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17. La glycolyse

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baharicot's version from 2016-11-19 08:08

Introduction

Question Answer
cmb d'ATP par mol de glucose ?2
La glycolyse = (une seule phrase)conversion du glucose en pyruvate, via la Fru-1,6-bisphosphate
Aérobiose - devenir du pyruvate ?oxydation par le cycle de l'acide citrique et les phosphorylations oxydatives -> donne 6CO2 + 6H2O
Anaérobiose - devenir du pyruvatefermentation homolactique (->2 lactate) ou alcoolique (-> 2 CO2 + 2ethanol)
Anaérobiose et aérobiose - devenir du NAD+ ?toujours 2 NAD+ régénérés à partir de 2 NADH
Historique - 1940 ?élucidation de la voie glycolytique par Embden, Meyerhof et Parnas
Réaction globale de la glycolyseGlucose + 2ADP + 2 NAD + 2 Pi -> 2 Pyr + 2 ATP + 2 NADH + 2 H2O + 2 H+
Phase I de la glycolyse (réactions 1 à 5) - réaction globale?glucose phosphorylé et scindé, donne 2 trioses glycéraléhyde-3-phosphate + 2 ATP
Phase II de la glycolyse (réactions 6 à 10) - réaction globale?2 glycéraldéhyde-3-phosphate transformé en pyruvate + 4 ATP
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Réactions de la glycolyse

Citer:
les réactifs
les produits
l'enzyme
si elle est irréversible
Question Answer
1. ?D-Glucose + ATP -> D-Glu-6-phosphate + ADP + H+ ; via hexokinase ; irréversible
2. ?D-Glu-6-phosphate <-> Fru-6-phosphate ; via phosphoglucose isomérase
3. ?Fru-6-phosphate + ATP -> Fru 1,6-bisphosphate + ADP + H+ ; via 6-phosphofructo-1-kinase ; irréversible
4. ?Fru 1,6-bisphosphate <-> dihydroxyacétone phosphate + glycéraldéhyde 3-phosphate ; aldolase
5. ? dihydroxyacétone phosphate <-> Glycéraldéhyde 3-phosphate ; via la triosephosphate isomérase
6. ?Glycéraldéhyde 3-phosphate + NAD+ + Pi <-> 1,3-bisphosphoglycérate + NADH + H+ ; via glycéraldéhyde 3-phosphate déshydrogénase
7. ?1,3-bisphosphoglycérate + ADP <-> 3-phosphoglycérate + ATP ; via phosphoglycérate kinase
8. ?3-phosphoglycérate <-> 2-phosphoglycérate ; via phosphoglycérate mutase
9. ?2-phosphoglycérate <-> phosphoénolpyruvate + H2O ; via énolase
10. ?phosphoénolpyruvate + ADP + H+ -> pyruvate + ATP ; via pyruvate kinase ; réaction irréversible
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Propriétés des réactions de la glycolyse

Question Answer
Hexokinase - est ce une enzyme spécifique ? pourquoi ?non, car elle phosphoryle aussi le D-mannose et le D-fructose
Hexokinase - est-ce une enzyme stéréospécifique ? pourquoi ?oui, car toujours le stéréoisomère D du sucre
Glucokinase - catalyse quelle réaction ?la même réaction que l'hexokinase mais dans la foie
Hexokinase - inhibée par ?ATP non complexé au Mg2+
La PFK-1 est une enzyme ...allostérique
Stimulateurs de l'activité de PFK-1 ?Fru-2,6- bisphosphate ; ADP ; AMP
Inhibiteurs de l'activité de PFK-1 ?ATP ; citrate
Quels sont les substrats utilisés par l'aldolase hépatique ?Fru 1-phosphate et Fru 1,6-bisphosphate
Rôle des résidus His95 et Glu165 de la TIM ?catalyseurs acide/base -> formation de liaisons H à faible barrière nrjtique -> stabilisation de l'état de transition
Pourquoi dit-on que la TIM a atteint la perfection catalytique ?car la vitesse de réaction entre l'enzyme et le substrat est de l'ordre de la diffusion -> le produit se forme aussi rapidement que l'enzyme et le substrat font collision
Rôle du 1,3-bisphosphoglycérate ?forme un intermédiaire riche en énergie car l'hydrolyse de l'acylphosphate libère bcp d'nrj
Mécanisme de la GAPDH - 5 étapes1. Liaison GAP à la GADPH
2. Formation du thiohémiacétal entre SH du site actif et NAD+
3. Oxydation du thiohémiacétal en thioester, par le NAD+
4. Remplacement NADH par NAD+ dans site actif ; Pi attaque thioester et donne acylphosphate
5. Libération 1,3-BPG, régénération de la GAPDH
Si on remplace le Pi par de l'arséniate en 6), quelles sont les conséquences ?bilan de la glycolyse = 0 ATP -> manque d'nrj -> mort cellule
Mécanisme de la PGM - 3 étapes1. Phosphorylation du résidu His
2. Transfert de phosphate de l'His au substrat: formation d'un intermédiaire biphosphorylé
3. Rephosphorylation de l'His et régénération de la PGM active
Mécanisme de synthèse de la 2,3-BPGphosphorylation de la 1,3-BPG en 2,3-BPG via bisphosphoglycérate mutase
Mécanisme de dégradation de la 2,3-BPG2,3-BPG -> 3-phosphoglycérate via la 2,3-bisphosphoglycérate phosphatase
L'énolase est inhibée par ... ce qui cause ...le complexe ion florure-Pi-Mg2+ ; l'inactivation de l'enzyme et l'accumulation de 2PG et de 3PG
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La fermentation

