module 3 Flashcards
Comment le glucose pénètre ans les cellules chez les eucaryotes?
Par un système de transport passif et à l’aide des transporteurs GLUTs.
Vrai au faux
La glycolyse est seulement présente dans le foie et les reins
Faux ce sentier est présent dans tout les tissus
Sous quelle(s) forme(s) est conservée une partie de l’énergie libre de la conversion du glucose en pyruvate?
ATP et NADH
Ou se retrouve les enzymes de la glycolyse?
Dans le cytosol
Quel est le bilan de la glycolyse?
2 molécules d’ATP, 2 molécules de NADH et 2 molécules d’eau
La glycolyse permet de relâcher seulement une fraction de l’énergie disponible dans la molécule de glucose. Ou se trouve le reste?
L’énergie potentielle restante se retrouve dans les deux molécules de pyruvate créer
Quelles sont les fonctions des intermédiaires phosphorylés?
- Retenir les composés à l’intérieur de la cellule. Celle-ci n’a donc plus besoin d’investir d’énergie pour retenir les intermédiaires.
- Conserver l’énergie métabolique sous forme de composés riche en énergie.
- Liaison entre les groupment phosphate et les enzymes abaisse l’énergie d’activation et augmente la spécifité des réactions.
Quelles étapes de la glycolyse régulent ce sentier (point de contrôle)? Comment?
1, 3 et 10, car elles ont des deltaG très négatif et sont donc irréversible.
Quels enzymes catalysent les réactions qui régulent la glycolyse?
Réaction 1 : hexokinase
Réaction 3 : phosphofruktokinase-1
Réaction 10 : pyruvate kinase
Vrai ou faux
a. La glycolyse requiert de l’oxygène
b. La glycolyse constitue la source d’énergie à court terme quand l’oxygène devient limitant
c. Seul le glucose peut être utilisé pour la glycolyse
d. La glycolyse ne produit pas de cofacteurs réduit
e. La glycolyse est exergonique
a. Faux, principalement anaérobie
b. vrai
c. Faux, mais des étapes additionnelles sont nécessaires pour les convertir en glucose ou un autre intermédiaire de la glycolyse.
d. Vrai
e. Vrai
Quelles sont les 4 enzymes spécifiques à la gluconéogenèse?
Phosphoénolpyruvate carboxykinase
Pyruvate carboxylase
Fructose-1,6 -bisphosphatase
Glucose-6-phosphatase
Quel cofacteur doit sans cesse être regénérer pour assurer le bon fonctionnement de la glycolyse?
Le NAD+ en transferant les électrons du NADH à un accepteur d’électrons.
Comment le NAD+ est regénéré chez les organismes aérobie? À quel mécanisme est-il couplé?
Regénéré par la chaine de transport des électrons. (respiration aérobie). Couplé à la synthèse d’ATP
VRAI OU FAUX. La formation d’une molécule de glucose à partir de 2 molécules de pyruvate par la gluconéogenèse requiert la même quantité d’énergie que celle produite par la dégradation du glucose en pyruvate par la glycolyse.
FAUX
Lequel de ces énoncés sur la fermentation du glucose est vrai?
A. Elle peut avoir lieu en anaérobie ou en aérobie, selon les produits générés.
B. Il n’y a pas de production nette d’ATP.
C. La fermentation permet de régénérer le NAD+ en réduisant le pyruvate et en oxydant le NADH.
D. Elle génère toujours du CO2.
c
Vrai ou Faux. Expliquer.
Le muscle accumule de l’acide lactique quand le taux de NADH est trop élevé.
Faux, quand l’oxygène est limitant.
Quelle structure représente un métabolite absent de la glycolyse, mais présent dans la gluconéogenèse?
oxaloacétate
Décrivez le mécanisme « induced fit » que l’on observe lors de la réaction de l’hexokinase. Quel est l’avantage de ce mécanisme?
