Régulation de la glycolyse et de la glucogénèse

Question 1

Quels sont les 5 principaux transporteurs du glucose et leurs affinités respectives?

Answer 1

• Glut1 & Glut 3:
  
  • Haute affinité avec un Km de 1mM (?)
  • Dans la quasi totalité des tissus de l’organisme
  • Capture de base du glucose et entrée dans la cellule
• Glut 2:
  
  • Faible affinité (15 à 20 mM)
  • 2 localisations principales:
    
    • pancréas
      
      • ​sensor de la glycémie
        
        • ​Sécrétion d’insuline si augmente
    • Foie
      
      • Entrée du glucose seulement si glycémie élevée
• Glut 4
  
  • Affinité intermédiaire (5mM)
  • Muscles, Adipocytes
    
    • Augmente en présence d’insuline, surtt adipocytes
• Glut 5
  
  • Transport du fructose
  • Tissu intestinal

Question 2

Quels sont les 3 enzymes clés de la régulation de la glycolyse?

Answer 2

• Hexokinase (stade 1)
• Phosphofructokinase (Stade 3)
• Pyruvate kinase (stade 10)

Question 3

Quels sont les différents types de régulation possible?

Answer 3

• Allostérique
  
  • Rapide (milliseconde)
• Modification covalente
  
  • Phosphorylation
  • Seconde
• Expression des gènes
  
  • lente (heure, jour)

Question 4

Quelles sont les 3 enzymes clés régulant la néoglycogénèse?

Answer 4

• Pyruvate carboxylase
• Phosphoenolpyruvate carboxykinase
• Fructose 1,6 biphosphatase

Question 5

Comment est régulée l’hexokinase (hors foie)?

Answer 5

Rétrocontrole négatif de sa métabolite (G6P)

Question 6

Comment est régulée la phosphofructokinase (hors foie)?

Answer 6

• Régulation extremement importante pour la glycolyse
• Régulée par la charge énergétique
  
  • Rapport entre la concentration ATP/ AMP dans la cellule
    
    • Mécanismes d’allostérie rapide,
      
      • Surtt dans le muscle
        
        • allostérie de type K
        • Hausse de l’ATP => baisse de l’affinité de l’enzyme pour son substrat
          
          • l’ATP est inhibée par une hausse du pH
        • Effet inverse de l’AMP

Question 7

Comment est régulée la pyruvate kinase (hors foie)?

Answer 7

• Régulé au plan allostérique
  
  • inhibition:
    
    • ​alanine (a.a produit du pyruvate)
    • ATP (raltentit la glycolyse quand la charge énergétique est élevée)
  • activateur:
    
    • ​fructose-1,6-biphosphate

Question 8

Lorsque le muscle est au repos, la glycolyse est elle activée ou inhibée? Par quels mécanismes?

Answer 8

• Inhibée
• Rétrocontrole négatif du G6P
• ATP en abondance, inhibant
  
  • Pyruvate kinase
  • PFK

Question 9

Lorsque le muscle est en travail, la glycolyse est elle activée ou inhibée? par quels mécanismes?

Answer 9

• Activée
• Stimulation par
  
  • la diminution du ration ATP/ AMP sur la PFK
  • stimulation de la F-1,6BP sur la PK

Question 10

Quelles sont les 4 grandes fonctions biochimiques du foie?

Answer 10

• Maintient de la glycémie (stockage / relargage du glucose)
• Synthèse des
  
  • Corps cétoniques
  • Triacylglycérides
  • acides aminés
• Synthèsede composés à partir des squelettes carbonés
• Synthèse des protéines de circulation (ex albumine)

Nécessite de l’ATP.

Question 11

Quels sont les mécanismes de régulation de la glycolyse dans le foie pour la glucokinase (isoforme de l’hexokinase)?

Answer 11

• Pas inhibée par G6P
  
  • Dc augmenttion concentration du glucose intracel. en cas de glycémie haute
• Affinité basse pour le glucose (1/50 de l’hexokinase).
  
  • Glycémie basse: pas d’entrée de glucose (priorité muscles et cerveau)
  • Glycémie haute: entrée dans le hépatocytes mais va d’abord remplir les stocks de glycogène.

Question 12

Qu’est ce que le diabète de type MODY ?

Answer 12

• Maturity Onset Diabetes of the Young
• Hyperglycémie chronique due à un mauvais stockage du glucose
  
  • Déficit génétiques sur la glucokinase
    
    • Flux plus important de néoglucogénèse

Question 13

Comment est régulée la phosphofructokinase (PFK) dans le foie?

Answer 13

• Inhibée par la citrate (métabolite du cycle de Krebs)
  
  • Potentialise l’effet inhibiteur de l’ATP
• Actuvée par le fructose-2,6-BP
  
  • Concentration augmente avec la glycémie
  • =/= du fructose-1,6-BP
  • vient aussi du F6P (dérivation)
  • augmente l’affinité de la PFK pour le F6P
  • Diminue l’inhibition de l’ATP

Question 14

Comment est régulée l’isoforme hépatique de la Pyruvate kinase? (PEP -> Pyruvate)

Answer 14

• Modification covalente
  
  • Si haute glycémie
    
    • La PK va être déphosphorylée et donc rendue + active
  • Si la glycémie baisse
    
    • stimulation du glucagon
    • Phosphorylation de la pyruvate kinase
      
      • rendue - active
• Rétrocontrole positif par la F16BP
• Récontrole négatif par l’ATP (et donc l’alanine)

Question 15

Comment est faite la régulation entre neoglucogénèse et glycolyse dans le foie?

Answer 15

• Régulation en fonction de la glycémie
  
  • F6P augmente
    
    • Production (via dérivation) de F-2,6BP augmente
      
      • Catalyse par l’enzyme bifonctionnelle
        
        • Enzyme à deux domaines
          
          • Kinase
          • Phosphatase
        • Extrémité N-terminale
          
          • Domaine de régulation
            
            • Opère par phosphorylation sur une sérine (sous l’action de la PKA)
      • Molécule du signal “bien nourri”
        *

Question 16

Légender ce schéma

Answer 16

Question 17

Qu’est ce que la séquence IRE?

Answer 17

• Séquence de régulation génétique
• Insuline Response Element
  
  • S’y fixent des facteurs de transcription en réponse à l’insuline
    
    • Activent l’expression de gènes
      
      • PFK
      • OK
      • Enzyme bifonctionnelle
        
        • Donc la glycolyse
• L’entraînement musculaire modifie l’expression des différentes enzyme

Question 18

Qu’est ce que le HIF1?

Answer 18

• Facteur de transcription
• Hypoxia Inducible Factor 1
• Activé pendant un entraînement en anaérobie
• Phénomène similaire dans certains cancers

Question 19

Quels sont les 3 modes de régulation par l’expression des gènes?

Answer 19

• Stimulis hormonaux
  
  • GLucagon
  • Glycogènes
• Action de l’entraînement
• Hypoxie (certains cancers)