glycogène affecte-t-elle la libération du glucose ?
Une molécule de glycogène plus grosse et complexe, avec de nombreuses branches, augmente la surface disponible pour l’action de la glycogène phosphorylase, permettant ainsi la libération simultanée de nombreuses molécules de glucose.
Pourquoi y a-t-il deux voies distinctes pour la biosynthèse et le catabolisme du glycogène ?
Il y a deux voies distinctes pour la biosynthèse et le catabolisme du glycogène pour permettre une régulation fine et indépendante des deux processus. Cela est nécessaire car les deux voies doivent fonctionner in vivo avec les mêmes concentrations de métabolites, ce qui serait impossible si les voies étaient identiques.
Quelle est la conséquence de la glycogène phosphorylase ayant un ΔG négatif ?
En conditions physiologiques, la glycogène phosphorylase a un ΔG d’environ -5 à -8 kJ/mol, ce qui signifie que la dégradation du glycogène est favorisée énergétiquement par rapport à sa synthèse.
