Module 9 : régulation partie 2 Flashcards
Importance des transporteurs GLUT?
Rôle dans la détermination de la vitesse de flux d’un sentier, car les enzymes sont sensibles à la concentration de leurs substrats
VRAI OU FAUX : Le transport du glucose par les GLUT requiert un gradient de concentration.
Vrai, car les GLUT sont des transporteurs passifs. Donc, le transport ne peut avoir
lieu que dans le sens du gradient de concentration.
Vrai ou faux :
Le transporteur peut transporter du glucose à l’extérieur de la cellule selon le gradient de concentration.
Vrai, car les étapes du processus sont réversibles.
Avec GLUT1 , le glucose va toujours vers l’intérieur de la cellule. Pourquoi? Exception?
Car le glucose est métabolisé dès son entrée, donc la concentration de glucose intracellulaire est plus basse que la concentration de glucose sanguin.
- Exception : le foie lors de la gluconéogenèse ou de la dégradation du glycogène.
Pour le transporteur GLUT1, le substrat est …. et le produit est…?
- Substrat : glucose externe
- Produit = glucose interne
- Graphique = hyperbole
Pourquoi est-il possible pour le transporteur du glucose de transporter du glucose à l’extérieur de la cellule selon le gradient de concentration?
Car toutes les étapes sont réversibles.
GLUT1 = EXCEPTION
Vrai ou faux :
GLUT1 est un transporteur ubiquitaire.
Vrai
GLUT1 est spécifique pour…? Kt est d’environ … mM? Qu’est-ce que cela implique?
- Spécifique pour le D-glucose
- environ 3 mM, ce qui implique de GLUT1 est pratiquement toujours saturé par le glucose et opère pratiquement à Vmax
Vrai ou faux :
GLUT1 possède les 2 caractéristiques du transport passif.
Faux, il possède les 3 caractéristiques du transport passif
- vitesse élevée de diffusion
- processus saturable
- spécificité de substrat
Combien de gènes codant pour des transporteurs passifs du glucose contient le génome humain?
12 gènes
Où est présent GLUT2?
- Dans les cellules du pancréas, les cellules hépatiques et les cellules rénales
Comment est la Kt de GLUT2? Par rapport à GLUT1? Ce que cela implique?
- Kt très élevée (17 mM et +) et plus grande que GLUT1
- Implique que le glucose entre dans les tissus avec une vitesse significative juste quand la concentration du glucose sanguin est très élevée
En plus d’importer du glucose quand la concentration du glucose sanguin est ++ élevée, à quoi sert GLUT2?
Sert aussi à l’exportation du glucose produit par le foie en période de jeûne (en raison de la dépolymérisation du glycogène)
Où est présent GLUT3?
Dans les cellules neuronales
Comment est la Kt de GLUT3? Par rapport à GLUT1? Ce que cela implique?
- Kt très faible (+ faible que GLUT1)
- Permet au glucose d’entrer dans ces tissus avec une vitesse significative même lorsque la concentration en glucose est faible
Où retrouve t’on GLUT4? Sa particularité?
- Dans les muscles et le tissu adipeux
- Se distingue par sa sensibilité à l’insuline
Relation entre GLUT4 et l’insuline?
L’activité de GLUT4 augmente quand l’insuline signale que la concentration en glucose sanguin est très élevée
Que déclenche l’insuline relâchée par le pancréas en réponse à l’élévation du glucose sanguin?
Déclenche le mouvement de vésicules lipidique spécialisées vers la membrane plasmique avec laquelle elles fusionnent, ce qui cause l’apparition de GLUT4 dans la membrane (étape 2)
Entre les repas, où est entreposé GLUT4?
Dans des vésicules lipidiques spécialisées
Que fait GLUT4?
Permet aux cellules adipocytes de convertir le glucose excédentaire en triaglycérol
Qu’implique plus de molécules de GLUT4 qui sont actives (à la surface des membranes)?
La capture du glucose augmente par un facteur 15 et +
Que sont des isoformes/isozymes/isoenzymes?
Deux enzymes qui catalysent la même réaction, mais qui sont encodées par des gènes différents
- Dans le même tissu ou dans des différents tissus
Comment les isoenzymes se distinguent-elles entre elles?
Par leur propriété cinétique, leur spécificité, leur régulation, le cofacteur utilisé ou leur distribution intracellulaire.
Que reflète la distribution des différents isoformes d’une enzyme?
- Différents patrons métaboliques dans différents organes
- Localisations différentes et rôles différents dans une même cellule
- Différents stades de développement des tissus embryonnaires ou fœtaux et des tissus adultes
- Des réponses distinctes des isozymes aux effecteurs allostériques
Régulation réciproque de la glycolyse et de la gluconéogenèse → enzymes servant de points de contrôles?
- Hexokinase/glucose-6-phosphate
- PFK-1/FBPase-1
- Pyruvate kinase/Pyruvate carboxylase et PEK
Les hexokinases (HK) → les 4 isozymes chez les mammifères et leur localisation
HKI : ubiquitaire
- HKII : forme prédominante dans les muscles et les adipocytes (tissus sensibles à l’insuline)
- HKIII : ubiquitaire et faible
- HKIV (ou GK) : forme prédominante dans le foie et cellules beta du pancréas
Différences entre les 4 isozymes de l’hexokinase?
- Leur affinité pour leur substrat
- Leur spécificité pour leur substrat
- Leur régulation
Les hexokinases I, II et III?
- Utilisent différents hexoses : glucose, fructose et mannose
- ++ affinité pour le glucose : km plus petite que 0,1 mM
- Rétroinhibées (allostérie négative) par le produit de la réaction, le G6P
Que permet la régulation allostérique négative par le G6P des hexokinases I, II et III?
