module 9 Flashcards
Quel genre de transporteur est GLUT1?
Transporteur ubiquitaire
Pourquoi le glucose va toujours vers l’intérieur de la cellule?
Car il est métabolisé dès son entrée alors la concentration de glucose intracellulaire est toujours plus faible que la concentration de glucose sanguiin
GLUT1 est spécifique à quelle molécule?
D-glucose
Qu’est ce qui garantit que GLUT1 est toujours saturé et opère donc à Vmax?
La concentration du glucose sanguin est près du double de la valeur de Kt
Quelles caractéristique spécifique au transport passif possède GLUT1?
Vitesse élevée de diffusion, un processus saturable et une spécificité du substrat
Le génome humain contient ___ gènes codant pour des transporteurs passifs du glucose chacun avec…
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a des propriétés cinétiques uniques, une distribution tissulaire différente et un rôle spécifique
Quelles sont les principales caractéristiques de GLUT2?
-Présent dans les cellules du pancréas, les cellules hépatiques et les cellules rénales
Kt très élevée
- Glucose entre donc dans ces tissus avec une vitesse significative uniquement lorsque [glucose] est élevée.
- Sert aussi à l’exportation du glucose produit par le foie en période de jeune
Quelles sont les principales caractéristique de GLUT3
- présent dans les cellules neuronales
- Kt très faible
- Entre dans ces tissus avec une vitesse significative même lorsque [glucose] est faible
Quelles sont les principales caractéristiques de GLUT4?
- Muscle et tissus adipeux
- sensible à l’insuline
- Entre les repas GLUT4 est entreposée dans des vésicules lipidiques spécialisées
- Diabète = pas capable de mobiliser GLUT4
Comment la présence d’insuline d’insuline influence GLUT4?
Déclenche le mouvement des vésicules contenant GLUT4 vers la membrane plasmique avec laquelle elles fusionnent, causant l’apparition de GLUT4 dans la membrane
Comment sont appelées deux enzymes qui catalysent la même réaction, mais qui sont encodées par des gènes différents?
isoformes, isozymes ou isoenzymes
Les isoformes peuvent être présents…
Dans des tissus différents, dans un même tissu ou dans une même cellule
Par quoi se distinguent les isoenzymes?
propriété cinétique, spécificité, leur régulation, cofacteur utilisé, distribution intracellulaire
- Séquence en a.a similaire, mais pas identique
- Origine évolutive commune
Que reflète la distribution des différentes isoformes d’une enzyme donnée?
- Différents patrons métaboliques dans différents organes
- Localisations différentes et rôles différents dans une même cellule
- Différents stades du développement des tissus embryonnaires ou foeaux et des tissus adultes
- Des réponses distinctes des isozymes aux effecteurs allostériques
À quel niveau est régulé le métabolisme du glycogène?
- Allostérique
- Hormonale
À quelles étapes est régulé le cycle de krebs?
- Réaction par le PDH
- Entrée de l’acétyl-CoA dans le cycle (citrate synthase)
- isocitrate déshydrogénase
- a-cétoglutarate déshydrogénase
Qu’est ce qui active et inhibe le PDH?
Inhibe= NADH, acétyl-CoA et l’ATP (produit de la réaction) et la présence d’acide gras à longue chaine
Active = Accumulation d’AMP et des substrats (NAD+ et CoA)
Quel type de régulation supplémentaire est présente chez les mammifères?
modification covalente
Quelles sont les deux protéines régulatrice du PDH chez les mammifères et leur fonctionnement?
Pyruvate déshydrogénase kinase et la pyruvate déshydrogénase phosphatase
Kinase = inactive en catalysant la phosphorylation d’un résidu sérinespécifique
Phosphatase = Réactive en catalysant l’hydrolyse du groupement phosphoryle
Qu’est ce qui active les deux protéines régulatrices du PDH?
Kinase :
- Hausse de la [ATP]
Phosphatase :
- Baisse de la [ATP]
- Hausse de la [Ca2+]
Par quels moyens les enzymes du cycle de krebs sont majoritairement contrôlées?
