Module 3 : glycolyse et gluconéogenèse Flashcards
Quelle est la relation entre la glycolyse et la gluconéogenèse?
Ils sont des sentiers métaboliques antagonistes qui partagent un grand nombre de réactions (7).
Qu’est-ce que la glycolyse?
La voie métabolique qui convertit le glucose, un sucre à 6 C, en 2 molécules de pyruvate, un acide à 3 C.
Dans le bilan total, est-ce que l’énergie est utilisée ou produite lors de la glycolyse?
Il y a production d’énergie libre provenant du glucose qui est relâché et conservé sous forme d’ATP et de NADH.
Les enzymes de la glycolyse sont-elles spatialement distinctes ou forment-elles un complexe?
Beaucoup d’évidences suggèrent que le enzymes de la voie de la glycolyse forment un complexe enzymatique, soit un métabolon, qui facilite le transfert des métabolites entre les enzymes.
La glycolyse a lieu dans ______?
Le cytoplasme
La première phase de la glycolyse se nomme “phase des hexoses (investissement d’énergie). Comment cette phase se termine-t-elle?
Se termine par la formation de 2 molécules de glycéraldéhyde-3-phosphate. (Utilisation de 2 ATP)
La deuxième phase de la glycolyse se nomme “phase des trioses (gain d’énergie). Comment cette phase se termine-t-elle?
Les 2 molécules de glycéraldéhyde-3-phosphate sont converties en 2 molécules de pyruvate (production de 4 ATP et de 2 NADH).
Combien de molécules d’ATP et de NADH sont formées lors de la conversion d’une molécule de glucose en 2 molécules de pyruvate?
2 molécules d’ATP
2 molécules de NADH
À quelle étape de la glycolyse y a-t-il libération d’eau?
2 molécules d’eau sont relâchées à l’étape 9.
Suite à la glycolyse, a-t-on relâché la majorité de l’énergie potentielle du glucose?
Non, les 2 molécules de pyruvate contiennent la majorité de cette énergie.
Quelles sont les fonctions des 9 intermédiaires phosphorylés de la glycolyse. (avantages de la phosphorylation du glucose)
1) Les intermédiaires ne peuvent pas quitter la cellule lorsqu’ils sont phosphorylés car les membranes ont rarement des transporteurs pour les sucres phosphorylés. Ceci économise de l’énergie.
2) Les groupements phosphorylés sont essentiels pour conserver de l’énergie métabolique et permettent la formation d’ATP à la fin de la glycolyse.
3) L’énergie de liaison entre les groupements phosphates et les sites actifs des enzymes abaisse l’énergie d’activation et augmente la spécificité des réactions enzymatiques.
Quelles sont les conditions du ∆G requises pour qu’un sentier métabolique fonctionne?
Le ∆G globale (somme des ∆G de toutes les réactions) doit être négatif et le ∆G de chaque réaction doit être négatif ou près de 0.
Quelles étapes de la glycolyse constituent les points de contrôle de la glycolyse et pourquoi?
Les étapes catalysées par l’hexokinase (1), la phosphofructokinase-1 (3) et la pyruvate kinase (10) car elles ont toutes des ∆G˚’ et ∆G très négatifs.
La glycolyse est-elle un processus essentiellement aérobique ou anaérobique?
Anaérobique
Quelles glucides autre que le glucose peuvent être utiliser dans la glycolyse?
- Polysaccharides de réserve (amidon)
- Glycogène exogène
- Disaccharides (Maltose, sucrose, lactose…)
- Monosaccharides (fructose, mannose, galactose)
- Cellulose (ruminants, pas les humains/animaux)
Des glucides autres que le glucose peuvent-ils servir de substrat pour la glycolyse?
Oui, mais ces derniers doivent subir des étapes additionnelles pour les convertir soit en glucose ou en un autre intermédiaire de la glycolyse.
Quels sont les polysaccharides de réserve?
