Module 3 Flashcards

1
Q

Lequel ou lesquels de ces énoncés sont vrais?
A. Les enzymes de la glycolyse sont retrouvées dans la mitochondrie.
B. La glycolyse ne produit pas de cofacteurs réduits.
C. Dans la glycolyse, seulement 2 intermédiaires portent 2 groupements phosphate.
D. La glycolyse peut se produire en anaérobie.
E. La glycolyse est un sentier exergonique.

A

C, D et E

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2
Q

Quelles sont les 4 enzymes spécifiques à la gluconéogenèse?

A

Fructose-1,6-bisphosphatase, Pyruvate carboxylase, Phosphoénolpyruvate carboxykinase, Glucose-6-phosphatase.

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3
Q

Le cycle de Cori permet de raccorder la glycolyse et la gluconéogenèse qui a lieu dans 2 différents tissus. Lequel de ces énoncés est faux?

A. Le foie est responsable de la gluconéogenèse.
B. Le pyruvate est transporté via le système circulatoire.
C. La production de lactate dans les muscles permet de regénérer le NAD+ utilisé par la glycolyse.

A

B

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4
Q

Dans quel(s) organe(s)/tissu(s) à lieu la gluconéogenèse chez les mammifères?

A

Le foie et les reins

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5
Q

VRAI OU FAUX. La gluconéogenèse est simplement l’inverse de la glycolyse et se produit lorsque le niveau de glucose sanguin est bas.

A

Faux. Il est vrai que la gluconéogenèse se produit lorsque le niveau de glucose sanguin est bas. Cependant, bien que plusieurs réactions soient simplement l’inverse de la glycose, 4 réactions spécifiques à la gluconéogenèse permettent de contourner les 3 réactions irréversibles de la glycolyse.

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6
Q

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.

A

Faux. La gluconéogenèse consomme plus d’énergie qu’en produit la glycolyse. En effet, 6 moles de NTP et 2 de NADH sont requises pour former une mole de glucose à partir de 2 moles de pyruvate, tandis que 2 moles de NTP et 2 moles de NADH sont produites via la glycolyse à partir d’une mole de glucose. La gluconéogenèse consomme donc plus d’énergie pour produire une mole de glucose que la glycolyse en produit en dégradant cette même quantité de glucose.

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7
Q

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.

A

C

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8
Q

Laquelle des étapes suivantes a lieu durant la phase de gain d’énergie?

A. la conversion du phosphoénolpyruvate en pyruvate.
B. la conversion du fructose-6-phosphate en fructose-1,6-bisphosphate.
C. la conversion du glucose-6-phosphate en fructose-6-phosphate.
D. la conversion du glucose en glucose-6-phosphate.

A

A

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9
Q

Dans quelle condition le muscle accumulera-t-il de l’acide lactique?

A. quand l’ATP est épuisée.
B. quand l’O2 est limitant
C. quand le NADH est épuisé

A

B, quand l’O2 est limitant. Les muscles accumulent de l’acide lactique quand il n’y a plus assez d’O2 pour supporter l’oxydation aérobie du pyruvate et du NADH produits durant la glycolyse (voir page 546 de votre manuel de référence).
L’acide lactique ne peut s’accumuler en absence d’ATP parce que l’ATP est requise pour amorcer la glycolyse (phase préparatoire), qui produit le pyruvate.
L’acide lactique ne peut s’accumuler en absence de NADH parce que le NADH est nécessaire pour la conversion anaérobie du pyruvate en lactate.

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10
Q

L’enzyme qui convertit le 3-phosphoglycérate en 2-phoshoglycérate est une :
A. transférase
B. kinase
C. mutase
D. phosphorylase

A

C.

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11
Q

Lequel parmi les énoncés suivants à propos de la gluconéogenèse est vrai?

A. Chez les mammifères, la gluconéogenèse a lieu principalement dans le foie.
B. La gluconéogenèse est le sentier par lequel le glucose est converti en glycogène.
C. La gluconéogenèse est en fait le sentier de la glycolyse, mais à l’envers.
D. Il n’y a pas de gluconéogenèse chez les plantes.

A

A.

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12
Q

Complétez les phrases suivantes sur les caractéristiques principales de la glycolyse:
La glycolyse est formée de ___ réactions catalysées par des enzymes localisées dans le _______. Ce sentier est divisible en 2 phases de 5 réactions. La première phase transforme le _______, un hexose, en 2 molécules de 3 carbones : _____________. Cette phase ________ 2 ATP. La deuxième phase convertit les 2 molécules à 3 carbones en _________. Cette phase produit 4 ____ et 2 ____. La glycolyse est un processus _______, c’est-à-dire que la présence d’________ n’est pas nécessaire à son fonctionnement.

A

10, cytosol, glucose, glycéraldehyde-3-phosphate (GAP), consomme, pyruvate, ATP, NADH, anaérobie, oxygène.

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13
Q

Quelle molécule représente le point d’embranchement entre la glycolyse, la voie des pentoses phosphate, le métabolisme du glycogène et la gluconéogenèse?

A

Glucose-6-phosphate (G6P)

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14
Q

Quelles réactions constituent des points de contrôle de la glycolyse?

A
  • L’étape 1 catalysée par une hexokinase
  • L’étape 3 catalysée par la phosphofructokinase-1
  • L’étape 10 catalysée par la pyruvate kinase
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15
Q

Par quel mécanisme la glycolyse génère-t-elle directement de l’ATP?

A

La formation de molécule d’ATP aux étapes 7 et 10 se fait par phosphorylation au niveau du substrat.

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16
Q

Décrivez le mécanisme « induced fit » que l’on observe lors de la réaction de l’hexokinase. Quel est l’avantage de ce mécanisme?

A

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.