- Disponibilité en substrat
- Inhibition par le produit(s)
- Inhibition par des intermédiaires formés postérieurement au cours du cycle
Quels sont les principaux régulateurs du cycle de krebs?
ses substrats, l’acétyl-CoA, l’oxaloacétate et le NAD+
Vrai ou faux
a) l’acétyl-CoA et l’oxaloacétate sont présents dans la mitochondrie à des concentrations saturantes pour la citrate synthase
b) Le flux métabolique de la citrate synthase varie en fonction de la disponibilité de ses substrats
a) faux
b) vrai
Le cycle ne peut fonctionner que si la chaine respiratoire…
Dispose d’un apport suffisant en O2 pour regénérer les équivalents réducteurs (NADH).
Vrai ou faux
Le ratio NADH/NAD+ est un excellent indicateur du fonctionnement de la chaine respiratoire
Vrai
Qu’arrive-t-il lorsque le ratio NADH/NAD+ est élevé?
Les réactions catalysées par les 3 des 4 déshydrogénases fonctionnent plus lentement à cause d’un manque de NAD+
Quels intermédiaires du cycle de krebs jouent un rôle de régulation dans le cycle de krebs?
Sur quel enzyme agissent-ils
Citrate : citrate synthase et coordonne le cycle de krebs et la glycolyse (inhibe PFK-1)
succinyl-CoA : a-cétoglutarate déshydrogénase et citrate synthase
Quels sont les effecteurs allostériques d’enzymes du cycle de krebs?
NADH, ADP, ATP et Ca2+
Sur quels enzymes les effecteurs allostériques agissent-ils?
NADH : citrate synthase et a-cétoglutarate déshydrogénase (inhibe)
ADP (active) et ATP (inhibe) : Citrate synthase et isocitrate déshydrogénase
Ca2+ : Active PDH = citrate synthase plus active, isocitrate et a-cétoglutarate déshydrogénase
De quoi dépend la vitesse d’oxydation de l’acétyl-CoA dans le cycle de krebs?
• De la concentration en acétyl-CoA et en oxaloacétate (les substrats de l’étape 1).
• De l’accumulation de produits énergétiques :
o Ratio NADH/NAD+
(indique le fonctionnement de la chaîne respiratoire)
o Ratio ADP/ATP (indique le niveau énergétique de la cellule)
• De l’accumulation d’intermédiaires du cycle (citrate, succinyl-CoA).
• De la présence du second messager Ca2+
.
Dans quelles conditions la vitesse de phosphorylation oxydative augmente?
Quand les concentrations de Pi et ADP augmentent
Comment est appelée la régulation de la vitesse de la phosphorylation oxydative par le niveau d’ADP?
Contrôle respiratoire ou contrôle accepteur
De quels substrats provenant de la chaine respiratoire est dépendante la phosphorylation oxydative?
NADH et O2
Quel ratio de cofacteur n’influence pas la régulation de glycolyse et lui permet d’être active même en absence d’O2?
NADH/NAD+
Par quoi est contrôlée la formation d’acétyl-CoA à partir du pyruvate par le PDH?
acétyl-CoA/CoASH, NADH/NAD+, ATP/ADP
De quoi dépend la chaine de transport des électrons et la phosphorylation oxydative?
NADH/NAD+ et ATP/ADP
Quels modulateurs allostériques permettent de faire le lien entre la glycolyse et le cycle de krebs en plus de faire un lien avec le métabolisme des lipides?
citrate et l’acétyl-CoA
Comment l’acétyl-CoA fait le lien entre les différents sentiers?
Produit commun de la dégradation des sucres et des lipides
Substrat de départ du cycle de krebs
Comment le citrate fait le lien entre les différents sentiers?
Produit du cycle de krebs
Inhibiteur de la PFK-1
À quels niveaux est principalement régulé le métabolisme des acides gras?
ACC, transporteur de la carnitine, mobilisation des lipides
Par quoi est contrôlée la concentration des enzymes de la B-oxydation?
par des facteurs de transcription
Par quoi est régulée l’ACC?
par allostérie et modifications covalentes
Qu’arrive-t-il à l’ACC en présence de glucagon ou d’épinéphrine?
Elle est inactiver par phosphorylation à l’aide de la PKA
Qu’arrive-t-il à l’ACC en présence d’insuline?
Une phosphatase active l’ACC en la déphosphorylant
Quel est l’inhibiteur allostérique de l’ACC?