L’amidon chez les plantes et le glycogène chez les animaux.
Chez les organismes aérobies, comment se fait la régénération du NAD+ nécessaire à la glycolyse?
Cela se fait par la chaîne respiratoire qui récupère et transfère les e- du NADH sur l’oxygène par la respiration aérobie.
Comment est-ce que la respiration aérobie crée-telle de l’ATP?
Le transport d’électrons par la chaîne respiratoire est couplée à la synthèse d’ATP catalysée par l’ATP synthétase.
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) → réduit en lactate : fermentation homolactique ou réduit en éthanol et CO2 : fermentation alcoolique.
3) Rôle de précurseur
Quelle est la formule de l’oxydation du pyruvate?
Pyruvate + CoA + NAD+ -> acétyle CoA + CO2 + NADH
Comment se fait la réduction du pyruvate chez les mammifères et certaines bactéries anaérobies?
Le pyruvate est réduit en lactate via la fermentation homolactique. Ceci est couplé à l’oxydation du NADH qui assure la glycolyse.
Comment se fait la réduction du pyruvate chez certains organismes anaérobies comme la levure?
Il y a régénération du NAD+ par transformation du pyruvate en éthanol et CO2, soit la fermentation alcoolique.
Dans quels cas est-ce que le pyruvate est un précurseur?
1) Précurseur de plusieurs acides aminés
2) Précurseur de l’oxaloacétate à 4 C qui est un intermédiaire de la gluconéogenèse et du cycle de Krebs
3) L’acétyle CoA , produit de l’oxydation du pyruvate, est un précurseur du cycle de Krebs et de la synthèse des acides gras.
Quelle enzyme catalyse la réduction du pyruvate en lactate et la réaction est-elle réversible?
Lactase déshydrogénase
Oui
Quel est le produit primaire de la fermentation alcoolique?
L’éthanol
Quel cofacteur est utilisé par la pyruvate décarboxylase?
Le cofacteur TPP (thiamine pyrophosphate)
La décarboxylation d’un acide alpha-cétonique tel que le pyruvate est-elle spontanée?
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. (Puit à électrons)
Quelle est la partie réactive de la TPP?
Le noyau thiazolium
Nomme les 2 conformations de l’hexokinase .
- Ouverte (inactive) : glucose absent
- Fermée (active) : glucose se fixe à l’enzyme
Qu’est-ce que le mécanisme “induced-fit” (étape 1 de la glycolyse)? Quel est son avantage?
- La liaison du glucose a pour effet de rapprocher les deux domaines de l’hexokinase, ce qui rapproche l’ATP du glucose.
- Assure que le transfert du groupement phosphoryle se fait sur le glucose et non sur la molécule d’eau → garantit la spécificité de la réaction et prévient l’hydrolyse inutile de l’ATP.
VRAI OU FAUX : l’étape 1 de la glycolyse est la véritable réaction d’engagement de la glycolyse.
Faux, c’est l’étape 3.
Quelle est l’équation nette de la glycolyse?
Glucose + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi → 2 pyruvate + 2 NADH + 2 ATP + 2 H2O
Donc, un glucose → 2 pyruvate
La gluconéogenese a lieu principalement dans _____, où son rôle est de?
Dans le foie (et les reins), et son rôle est de maintenir la concentration de glucose dans le sang afin de fournir le glucose nécessaire au cerveau, aux muscles et aux érythrocytes.
La transformation du pyruvate commence dans _______, avec de se poursuivre dans ______. Finalement, la dernière étape se termine dans ___________.
- La mitochondrie
- Le cytosol
- Le réticulum endoplasmique
Combien y-a-t ‘il de réactions irréversibles dans le sentier de la gluconéogénèse?
3
Enzymes de la glycolyse se trouve dans…?