Quand la concentration de G6P est + élevée que la normale, les isozymes sont TEMPORAIREMENT ET RÉVERSIBLEMENT inhibées → permet de balancer la vitesse de formation du G6P avec celle de son utilisation → rétablir homéostasie
L’hexokinase IV (GK)?
- Prédominante dans le foie
- Spécifique au glucose
- Très faible affinité pour le glucose (K0,5 = +++)
- Efficace seulement lorsque la concentration de glucose est élevée
Vrai ou faux :
Toutes les isozymes de l’hexokinase sont inhibées par le G6P.
Faux, pas HKIV (GK) → permet d’utiliser le glucose pour la mise en réserve
Différences entre HKIV et les autres isozymes?
- Grande spécificité pour le D-glucose
- La valeur élevée de la K0,5 (faible affinité pour le glucose) permet une régulation directe de son activité par la concentration de glucose sanguin
- Pas inhibée par le G6P
- Régulation en contrôlant sa localisation cellulaire
Régulation de HKIV via la séquestration (localisation intracellulaire)?
- Concentration faible de glucose → GK séquestrée dans le noyau par GKRP (protéine nucléaire)
- Concentration élevée de glucose → GK dans le cytoplasme et peut phosphoryler son substrat
Par quoi est favorisée l’association de la GK avec la GKRP?
Par le F6P (effecteur allostérique)
- Le glucose compétitionne avec le F6P pour le site de liaison et cause la dissociation de la GK
Que permettent les effecteurs allostériques?
Ils permettent
d’augmenter le flux de la glycolyse quand il faut générer de l’ATP et de le diminuer quand
l’ATP est produit plus rapidement qu’il n’est consommé.
Qu’est-ce que la PFK-1?
- Phosphofructokinase-1
- Enzyme multimérique régulée via allostérie par de nombreux métabolites
Explique la régulation allostérique de la PFK-1.
- Quand la [ATP] cellulaire signale que l’ATP est produit plus rapidement qu’il est utilisé,
l’ATP inhibe la PFK-1 en se fixant sur un site allostérique. - La fixation diminue l’affinité de l’enzyme pour son substrat, le F6P.
- L’ADP et l’AMP, qui augmentent en concentration lorsque la consommation d’ATP excède sa
production, agissent par allostérie pour relever l’inhibition par l’ATP.
Vrai ou faux :
Le citrate est aussi un effecteur allostérique de la PFK-1. Explique
Vrai, le citrate amplifie l’effet inhibiteur de l’ATP, réduisant encore plus le flux de la
glycolyse
Que permet la régulation allostérique de la PFK-1 par le citrate?
Permet à la cellule de
coordonner la glycolyse et le cycle de Krebs.
Régulation de la réaction PFK-1/FBPase-1?
Via l’AMP
- FBPase-1 est fortement inhibée (allostérie) par l’AMP
- Quand les niveaux d’ATP sont
bas (concentration élevée en AMP), la synthèse de glucose (requiert de l’ATP) ralentit
Pourquoi le foie nécessite-t-il des mécanismes additionnels de régulation?
Afin de coordonner la production (gluconéogenèse) et la
consommation de glucose (glycolyse).
Que fait le glucagon quand la concentration du glucose sanguin diminue?
le glucagon signale au foie de produire et de relâcher plus de glucose tout en diminuant sa propre consommation de glucose.
Que fait l’insuline quand la concentration du glucose sanguin est élevée?
l’insuline signale au foie d’utiliser le glucose comme carburant et précurseur pour la synthèse et l’entreposage de glycogène et de triacylglycérols.
La régulation par l’insuline et le glucagon est exercée par?
le fructose-2,6-bisphosphate (F2,6P), un effecteur allostérique de la PFK-1 et la FBPase-1
Vrai ou faux : PFK-1 est essentiellement active en absence de F2,6P.
Faux, inactive aux concentrations physiologiques des substrats (ATP et F6P)
Effet du F2,6P sur la FBPase-1?
Réduit son affinité pour son substrat le
fructose-1,6-bisphosphate, ralentissant par le fait même la gluconéogenèse.
La concentration cellulaire de F2,6P est déterminée par?
ses vitesses relatives de
synthèse et de dégradation
Par quoi est formé le F2,6P ?
par la phosphorylation du F6P catalysée par la phosphofructokinase-2 (PFK-2), et il est déphosphorylé
par la fructose-2,6-bisphosphatase (FBPase-2)
Vrai ou faux :
La PFK-2 et la FBPase-2 sont deux protéines distinctes.
Faux, une seule protéine bifonctionnelle → balance entre les 2 est régulée par le glucagon et l’insuline
Par quoi se distinguent les différentes isoformes de la pyruvate kinase?
Par leurs distributions tissulaires et leurs réponses aux modulateurs
Ce qui inhibent toutes les isozymes de la pyruvate kinase?
Des concentrations élevées en ATP, en acétyl-CoA et en acides gras à longues chaînes
(signes d’abondance énergétique)
La régulation de la PK par l’alanine permet de relier la glycolyse et ?
Le métabolisme des acides aminés
Qu’est ce la rétroactivation?
Lorsqu’un métabolite produit lors des premières étapes du sentier
active une enzyme nécessaire à l’une des étapes en aval
Quelle isozyme de la PK (pyruvate kinase) est sujette à une régulation par phosphorylation?
L’isozyme du foie (forme L), mais pas celle du muscle (forme M) → par la kinase cAMP (PKA) qui phosphoryle forme L et l’inactive