Intra 3 - Régulation de la glycogénèse et glyconéogénolyse

Question 1

Quelle sont les enzymes responsables de l’élongation et de la dégradation du glycogène?

Answer 1

• glycogène synthase
• glycogène phosphorylase.

Question 2

Qu’est-ce qui est favorisé au conditions physiologiques? (entre dégradation ou biosynthèse)

Answer 2

• dégradation est favorisée.
• ΔG ~ -5 à -8 kJ/mol.

Question 3

Quels sont les trois principaux mécanismes de régulation du glycogène?

Answer 3

• Contrôles allostériques,
• Modifications covalentes enzymatiques (phosphorylation),
• Contrôles hormonaux

Question 4

Pourquoi la biosynthèse et la dégradation du glycogène se produisent-elles dans deux voies différentes?

Answer 4

• parce qu’elle doivent fonctionner in vivo avec des concentrations de métabolites identiques, ce qui est impossible si les deux voies sont complètement identique.
• permet une régulation fine et indépendante des deux voies enzymatiques.

Question 5

Quels sont les effecteurs de la glycogène phosphorylase et leur effets sur l’enzyme (active/inhibe)?

Answer 5

• glucose: inhibe
• ATP: inhibe
• G6P: inhibe
• AMP: active

Question 6

Pourquoi le glucose, l’ATP et le G6P inhibent la glycogène phosphorylase?

Answer 6

Ce sont des indicateurs qu’il y a assez “d’énergie” dans la cellule et qu’on n’a pas besoin de plus de glycogène dégradé.

Question 7

Pourquoi l’AMP active la glycogène phosphorylase?

Answer 7

• C’est un indicateur de manque d’énergie.
• AMP vient après l’utilisation d’ATP. Plus que l’ATP est utilisé, plus y a d’AMP.
• donne un signal pour dégrader le glycogène et avoir plus d’énergie.

Question 8

Quel est l’effet du G6P sur la glycogène synthase?

Answer 8

Activation.

Question 9

Pourquoi le G6P active la glycogène synthase?

Answer 9

La présence en excès de G6P dans la cellule est un signe de disponibilité de glucose pour la synthèse du glycogène.

Question 10

Quel est le processus catalysé par la glycogène phosphorylase?

Answer 10

La conversion du glycogène (avec n résidus) en glucose-1-PO4.

Question 11

Quelle est la structure de la glycogène phosphorylase?

Answer 11

Un homodimère de sous-unités de 842 acides aminés.

Question 12

Quels sont les différents mécanismes de régulation de la glycogène phosphorylase?

Answer 12

• Formes phosphorylées en sérine 14 et non phosphorylée,
• plusieurs effecteurs allostériques (glucose, ATP, G6P, AMP, etc.).

Question 13

À quoi sert la tour dans l’enzyme glycogène phosphorylase?

Answer 13

Augmenter la surface de contact entre les deux dimères.

Question 14

Combien de formes de la glycogène phosphorylase existent-elles? Quelle est leur sensibilité?

Answer 14

• b : Sensible à régulation par effecteurs allostériques (non phosphorylée)
• a : insensible à régulation allostérique et sensible au glucose. (est phosphorylée)

Question 15

Comment sont les formes actives et inactives de la glycogène phosphorylase?

Answer 15

Chacune existe sous forme active (Relaxed) ou inactive (Tense).

Question 16

Quel est l’effet de l’ATP et/ou G6P sur la phosphorylase b?

Answer 16

font passer l’enzyme de la forme relaxed to tense.
donc de la forme active à inactive = inhibe

Question 17

Quel est l’effet de l’AMP sur la phosphorylase b?

Answer 17

fait passer l’enzyme de la forme tense to relaxed.
donc de la forme inactive à active.

Question 18

Quel est l’effet du glucose sur la phosphorylase a?

Answer 18

• fait passer l’enzyme de la forme relaxed to tense.
  donc de la forme active à inactive = inhibe.
• inactivation homologue à ATP.

Question 19

Vrai ou Faux.
La phosphorylase a tense tend à passer vers la forme relaxed (être active) par elle-même.

Answer 19

Vrai, elle n’a pas besoin de effecteur pour changer de conformation.

Question 20

Qu’est-ce que la phosphorylase kinase?

Answer 20

C’est une enzyme qui phosphoryle (met 2 groupements phosphate) la phosphorylase b en la convertissant en phosphorylase a.

Question 21

Qu’est-ce que la phosphoprotéine phosphatase?

Answer 21

C’est une enzyme qui enlève 2 groupements phosphate la phosphorylase a, la convertissant en phosphorylase b.

Question 22

Décris la phosphorylase kinase.