Le cytosol
Destin du NADH produits par la glycolyse? (organismes aérobies)
NAD+ est regénéré par la chaîne de transports des électrons qui récupère et transfère les électrons du NADH sur l’oxygène → respiration aérobie → couplé à la synthèse d’ATP (phosphorylation oxydative)
- Génère de l’ATP
Destin du NADH produits par la glycolyse? (organismes anaérobies)
NAD+ regénéré par un chaîne respiratoire mais substrat inorganique est l’accepteur final d’électrons → respiration anaérobie.
- Génère de l’ATP
Destin du NADH produit lors de la glycolyse → transférés à des substrats organiques?
Substrat comme le pyruvate → fermentation
- Génère ATP mais en quantité beaucoup plus faible, car potentiel réducteur du NADH n’est pas reconverti en ATP → oxydation du glucose n’est pas complète.
À quoi sert la majorité du lactate produit?
Transporté jusqu’au foie via la circulation sanguine -> sert de substrat pour la gluconeogenese.
Bilan glycolyse aérobie et anaérobie?
Aérobie : 32 ATP/glucose quand tout oxydé en CO2 et H2O par les mitochondries
Anaérobie : 2 ATP/glucose
Vrai ou faux : la vitesse de production de l’ATP est plus grande en conditions aérobies qu’anaerobies.
Faux, vitesse de production de l’ATP 100x plus grande dans la glycolyse (anaerobie) que dans la phosphorylation oxydative (aérobie)
Glugoneogenese : 2 molécules de ______ sont transformées en une molécule de ______.
Pyruvate
Glucose
Dans quelle circonstance la gluconéogenèse a-t-elle lieu?
Jeûne prolongé ou exercice intense
Précurseurs de la gluconéogenèse chez les mammifères?
Composés à 3C : pyruvate, lactate, certains a.a (glucogéniques), glycérol.
→ doivent être convertis en pyruvate avant d’entrer
Qu’est-ce qui fournit l’énergie nécessaire à la gluconéogenèse?
L’oxydation des acides gras
Comment sont liés ;a glycolyse anaérobie dans le muscle et la gluconéogenèse dans le foie?
Via le cycle de Cori
Pourquoi le passage du pyruvate au PEP (gluconéogenèse) est thermodynamiquement plus difficile que le passe du PEP en pyruvate?
Nécessite l’intervention de 2 réactions (2 liens riches en énergie sont requis) car PEP → pyruvate forme une molécule d’ATP : réaction inverse a donc besoin de beaucoup d’énergie. Donc 1 ATP et 1 GTP doivent être dépensés pour phosphoryler le pyruvate en PEP
Bilan énergétique de la gluconéogenèse?
- Consomme 6 NTP (ATP ou GTP)
- Consomme 2 NADH
Énergiquement coûteuse mais essentielle.
Gluconéogenèse : les 3 réactions de contournement?
- Pyruvate en PEP
- Conversion du FBP en F6P (fructose-1,6-biphosphatase)
- G6P en glucose
Pourquoi la phosphorylation du glucose est importante?
- Confine le glucose à l’intérieur de la cellule
2. Garde la concentration intracellulaire en glucose basse.
VRAI OU FAUX :
La fore énol du pyruvate est plus stable que la forme céto.
Faux, forme céto est plus stable
Glycolyse :
- Étapes consommant de l’énergie
- Étape produisant du NADH
- Étapes produisant de l’ATP
- Étapes irréversibles
- 1 et 3
- 6
- 7 et 10
- 1, 3 et 10
Gluconéogenèse : quelle enzyme possède la biotine ?
Pyruvate décarboxylase #1
Glycolyse : sentier exergonique ou endergonique ?
Exergonique
Dans quelle condition le muscle accumule de l’acide lactique ?
Quand l’oxygène est limitant
Qu’assure le bras flexible de la biotine ?
Mécanisme assure que le produit d’une réaction sera immédiatement dirigé vers la prochaine composante du système sans diffuser au loin ou réagir avec une autre substance.
