Respiration aérobie : glycolyse Flashcards
La Glycolyse
La glycolyse est la voie centrale du catabolisme du glucose dans laquelle le glucose (composé de 6 carbones) est converti en pyruvate (composé de 3 carbones) par une séquence de 10 étapes
La glycolyse a lieu dans les organismes aérobies et anaérobies et constitue la première étape vers le métabolisme du glucose
Chez les organismes aérobies, la glycolyse est le prélude au cycle de l’acide citrique (cycle de Krebs) et à la chaîne de transport d’électrons, qui libèrent ensemble la majeure partie de l’énergie contenue dans le glucose.
Un résumé du processus de glycolyse peut être rédigé comme suit :
C6H12O6 + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ → 2C3H4O3 + 2H2O + 2ATP + 2NADH + 2H+
L’activité enzymatique chez la glycolyse
Dans la plupart des types de cellules, les enzymes qui catalysent les réactions glycolytiques sont présentes dans la partie extra-mitochondriale de la cellule dans le cytosol.
Une caractéristique commune à toutes les enzymes impliquées dans la glycolyse est que presque toutes ces enzymes nécessitent du Mg2+ comme cofacteur lors d’un ajout ou enlèvement d’un groupe phosphate.
L’activité enzymatique chez la glycolyse
phase
Au cours de la glycolyse, une seule molécule de glucose à 6 carbones est décomposée en deux molécules de pyruvate à 3 carbones par une séquence de 10 réactions séquentielles catalysées par des enzymes - ces réactions sont regroupées sous 2 phases (I et II)
Phase 1 :
les réactions “préparatoires” qui ne sont pas des réactions d’oxydoréduction et ne libère pas d’énergie mais mène à la production d’un intermédiaire nécessaire dans la voie
comprend les 5 premières étapes du processus de glycolyse
Phase II :
des réactions redox se produisent, l’énergie est conservée sous forme d’ATP et deux molécules de pyruvate sont formées
les 5 dernières réactions constituent phase II
Glycolyse
Étape 1 : phosphorylation de glucose
Glucose est initié ou “primed” pour les étapes suivantes par phosphorylation au niveau du carbone C6
le processus implique le transfert de phosphate de l’ATP au glucose formant le glucose-6-phosphate en présence de l’enzyme hexokinase
cette étape s’accompagne également d’une perte considérable d’énergie sous forme de chaleur
Glycolyse
Étape 2 :
Isomérisation du glucose-6-phosphate
glucose-6-phosphate est réversiblement isomérisé en fructose-6-phosphate par l’enzyme phosphohexoisomérase / phosphoglucoisomérase
Glycolyse
Étape 3 : Phosphorylation de fructose-6-phosphate
deuxième étape de “priming” de la glycolyse, où le fructose-6-phosphate est converti en fructose-1,6-biphosphate par l’enzyme phosphofructokinase
le phosphate est transféré de l’ATP tandis qu’une certaine quantité d’énergie est également perdue sous forme de chaleur
Glycolyse
Étape 4 :
Clivage de fructose 1,6-biphosphate
Cette étape implique le clivage unique de la liaison C-C dans le fructose 1,6-biphosphate
l’enzyme fructose diphosphate aldolase catalyse le clivage du fructose 1,6-biphosphate entre C3 et C4, ce qui donne deux trioses phosphates différentes :
glycéraldéhyde 3-phosphate (G3P) et
dihydroxyacétone phosphate
Les étapes restantes de la glycolyse impliquent des unités à trois carbones, plutôt que six carbones
Glycolyse
Étape 5 :
Isomérisation de dihydroxyacétone phosphate
glycéraldéhyde 3-phosphate (G3P) peut être facilement dégradé dans les étapes à venir, mais le dihydroxyacétone phosphate ne peut pas
dihydroxyacétone phosphate doit donc être isomérisé en glycéraldéhyde 3-phosphate (G3P)
l’enzyme triose phosphate isomérase change/isomérise le dihydroxyacétone phosphate en glycéraldéhyde 3-phosphate (G3P)
phase I est complète avec deux molécules de G3P comme produits
Glycolyse
Étape 6 : Phosphorylation du glycéraldéhyde 3-phosphate (G3P)
G3P est transformé en 1,3-biphosphoglycérate (BPG) par l’enzyme glycéraldéhyde 3-phosphate déshydrogénase en ajoutant un phosphate à la molécule G3P pour devenir BPG
Dans ce processus, le NAD+ est réduite en NADH
Puisque deux moles de glycéraldéhyde 3-phosphate sont formées à partir d’une molécule de glucose, deux NADH sont générés dans cette étape, ainsi que deux molécules BPG
Glycolyse
Étape 7 :
Transfert du phosphate du 1,3-Biphosphoglycérate à l’ADP
Cette étape est l’étape génératrice d’ATP de la glycolyse
transfert du groupe phosphate du BPG à l’ADP par l’enzyme phosphoglycérate kinase, produisant de l’ATP et du 3-phosphoglycérate (3PG)
Étant donné que deux molécules de BPG sont formées à partir d’une molécule de glucose, deux ATP et deux 3PG sont générés dans cette étape
Glycolyse
Étape 8 :
isomérisation de 3-phosphoglycérate (3PG)
Le 3PG est converti en 2-phosphoglycérate (2PG) en raison du déplacement du groupe phosphate de C3 à C2 par l’enzyme phosphoglycérate mutase - donc 2 molécules 2PG sont produits
s’agit d’une réaction d’isomérisation réversible
Glycolyse
Étape 9 : déshydratation de 2-phosphoglycérate
dans cette étape, le 2PG est déshydraté par l’action de l’enzyme énolase en phosphoénolpyruvate (PEP)
C’est aussi une réaction irréversible où deux molécules d’eau sont perdues
Glycolyse
Étape 10 : Transfert de phosphate du phosphoénolpyruvate
2e étape génératrice d’énergie lors de la glycolyse
Le PEP est converti en pyruvate par l’enzyme pyruvate kinase
L’enzyme catalyse le transfert d’un groupe phosphate du PEP à l’ADP, formant ainsi l’ATP
2 molécules de PEP, donc deux molécules de pyruvate et deux molécules d’ATP sont produites
Les résultats de la glycolyse
Le processus entier de la glycolyse entraîne les événements suivants :
-le glucose est oxydé en pyruvate
-le NAD+ est réduit en NADH
-l’ADP est phosphorylé en ATP
Un molécule de glucose devient deux molécules de pyruvate
4 molécules d’ATP sont formées, mais deux sont utilisées (étape 1 et 3), donc il y a un production net de 2 molécules d’ATP
deux molécules de NADH sont formées