L’activateur allostérique?
inhibiteur = palmitoyl-CoA
Activateur = Citrate
Qu’arrive-t-il au métabolisme des acides gras quand les concentrations d’ATP et de NADH augmentent dans la cellule?
Cycle de krebs ralentit et le citrate s’accumule. Il est alors exporter vers le cytosol ou il agit à la fois comme précurseur d’acétyl-CoA et comme régulateur allostérique pour l’activation de l’ACC
Par quoi est inhibé le transporteur de la carnitine?
Par quoi ce composé est-il former?
Qu’assure ce mécanisme?
malonyl-CoA, ACC
Assure que la dégradation et la synthèse des acides gras sont réguées réciproquement
Par quoi est activée la mobilisation des lipides?
Quand?
un signal hormonal
Lorsque le corps a besoin d’énergie
Qu’est ce que les hormones responsables de la mobilisatoin des acides gras activent?
Qu’est ce qui découle de cette activation?
l’adénylate cyclase localisée dans la membrane plasmique des adipocytes
Produit le messager secondaire cAMP
cAMP-protéine kinase phosphoryle la lipase hormono-dépendante (HSL) responsable de la dégradation des diacylglycérols et la périlipine A
Vrai ou faux
Il n’y a pas de barrière thermodynamique empêchant la glycolyse et la néoglucogénèse d’opérer en même temps
Vrai
À quelles étape la glycolyse et la néoglucogénèse sont-elles régulées?
- Hexokinase et glucose-6-phosphatase
- PFK-1 et fructose biphosphatase
- Pyruvate kinase, pyruvate carboxylase et PEPCK
Combien d’isozymes de l’hexokinase sont présentes chez les mammifères?
4
Ou est présente l’HK I?
Dans tous les tissus
Dans quelles tissus l’HK II est-elle la forme prédominante?
Dans les tissus sensible à l’insuline
Ou est présente l’HK III?
tous les tissus mais faiblement
Ou est présente l’HK IV?
principalement dans le foie et les cellule B du pancréas
Vrai ou faux
Les 4 HK ont la même valeur de Km pour le glucose
Faux
Quelles sont les principales caractéristiques des HK I, II, III?
Elles utilisent différents hexoses
- Km faible donc grande affinité pour le glucose
- Vmax aux concentrations physiologiques de glucose
- Elles sont étroinhibées par le G6P
Quelles sont les principales caractéristiques de la HK IV?
Prédominante dans le foie
- Spécifique au glucose
- Très faible affinité pour le glucose
- Elle n’est pas inhibé par le G6P
- Régulée en contrôlant sa localisation intracellulaire
-
Pourquoi l’activité de la GK peut continuer d’augmenter quand la [glucose] atteint ou dépasse 10mM?
Parce que la K0.5 de la GK est de 10mM
Que permet la basse concentration de glucose dans les hépatocyte par rapport à la K0.5 de la GK?
permet au glucose de quitter la cellule avant d’être trappé par phosphorylation par la GK
Par quoi serait due la cinétique sigmoïdale de la GK?
par un changement de conformation induit par le substrat
Ou se retrouve la GK lorsque la [glucose] sanguin est basse?
En grande parti séquestrée dans le noyau
Quel protéine nucléaire séquestre la GK dans le noyau?
la GKRP
Est ce que la GK se retrouve avec les autres enzymes de la glycolyse lors de basse concentrations de glucose sanguin?
non, les autres enzymes sont dans le cytoplasme
Qu’arrive-t-il lors de haute concentrations de glucose sanguin?
Le complexe GK-GKRP se dissocie et la glucokinase séquestrée retourne dans le cytoplasme
Quel effecteur allostérique favorise l’association de la GK avec la GKRP?
F6P
Quel effecteur allostérique favorise la dissociation de la GK avec la GRP?
le glucose qui compétitionne avec le F6P pour le site de liaison/
Par quel mécanisme la PFK-1 est-elle régulée?
Par allostérie
Comment l’ATP inhibe la PFK-1?
Quel composé l’active par la suite?
en se fixant sur un site allostérique
= Diminue l’affinité de l’enzyme pour son substrat
ADP et AMP agissent par allostérie pour relever l’inhibition par l’ATP
Quel effet a le citrate sur la glycolyse?