L’hexokinase est une protéine bilobée avec son centre catalytique situé à l’intersection des deux domaines. La fixation du glucose au site actif a pour effet de refermer les deux lobes de la protéine sur les substrats (ATP et glucose). Ce repliement rapproche les substrats pour qu’ils puissent réagir et entraîne l’expulsion de molécules d’eau du site actif. La « déshydratation » du site actif assure que le transfert du groupement phosphoryle de l’ATP s’effectue sur le glucose. Rappelez-vous que l’ATP peut s’hydrolyser en ADP et Pi et que la concentration de l’eau est bien plus élevée (55 M) que celle du glucose (5 mM), ce qui fait de l’eau un compétiteur du glucose.
Dans plusieurs sentiers métaboliques, la première réaction est souvent celle qui engage définitivement le substrat dans la voie. Est-ce le cas pour la réaction de l’hexokinase? Sinon, quelle étape constitue la réaction d’engagement de ce sentier? Pourquoi?
Non, dans le cas de la glycolyse, c’est l’étape 3 qui est la véritable réaction d’engagement. La première étape de la glycolyse n’est pas une réaction d’engagement souhaitable parce que le produit de cette étape, le glucose-6-phosphate, est un point d’embranchement dans le métabolisme des sucres. La phosphorylation du glucose n’est donc pas une assurance que celui-ci restera dans la voie de la glycolyse.
Le glucose et le fructose sont des isomères. Pourquoi transformer le glucose-6- phosphate en fructose-6-phosphate avant d’ajouter le deuxième groupement phosphoryle (étape 2)?
L’isomérisation déplace le carbonyle en C1 du glucose 6-phosphate en position C2 et laisse un hydroxyle en C1. Lors de l’étape 3, le C1 du fructose 6-phosphate peut être phosphorylé parce qu’il possède un groupement hydroxyle. Le glucose-6-phosphate a un groupement carbonyle en C1, un groupement qui ne peut être phosphorylé. De plus, la position du carbonyle du fructose-6-phosphate permet d’obtenir une coupure symétrique afin de former 2 molécules de 3 carbones lors de l’étape 4
Pourquoi le glucose occupe-t-il une position aussi centrale dans le métabolisme?
Il est riche en énergie potentielle et est ainsi un excellent carburant.
Pourquoi est-il impossible d’entreposer de grandes quantités d’unités de glucose?
Une élévation trop forte de la concentration intracellulaire e glucose pour augmenter la pression osmotique du cytosol et endommager ou tuer la cellule.
Comment est-ce que plusieurs organismes vivants contournent le problème de stockage de glucose?
Ils emmagasinent le glucose sous la forme d’un polymère non osmotiquement actif, le glycogène.
Quand peut-on récupérer l’énergie du glucose qui se trouve maintenant dans les 2 pyruvates?
Lors du cycle de Krebs et de la phosphorylation oxydative.
Quelle est la fonction de la glycolyse chez des espèces aérobiques?
La glycolyse leur fournit le pyruvate précurseur pour le cycle de Krebs et constitue la source d’énergie à court terme quand l’oxygène devient limitant.
Où retrouve-t-on les polysaccharides de réserve?
Dans les cellules (endogène) ou dans les aliments (exogène).
Chez les organismes anaérobies, comment se fait la régénération du NAD+ nécessaire à la glycolyse?
Cela se fait par une la respiration anaérobie, une chaîne respiratoire dont un substrat inorganique (ex: ion nitrate, sulfate ou carbonate) est l’accepteur final d’électrons et qui génère également de l’ATP (nombre variable).
Qu’est-ce que la fermentation?
Processus de régénération du NAD+ où les e- du NADH sont transférés à des substrats organiques comme le pyruvate. L’ATP est seulement produit lors de la glycolyse (2 ATP) et non dans la fermentation
Quels sont les 3 sorts possibles du pyruvate suite à la glycolyse?
1) Complètement oxydé (aérobiose)
2) Réduit afin d’assurer la régénération du NAD+ (anaérobiose)
3) Rôle de précurseur
Comment fonctionne la stabilisation via la TPP?
le cycle chargé positivement agit comme une trappe à e- qui stabilise la charge négative produit par la décarboxylation en la transférant au cycle.
Quelle est la partie réactive de la TPP?
Le noyau thiazolium
La décarboxylation d’un acide alpha-cétonique tel que le pyruvate est-elle spontanée? Expliquer.