Answer 22

• Une enzyme avec 4 sous-unités, composées chacune de 4 polypeptides (αβγδ).
• γ: catalytique (peut phosphorylé 4 substrats)
• α,β et δ: inhibitrice
• δ: calmoduline

Question 23

Quel est l’effet de la liaison aux ions Ca2+ sur la phosphorylase kinase?

Answer 23

Elle entraîne un changement conformationnel important.

Question 24

Comment fonctionne la sous-unité γ de la phosphorylase kinase avec le Ca 2+?

Answer 24

• avec le calcium → changement de conformation = dévoilement de partie hydrophobe.
• partie hydrophobe interagit avec γ par son domaine régulateur.

Question 25

Expliquez l’inhibition de la sous-unité γ par la δ. (phosphorylase kinase)

Answer 25

• phosphorylase kinase: domaine catalytique et domaine régulateur avec segment auto-régulateur.
• segment auto-inhibiteur: très proche de la séquence de liaison du Ca2+ de la sous-unité δ.
• Liaison Ca2+ provoque changement de conformation de δ, en déplaçant le domaine régulateur γ et l’active.

Question 26

Qu’est-ce que la protéine kinase A?

Answer 26

Une enzyme qui phosphoryle des résidus Ser ou Thr spécifiques de nombreuses protéines. (phosphorylase kinase et glycogène synthase).

Question 27

Quelle séquence la protéine kinase A reconnaît-elle comme consensus?

Answer 27

Arg-Arg-X-Ser/Thr-Y (X= petit acide aminé et Y = acide aminé avec gros résidu hydrophobe).

Question 28

Qu’est-ce qui est absolument nécessaire pour que la protéine kinase A soit active?

Answer 28

Par la concentration de l’AMPc qui dépendent de sa synthèse par l’adénylate cyclase et de son hydrolyse par la phosphodiestérase.

Question 29

Quelles hormones influencent l’activité de l’adénylate cyclase?

Answer 29

Le glucagon et l’adrénaline.

Question 30

De quoi est formé la protéine kinase A?

Answer 30

• 2 sous-unités catalytique
• 2 sous-unités régulatrice.

Question 31

Comment active-t-on la protéine kinase A?

Answer 31

• 2 sous-unités catalytiques et 2 sous-unités régulatrices attachées ensemble = inactives.
• liaison AMPc aux unités régulatrice (changement de conformation) provoque dissociation des dimères catalytique = forme active.

Question 32

Quels sont les deux modes de régulation pour la phosphoprotéine phosphase ?

Answer 32

• Liaison avec son inhibiteur = inactive. Enzyme non lié = active, si pas liée à Pi ou juste à 1 seul (optimal, simulé par insuline). Si liée à 2 Pi elle est inactive.
• localisation: enzyme proche du substrat physiquement.

Question 33

Décrivez la phosphoprotéine phosphatase?

Answer 33

• hydrolyse les résidus Ser/Thr de plusieurs protéines.
• Possède une sous-unité de liaison au glycogène (GM (muscle) ou GL (liver))

Question 34

Comment la phosphorylation de GM sur le site 2 (P2) affecte-t-elle la liaison avec PP1c?

Answer 34

Elle libère PP1c dans le cytoplasme, ce qui empêche la déphosphorylation (inhibition) des enzymes liées au glycogène, augmentant ainsi la glycogénolyse.

Question 35

Que se passe-t-il lorsque PP1c est libéré dans le cytoplasme?

Answer 35

Il ne peut plus déphosphoryler (inhiber) les enzymes liées au glycogène, ce qui entraîne une augmentation de la glycogénolyse.

Question 36

Où PP1c libre peut-il se lier dans le cytosol?

Answer 36

• À un inhibiteur.
• Sans inhibiteur, phosopho proche et activation.

Question 37

Le type d’activité du complexe Glycogène-GM-PP1c tout seul.

Answer 37

l’activité est ok, pas optimale mais pas nul non plus.

Question 38

Le type d’activité du complexe Glycogène-GM-PPc qui est phosphorylé par la Protéine kinase stimulé par insuline.

Answer 38

1 phosphate ajouté sur le GM → donne une activité optimale. (↑ glycogènèse)

Question 39

Le type d’activité du complexe Glycogène-GM-PP1c qui est phosphorylé par la Protéine kinase A stimulé par adrénaline.

Answer 39

• 2 phosphates ajoutés sur le GM.
• PP1c se décolle = changement de conformation, le substrats ne peut pas se lier.
• inactivation de l’enzyme.
• ↑ glycogénolyse.

Question 40

Comment passe le complexe Glycogène-GM 1Phosphate-PP1c au complexe GLycogène-GM 2Phosphate PP1c décollé?

Answer 40

par protéine kinase active.

Question 41

Quel est le contrôle de la glycogène synthase?

Answer 41

Il est au moins aussi complexe, sinon plus, que celui de la glycogène phosphorylase.