Il amplifie l’effet inhibiteur de l’ATP, réduisant encore plus le flux de la glyoclyse
Quelle étape correspondante à la PFK-1 dans la gluconéogénèse est régulée?
FBPase-1
La conversion du fructose-1-6-biphosphate en F6P
Dans quelle circonstance la FBPase-1 est-elle inhibée?
Lorsque les niveaux d’ATP sont bas
Comment et par quoi la FBPase-1 est-elle inhibée?
Par l’AMP de façon allostérique
Lorsque l’ATP et le citrate sont en quantités suffisantes quel sentier métabolique des sucre est favorisé?
gluconéogénèse
Lorsque les niveaux d’AMP et D’ATP augmentent quel sentier du métabolisme des sucres est favorisé?
Glycolyse
Quel organe nécesite des mécanismes de régulation adittionnels
Le foie
Quels sont les mécanismes de régulation additionnels présent dans le foie?
- [glucose] sanguin diminue = Glucagon signale au foie de produire et de relacher plus de glucose tout en diminuant sa popre consommation de glucose
- [glucose] sanguin élevé = insuline signale au foie d’utiliser le glucose comme carburant et précurseur pour la synthèse et l’entreposage de glycogène et de triacylglycérols
Par quoi est exercée la régulation par l’insuline et le glucagon dans le foie?
Par une effecteur allostérique de la PFK-1 et de la FBPase-1 : le fructose-2,6-biphosphate
Comment fonctionne la régulation allostérique par le F2,6P?
• Quand le F2,6P se lie à la PFK-1, il augmente l’affinité de l’enzyme pour son substrat (le F6P)
et réduit l’affinité des inhibiteurs allostériques ATP et citrate. Aux concentrations
physiologiques des substrats (F6P et ATP) et des autres effecteurs allostériques positifs ou
négatifs (ADP, AMP et citrate), la PFK-1 est essentiellement inactive en absence de F2,6P.
• Le F2,6P produit l’effet opposé sur la FBPase-1 : il réduit son affinité pour son substrat le
fructose-1,6-bisphosphate, ralentissant par le fait même la gluconéogenèse
Par quoi est déterminée la concentration cellulaire de F2,6P?
Par ses vitesses relatives de synthèse et de dégradation
Comment est formé le F2,6P?
formé pas la phosphorylation du F6P par la PFK-2 et déphosphorylé par la FBPase-2
Vrai ou faux
Le F2,6P est phosphorylé et déphosphorylé par deux enzymes : la PFK-2 et la FBPase-2
Faux, Deux activités distinctes d’une seule protéine
Par quoi est régulée la balance entre l’activité PFK-2 et FBPase-2 dans le foie?
Par l’insuline et le glucaon
Qu’arrive-t-il en présence d’insuline dans le foie par rapport à l’activité PFK-2/FBPase-2?
déclenche une cascade de signalisation qui active une phosphoprotéine phosphatase.
Cette phosphatase catalyse la déphosphorylation de la PFK-2/FBPase-2. Dans sa
forme déphosphorylée, c’est la sous-unité PFK-2 qui est active. Il y a alors conversion
du F6P en F2,6P. L’augmentation de la concentration de F2,6P active la glycolyse et
inhibe la gluconéogenèse.
Qu’arrive-t-il en présence de glucagon dans le foie par rapport à l’activité PFK-2/FBPase-2?
déclenche une cascade de signalisation qui active la PKA (cAMP-dependant protein
kinase). La PKA phosphoryle la PFK-2/FBPase-2. Lorsque l’enzyme est phosphorylée,
c’est la sous-unité FBPase-2 qui est active. Il y a alors diminution de la concentration
de F2,6P puisque celui-ci est converti en F6P. Cela entraîne l’inhibition de la glycolyse
et l’activation de la gluconéogenèse.
Par quoi se diistinguent les différents isoformes de la pyruvate kinase dans la cellule?
Par leurs distributions tissulaires et leurs réponses aux modulateurs
Des concentrations élevées de quels composés inhibent tous les isozymes de la pyruvate kinase?
Qu’indique la présence de ces composés?
ATP, acétyl-CoA, acides gras à longues chaines
Une abondance énergétique
Que permet la régulation de la PK par l’alanine?
Rlier la glycolyse et le métabolisme des a.a
Comment appelle-t-on l’activation d’une enzyme d’un sentier par un métabolite en aval?