Non, donc toutes ces réactions utilisent la thiamine pyrophosphate (TPP) pour former un lien covalent avec le substrat et permettre la délocalisation électronique requise pour stabiliser l’intermédiaire carbanion.
Qu’est-ce que le cofacteur TPP (thiamine pyrophosphate)?
Une coenzyme impliquée dans plusieurs réactions de décarboxylation ainsi que dans des transferts de fragments multicarbonés contenant un groupement carbonyle.
Quel cofacteur est utilisé par la pyruvate décarboxylase?
Le cofacteur TPP (thiamine pyrophosphate)
Comment est utilisé le lactate produit par les animaux?
Il est transporté via la circulation sanguine jusqu’au foie, pour servir de substrat lors de la gluconéogenèse.
Pourquoi la quantité d’énergie produite par le glucose est beaucoup plus faible?
Parce que le potentiel réducteur des deux molécules de NADH n’est pas reconverti en ATP et que l’oxydation de la molécule de glucose n’est pas complète
Quel précurseurs le pyruvate peut-il généré?
- Plusieurs acides aminés
- Oxaloacétate pour la gluconéogenèse et le cycle de krebs et acides aminés
- L’acétyl-CoA pour le cycle de krebs et la synthèse des acides gras
Quelle enzyme catalyse la réduction du lactate? La réaction est-elle réversible?
Lactate déshydrogénase. Oui
Comment la réaction de décarboxylation des acides a-cétonique peut être facilité? Pourquoi?
Aout d’un puits d’électron. Parce que le groupement carbonyle ne peut pas délocaliser la charge négative provenant de la décarboxylation.
Quel enzyme favorise la décarboxylation des acides a-cétonique?
TPP
Quel enzyme catalyse une réaction d’oxydoréduction permettant de regénéré le NAD+ en réduisant l’acétaldéhyde?
L’alcool déshydrogénase
Le glucose constitue la source majeurs d’énergie pour quelles partie chez l’humain?
Le cerveau, le système nerveux, les érythrocites, les testicules, la zone médullaire du rein et les tissus embryonnaires
Quelle est la quantité de glucose quotidienne requise? Combien le cerveau en utilise?
160g cerveau : 120g
Quel est le rôle de la gluconéogenèse?
Produire du gluose à partir de précurseurs non glucidiques. Maintenir la concentration de glucose dans le sang
Ou est situé le site principal de la gluconéogenèse chez les mammifères?
Le foie et une certaine activité est observée dans le rein
Pourquoi plusieurs réactions de la glycolyse doivent être remplacé lors de la gluconéogenèse? Qu permettent ces changements?
Parce que l’équilibre de la glycolyse favorise énormément la formation du pyruvate.
Il permettent aux deux réactions d’être thermodynamiquement possibles dans des conditions physiologiques et d’être régulées de manière indépendante.
Vrai ou Faux
a. 6 des 10 étapes de la glycolyse sont simplement inverser lors de la gluconéogenèse
b. Les réactions remplacées sont les trois réactions hautement régulées de la glycolyse
c. Celles-ci sont remplacées par 3 réactions spécifique.
a. Faux 4
b. Vrai
c. Faux 4 réactions
Quelles sont les principaux précurseurs non glucidiques chez les mammifères? Combien de carbones possèdent-il?
Le pyruvate, le lactate, certains acides aminés et le glycérol.
Le lactate formé par la glycolyse anaérobie est reconverti en pyruvate dans quel organe? comment appel-t-on ce cycle?
Foie.
Cycle de cori
En quoi sont convertis les acides aminés servant à la gluconéogenèse?
a. Glucose
b. Pyruvate
c. GAP
d. Phosphoglycérate
e. oxaloacétate
f. Lactate
b et e
Comment sont appeler les acides aminés précurseurs?
Glucogéniques
Ou sont transportés les acides aminés? sous quelles formes?
Au foie sous forme d’alanine ou de glutamine
D’ou provient l’énergie essentielle à la gluconéogenèse chez les mammifères?
De l’oxydation des acides gras
Quel lipide peut servir de précurseur à la gluconéogenèse?
Glycérol
À quelle étape le glycérol est-il insérer lors du sentier de la gluconéogenèse?