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17
Q

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?

A

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.

18
Q

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)?

A

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.

19
Q

Quelle est la logique de la réaction catalysée par la phosphofructokinase-1 (étape 3)?

A

Elle permet de s’assurer que le clivage de l’étape 4 produira deux composés phosphorylés à 3 carbones interconvertibles

20
Q

Comment la réaction 4 (aldolase) de la glycolyse est-elle possible malgré un G° ́ très positif (+23,8 kJ/mole)?

A

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.

21
Q

Quel est le rôle de la triose phosphate isomérase (étape 5)?

A

La transformation du dihydroxyacétone phosphate en glycéraldéhyde-3-phosphate permet d’utiliser une seule série d’enzymes pour poursuivre la glycolyse.

22
Q

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?

A

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.

23
Q

Pourquoi la réaction de la phosphoglycérate kinase (étape 7) est-elle considérée comme la réaction où le retour sur l’investissement (seuil de la rentabilité) est atteint?

A

Parce que la réaction produit 2 molécules d’ATP (1 mole d’ATP/mole de G3P) ce qui rembourse les 2 molécules d’ATP empruntées précédemment.

24
Q

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?

A

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.

25
Q

Comment l’énolase (étape 9) génère-t-elle un produit capable d’assurer la phosphorylation de l’ADP?

A

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.

26
Q

Comment la cellule régénère-t-elle le NAD+?

A

Chez les organismes aérobies, le NAD+ est régénéré par phosphorylation oxydative à l’aide de la chaîne de transport d’électrons.
Pour les organismes anaérobies, il existe différentes solutions :
* La respiration anaérobie
* La fermentation alcoolique
* La fermentation homolactique

27
Q

Quels sont les destins métaboliques du pyruvate?

A
  • 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.
28
Q

Quel rôle majeur joue la fermentation lactique et alcoolique dans la glycolyse anaérobie?

A

Recycler le NAD+ en transférant les électrons du NADH au pyruvate.

29
Q

Pour un organisme anaérobie facultatif, la consommation de glucose est identique en présence et en absence d’oxygène. VRAI OU FAUX. Expliquez.

A

FAUX, la consommation de glucose augmente en absence d’oxygène parce que moins d’ATP est généré par molécule de glucose. Pour répondre au besoin énergétique, il faut donc utiliser plus de glucose.

30
Q

Dans quelle partie de la cellule eucaryote a lieu la gluconéogenèse?

A

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.

31
Q

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?

A

La réaction de carboxylation catalysée par la pyruvate carboxylase. La biotine est un cofacteur fréquemment retrouvé dans ce type de réaction.

32
Q

Pour chacune des étapes spécifiques à la gluconéogenèse :
a) Écrivez l’équation de la réaction.
b) Nommez l’enzyme qui la catalyse.

A
  1. Réaction catalysée par la pyruvate carboxylase
    Pyruvate + CO2 + ATP → Oxaloacétate + ADP + Pi
  2. Réaction catalysée par la phosphoénolpyruvate carboxykinase (PEPCK)
    Oxaloacétate + GTP → Phosphoénolpyruvate + CO2 + GDP
  3. Réaction catalysée par la fructose-1,6-biphosphatase-1 (FBPase-1)
    Fructose-1,6-bisphosphate + H2O → Fructose-6-phosphate + Pi
  4. Réaction catalysée par la glucose-6-phosphatase.
    Glucose-6-phosphate + H2O → Glucose + Pi
33
Q

Pourquoi l’oxaloacétate peut-il être considéré comme une forme activée du pyruvate dans le sentier de la gluconéogenèse?

A

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.

34
Q

En excluant le pyruvate, quels sont les 3 précurseurs principaux de la gluconéogenèse chez les mammifères?

A

a) Le lactate provenant de la glycolyse anaérobie des muscles.

b) La plupart des acides aminés provenant principalement de l’hydrolyse des protéines musculaires.

c) Le glycérol provenant de la dégradation des triacylglycérols.

35
Q

Quel est le bilan énergétique net de la gluconéogenèse à partir de 2 molécules de pyruvate?

A

4 ATP, 2 GTP et 2 NADH sont consommés pour produire une molécule de glucose à partir de 2 molécules de pyruvate.

36
Q

D’où provient l’énergie nécessaire à la gluconéogenèse?

A

De l’oxydation des acides gras.

37
Q

Si la formation d’une molécule de glucose via la gluconéogenèse est suivie de sa dégradation via la glycolyse, quel sera le bilan énergétique net?

A

Au final, il y aura consommation de 4 équivalents ATP (2 GTP et 2 ATP) puisque la glycolyse permet la production de 2 ATP et de 2 NADH, mais que la gluconéogenèse consomme 4 ATP, 2 GTP et 2 NADH.

38
Q

VRAI OU FAUX: La pyruvate décarboxylase est la première étape de la gluconéogenèse.

A

FAUX. C’est la pyruvate carboxylase qui catalyse la première étape de la gluconéogenèse. La pyruvate décarboxylase est une enzyme de la fermentation alcoolique.

39
Q

VRAI OU FAUX: Le lactate, le pyruvate, le glycérol et l’alanine sont tous des précurseurs de la gluconéogenèse.

A

VRAI.

40
Q

VRAI OU FAUX: Les 4 réactions de contournement de la gluconéogenèse ont toutes des ∆G°ʹ près de zéro, alors que les autres réactions de la gluconéogenèse ont des ∆G°ʹ très négatif.

A

FAUX. C’est l’inverse : les réactions spécifiques à la gluconéogenèse sont irréversibles et ont donc un ∆G°ʹ très négatif, alors que les réactions partagées avec la glycolyse sont réversibles (∆G°ʹ près de zéro).

41
Q

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.

A

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).