Donner un exemple pour la glycolyse
Rétroactivation
PK activé par le FBP
Ou est située l’isozymes de la PK réguler par phosphorylation?
Dans le foie
Comment la forme L de la PK est-elle phosphorylée?
Quand les bas niveaux de glucose sanguin causent
une libération de glucagon, la kinase cAMP dépendante (PKA) phosphoryle la forme
L et l’inactive. Ceci a pour effet de ralentir l’utilisation du glucose comme carburant,
et de le conserver pour exportation au cerveau et les autres organes
Quel est l’activateur allostérique de la pyruvate carboxilase?
l’acétyl-CoA
Vrai ou faux
Il est fréquent qu’un même effecteur ait l’effet inverse sur les enzymes de 2 sentiers antagonistes
Vrai
Vrai ou faux
le sentier du glycogène est régulé de la même façon dans tous les tissus
Faux
De quels façons est régulé le sentier du glycogène dans les muscles et dans le foie?
Dans le foie, la synthèse et la dégradation du glycogène sont régulées de façon à
maintenir un taux de glucose sanguin adéquat pour les besoins de l’organisme dans
son ensemble.
Dans le muscle, la synthèse et la dégradation du glycogène sont régulées pour
répondre aux besoins énergétiques du muscle en cas de stress ou d’activité physique
intense.
À quels niveaux le métabolisme du glycpgène est régulé dans les différents tissus?
Glycogène synthase et glycogène phosphorylase
Vrai ou faux
La GS et la GP du foie sont des isozymes de la GS et la GP du muscle
Vrai
Vrai ou faux
Les principes de régulation de la GS et la GP dans le muscle et le foie sont identiques
Faux, se ressemblent mais légères différences
Par quoi sont régulées les deux enzymes du métabolsime du glycogéne?
Par phosphorylation/déphosphorylation en réponse à des signaux extracellulaires
Par divers effecteurs allostériques qui signalent l’état énergétique de la cellule et la disponibilité du glucose
Les effecteurs allostériques agissant sur les isozymes du muscle sont-ils les mêmes agissant sur les isozymes du foie?
Non
Les deux isozymes de la GP sont des _____ qui alternent entre une forme ___ très active et ____ et une forme ___ peu active et _____.
homodimères, a, phosphorylée, b, déphosphorylée
Comment diffèrent les différentes formes de la GP?
diffèrent au niveau de leur structure secondaire, tertiaire et quaternaire.
À quel niveau est phosphorylée la GP?
la sérine 14 de chaque sous-unité
Pourquoi la forme b de la GP est-elle moins active?
Parce que le site catalytique est partiellement obstrué par une boucle
Pourquoi la forme a de la GP est-elle plus active?
Parce que les changements structuraux apportés par la phosphorylation forcent le déplacement de la boucle hors du site actif
Vrai ou faux
a) chez l’homme la séquence des acides aminés de la GP du muscle et du foie sont identiques à 70%
b) Les deux isozymes de la GP chez l’homme montrent une sensibilité différente à la phosphorylation/déphosphorylation
a) faux, 90%
b) Faux, similaire
Par quoi est catalysé la phosphorylation et la déphosphorylation de la GP?
a en b = phosphoprotéine phosphatase 1
b en a = Phosphorylase kinase
Vrai ou faux
La phosphorylase kinase est constitué de plusieurs sous-unité
Vrai
aby et delta x4
Ou se situe le site catalytique de la phosphorylase kinase?
sous-unité y
Par quoi est augmenter l’activité de la phosphorylase kinase?
phosphorylation de sa sous-unité b
La phosphorylase kinase peut-elle être partiellement activé par le Ca2+? explique
Oui, sa sous-unité delta est la calmoduline, une protéine sensible au calcium
Quand la phosphorylase kinase atteint-elle son activité maximale?
Phosphorylation de la s-u b et activation de la s-u delta par fixation de calcium
Par quoi est initié la cascade de phosphorylation menant à l’activation de la GP
l’épinéphrine et le glucagon
À quoi se fixe l’épinéphrine pour activé la GP?
Le glucagon?
Épinéphrine :
- Récepteur b-adrénergique du muscle et du foie
- Récepteur a-adrénergique du foie
Glucagon :
-Seul le foie possède un récepteur