Dihydroxyacétone phosphate.
Quelle isoenzyme permet la conversion du lactate en pyruvate?
Lactate déshydrogénase
Qu est ce que la dette en oxygène?
Il faut au moins trente minutes après un exercice intense pour que le lactate soit converti en glycogène et que la vitesse de consommation de l’oxygène retourne à la normale.
Quelle réactions lors de la glycolyse nécessite deux réactions lors de la gluconéogenèse?
La transformation du PEP en pyruvate. @ liens riches en énergie sont requis
Quel enzyme transporte le pyruvate du cytosol à la matrice mitochondriale chez les eucaryotes?
Pyruvate translocase
Quel est le résultat de la conversion du pyruvate en PEP? Quel molécules sont produites ou dépensées?
un ATP et un GTP
Deux enzymes de la pepck sont présente chez les mammifères : une dans le cytosol et l’autre dans la mitochondire. Quelle voie est utilisé pour le lactate et pour le pyruvate-alanine?
PEPCK mitochondriale est utilisée pour le lactate alors que la voie pyruvate-alanine utilise la PEPCK cytosolique.
Qu’arrive-t-il lorsque le pyruvate-alanine est transformer en oxaloacétate dans le cytosol?
Des réactions supplémentaire permettent le transport de celle-ci hors de la mitochondrie
Comment l’oxaloacétate est transporter dans le cytosol?
Il est réduit en malate par la malate déshydrogénase . Celle-ci est ensuite exporter dans le cytosol. Une fois dans le cytoplasme le malate est réoxydé en oxaloacétate par une version cytosolique de la malate déshydrogénase.
Pourquoi la celleule utilise la PEPCK cytosolique?
Parce que le ratio NADH/NAD+ est très faible dans le cytosol. Le transport du malate dans le cytosol permet de transporter dans le cytosol les équivalents réducteurs nécessaires ( générer le NADH cytosolique).
Quelle réaction dans le cytosol des hépatocytes rend le transport de malate non-nécessaire? Pourquoi?
La conversion du lactate en pyruvate.
Parce que cette réaction produit du NADH.
Ou est située la glucose-6-phosphatase?
Dans la membrane du réticulum endoplasmique
Pourquoi la glucose-6-phosphatase est-elle importante?
Parce qu’elle intervient aussi à la fin de la glycogénolyse. Elle joue donc un rôle important dans la régulation homéostatique de la glycémie
Par quel mécanisme la glycolyse génère-t-elle directement de l’ATP?
La formation de molécule d’ATP aux étapes 7 et 10 se fait par phosphorylation au niveau
du substrat.
Quelles sont les conséquences rattachées à la phosphorylation du glucose (étape 1)?
Dans sa forme phosphorylée, le glucose ne peut diffuser facilement au travers de la
membrane : il est conservé à l’intérieur de la cellule. La phosphorylation rapide du
glucose par l’hexokinase permet aussi de maintenir la concentration de glucose
intracellulaire plus basse que celle à l’extérieur de la cellule et ainsi de maintenir un
gradient de concentration qui favorise le transport passif de cette molécule vers
l’intérieur.
• Les groupements phosphoryle sont des composants essentiels pour conserver l’énergie
métabolique lors des réactions enzymatiques. Les intermédiaires phosphorylés de
haute énergie qui sont formés au cours de la glycolyse (1,3-bisphosphoglycérate et
phosphoénolpyruvate) donnent leur groupement phosphoryle à l’ADP pour former de
l’ATP (phosphorylation au niveau du substrat).
• L’énergie de liaison qui résulte de la liaison entre les groupements phosphate et les
sites actifs des enzymes abaisse l’énergie d’activation et augmente la spécificité des
réactions enzymatiques.
Décrivez le mécanisme « induced fit » que l’on observe lors de la réaction de
l’hexokinase. Quel est l’avantage de ce mécanisme?
L’hexokinase est une protéine bilobée avec son centre catalytique situé à l’intersection des
deux domaines. La fixation du glucose au site actif a pour effet de refermer les deux lobes
de la protéine sur les substrats (ATP et glucose). Ce repliement rapproche les substrats pour
qu’ils puissent réagir et entraîne l’expulsion de molécules d’eau du site actif. La
« déshydratation » du site actif assure que le transfert du groupement phosphoryle de l’ATP
s’effectue sur le glucose. Rappelez-vous que l’ATP peut s’hydrolyser en ADP et Pi et que
la concentration de l’eau est bien plus élevée (55 M) que celle du glucose (5 mM), ce qui
fait de l’eau un compétiteur du glucose.
Le glucose et le fructose sont des isomères. Pourquoi transformer le glucose-6-
phosphate en fructose-6-phosphate avant d’ajouter le deuxième groupement
phosphoryle (étape 2)?
L’isomérisation déplace le carbonyle en C1 du glucose 6-phosphate en position C2 et laisse
un hydroxyle en C1. Lors de l’étape 3, le C1 du fructose 6-phosphate peut être phosphorylé
parce qu’il possède un groupement hydroxyle. Le glucose-6-phosphate a un groupement
carbonyle en C1, un groupement qui ne peut être phosphorylé. De plus, la position du
carbonyle du fructose-6-phosphate permet d’obtenir une coupure symétrique afin de
former 2 molécules de 3 carbones lors de l’étape 4
. Quelle est la logique de la réaction catalysée par la phosphofructokinase-1 (étape 3)?
Elle permet de s’assurer que le clivage de l’étape 4 produira deux composés phosphorylés
à 3 carbones interconvertibles
. Comment la réaction 4 (aldolase) est-elle possible malgré un G°´ très positif
(+23,8 kJ/mole)?
La concentration de fructose-1,6-bisphosphate dans la cellule est très élevée en
comparaison aux concentrations cellulaires des 2 trioses. L’irréversibilité de la réaction 3
permet l’accumulation du substrat, le fructose-1,6-bisphosphate. De plus, la consommation
rapide des 2 trioses formés par l’aldolase tire la réaction vers l’avant (déplace l’équilibre).
En effet, la concentration de DHAP diminue extrêmement rapidement parce que l’enzyme
catalysant l’étape 5 est très proche de la perfection catalytique.
Quel est le rôle de la triose phosphate isomérase (étape 5)?
La transformation du dihydroxyacétone phosphate en glycéraldéhyde-3-phosphate permet
d’utiliser une seule série d’enzymes pour poursuivre la glycolyse.
. La réaction de la glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase (étape 6) a un ΔG°′
positif, ce qui laisse présager une réaction défavorable. Comment la réaction est-elle
rendue possible dans la cellule?
Dans la cellule, la GAPDH forme un complexe avec l’enzyme de l’étape 7. Le 1,3-BPG est
donc transféré directement par canalisation métabolique à l’enzyme suivante ce qui
maintient sa concentration à un niveau très faible et rend possible la réaction malgré son
ΔG°’ positif
. L’hydrolyse du groupement phosphoryle du 2PG (le produit de la réaction 8) est une
réaction spontanée (G°′ = -17,6 kJ/mole). Alors, pourquoi le 2PG n’est- il pas utilisé
pour phosphoryler l’ADP et ainsi former de l’ATP?
Le ΔG°′ d’hydrolyse du groupement phosphoryle du 2PG est insuffisant pour assurer la
réaction ADP + Pi → ATP dont le ΔG°′ est d’environ +30,5 kJ/mole
Comment l’énolase (étape 9) génère-t-elle un produit capable d’assurer la
phosphorylation de l’ADP?
L’énolase catalyse l’élimination d’une molécule d’eau du 2PG. Le produit de cette réaction
est un énol phosphate, le phosphoénolpyruvate (PEP). Le G°′ d’hydrolyse du PEP est de
-61,9 kJ/mole
Comment la cellule regénère-t-elle le NAD+ chez les organisme aérobie?
Phosphorylation oxydative à l’aide de la chaine de transport des électrons
Comment la cellule regénère-t-elle le NAD+ chez les organisme anaérobie?
La respiration anaérobie
La fermentation alcoolique
La fermentation homolactique
Quels sont les destins métaboliques du pyruvate?
• Le pyruvate peut être complètement oxydé via le cycle de Krebs.
• Le pyruvate peut être réduit afin de permettre la régénération du NAD+
.
• Le pyruvate peut également servir de précurseurs pour la gluconéogenèse, la synthèse
des acides gras et de plusieurs acides aminés
Dans quelle partie de la cellule eucaryote a lieu la gluconéogenèse?
Presque toutes les réactions ont lieu dans le cytosol. Cependant, la première étape catalysée
par la pyruvate carboxylase a lieu dans la mitochondrie. La PEPCK est présente dans la
mitochondrie et le cytosol. Selon la méthode utilisée pour transporter l’oxaloacétate, la
seconde réaction peut donc se produire dans ces 2 compartiments. Finalement, la dernière
étape catalysée par la glucose-6-phosphatase a lieu dans le réticulum endoplasmique.
. L’avidine, protéine du blanc d’œuf, a une très forte affinité pour la biotine. En fait,
c’est un inhibiteur extrêmement spécifique des enzymes à biotine. Quelle réaction de
la gluconéogenèse est bloquée suite à l’addition d’avidine?
La réaction de carboxylation catalysée par la pyruvate carboxylase. La biotine est un
cofacteur fréquemment retrouvé dans ce type de réaction.
Pourquoi l’oxaloacétate peut-il être considéré comme une forme activée du pyruvate
dans le sentier de la gluconéogenèse?
La première partie du mécanisme réactionnel de la PEPCK est basé sur le fait que
l’oxaloacétate est un acide β-cétonique. Les acides β-cétoniques sont des composés de
haute énergie puisque leur décarboxylation entraîne une grande variation d’énergie libre
D’ou proviennent les acides aminés qui sont précurseurs de la gluconéogenèse?
De l’hydrolyse des protéines musculaires.
. Quel est le bilan énergétique net de la gluconéogenèse à partir de 2 molécules de
pyruvate?
4 ATP, 2 GTP et 2 NADH sont consommés pour produire une molécule de glucose à partir
de 2 molécules de pyruvate.
Vrai ou faux
En hypoxie (exercices intenses), le pyruvate produit dans les muscles est
transporté dans le sang jusqu’au foie pour être reconverti en glucose via la
gluconéogenèse.
FAUX. Le pyruvate produit par la glycolyse du muscle sert à régénérer le NAD+
lorsque l’apport en oxygène est insuffisant. C’est le produit de cette réaction
d’oxydoréduction, le lactate, qui est transporté jusqu’au foie. Il est alors reconverti
en pyruvate puis en glucose via la gluconéogenèse et retourné à dans la circulation
sanguine pour fournir, entre autres, la glycolyse du muscle (Cycle de Cori)
Quelle est l’utilité de la première étape de la glycolyse?
- Confiner le glucose dans la cellule.
- Garder la concentration de glucose basse pour favoriser le transport passif.
Quelle est l’utilité de la deuxième étape de la glycolyse?
Permettre la phosphorylation du C1
Favoriser la coupure C-C en transférant le grp carbonyle en position B.
Quelle est l’utilité de la troisième étape de la glycolyse?
- Point de contrôle
- S’assurer que les produits de l’étapes 4 soient phosphoryler
Quelle est l’utilité de la cinquième étape de la glycolyse?
Amorcer la deuxième phase avec 1 substrat, donc une série d’enzyme
À l’étape 6 quel groupement phosphate est utilisé pour la phosphorylation?
phosphate inorganique
À quoi sert l’étape 9 de la glycolyse?
Prépare un composé riche en énergie, ce qui assure la synthèse d’ATP lors de la réaction suivante
Pourquoi il n’y a pas de tautomérisation avant l’étape 10 de la glycolyse?
Parce que groupement phosphate en C2 prévient la tautomérisation,
Nommer les 9 intermédiaires entre le glucose et le pyruvate.
- Glucose-6-phosphate
- Fructose-6-phosphate
- Fructose-1,6-biphosphate
- Dihydroxyacétone phosphate
- Glycéraldéhyde-3-phosphate (GAP)
- 1,3-biphosphoglycérate
- 3-phosphoglycérate
- 2-phosphoglycérate
- 2-phosphoénolpyruvate
Quel intermédiaire est seulement présent dans la gluconéogenèse?
oxaloacétate.