Question Answer
Que faut-il faire pour que le pyruvate continue le cycle ?il faut régénérer le NAD+ après sa réduction en NADH par le GADPH (6)
En aérobiose, comment a lieu le recyclage de NAD+ ?dans les mitochondries, le NADH est réoxydé en NAD+
En anaérobiose, comment a lieu le recyclage de NAD+ ?le NAD+ est renouvelé grâce à la réduction du pyruvate
Quels sont les deux processus qui assurent le renouvellement du NAD+ en anaérobiose ?la fermentation homolactique (muscles) et la fermentation alcoolique (levure)
Fermentation homolactique - mécanismePyruvate <-> Lactate ; NADH->NAD+ ; via lactate déshydrogénase
Bilan global de la glycolyse anaérobieGlucose + 2ADP + 2Pi -> 2 Lactate + 2 ATP + 2 H2O + 2 H+
Qu'advient-il du lactate après la glycolyse anaérobie ?Lactate exportée du muscle, transportée par le sang jusqu'au foie, reconvertie en glucose (gluconéogenèse ou cycle des Corti)
Fermentation alcoolique - mécanismepyruvate <-> acétaldéhyde <-> éthanol ; réoxydation NADH en NAD+ ; via l'alcool déshydrogénase
L'alcool déshydrogénase catalyse ...la réduction d'acétaldéhyde en éthanol
Le flux métabolique est défini, tout au long d'une voie, par ...ses réactions à vitesse limitante
Citer les 2 propriétés des réactions à vitesse limitanteréactions toujours très loin de l'équilibre ; présentent une variation d'énergie libre importante et négative
Les étapes irréversibles de la glycolyse - rôlece sont les points de contrôle de la glycolyse car ce sont des réactions à vitesse limitante (définissent le flux métabolique)
Le flux métabolique des réactions irréversibles peu être modifié par 4 mécanismes - citercontrôle allostérique, modification covalente réversible, cycles de substrats, contrôle génétique
Contrôle allostérique - expliquerrégulation d'une enzyme par des effecteurs tels que des substrats, des produits ou des cofacteurs d'une voie enzymatique
Modification covalente réversible - expliquerLes enzymes sont activées/inactivées par phosphorylation via une kinase, sur les résidus Ser/Thr ; inactivées/activées par phosphatase
La pyruvate kinase du foie peut être inactivée par ...phosphorylation
Cycles de substrats - expliquerle flux à travers un cycle de substrat est plus sensible aux variations de concentrations d'effecteurs allostériques que le flux d'une simple réaction en non-équilibre
Contrôle génétique - expliquerles activités enzymatiques peuvent être modifiées à la transcription ou à la traduction, en réponse aux besoins métaboliques de la cellule
Quels sont les mécanismes de contrôle à court terme ?contrôle allostérique, modification covalente réversible, cycles de substrat
Quel est le mécanisme de contrôle à long terme ?contrôle génétique
Citer les mécanismes de contrôle de la glycolyse dans le muscle et dans le foievariations d'énergie libre, PFK-1, l'AMP, fructose 2,6-bisphosphate
PFK-1 = quoi ?enzyme tétramérique allostérique à 2 états conformationnels (R et T) à l'équilibre
Contrôle de la glycolyse dans muscle et foie par PFK-1 - expliquer la liaison de l'ATP au site actif de la PFK diminue son affinité pour la fructose 6-phosphate
Contrôle de la glycolyse dans muscle et foie par AMP - expliquerl'AMP lève partiellement l'inhibition de l'ATP sur la PFK-1; permet une augmentation suffisante de l'activité de la PFK-1 et une stimulation de la glycolyse
Réaction de formation du fructose 2,6-bisphosphateFructose 6-phosphate + ATP -> Fructose 2,6-bisphosphate + ADP + H+ ; via la 6-phosphofructo-2-kinase (PFK-2)
La PKF-2 hépatique est ... par phosphorylationinactivée
Contrôle de la glycolyse dans muscle et foie par Fructose 2,6-bisphosphateeffecteur allostérique positif le plus puissant de la PFK-1; augmente son affinité pour le F6P
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Métabolisme d'hexoses autre que le glucose

Métabolisme du fructose

Question Answer
Saccharose = disaccharide deglucose et de fuctose
La saccharase catalyse ...l'hydrolyse du saccharose en glucose et fructose
Enzymes hépatiques impliquées dans le métabolisme du fructose ?glucokinase, fructokinase, aldolase, triose kinase
Fructokinase catalyse ...phosphorylation Fructose en Fructose 1-phosphate
Aldolase catalyse ...clivage du fructose 1-phosphate en dihydroxyacétone phosphate et en glycéraldéhyde
Triose phosphate isomérase catalyse ...conversion dihydroxyacétone en glycéraldéhyde 3-phosphate
Triose kinase catalyse ...phosphorylation glycéraldéhyde en glycéraldéhyde 3-phosphate
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Métabolisme du galactose

Question Answer
Lactose = disaccharide deglucose et de galactose
Lactose est catabolisé via la glycolyse grâce à l'enzyme...lactase
Galactosémie = ?déficience en galactose 1-phosphate uridyl transférase
Intolérance au lactose = ?déficience en lactase
Galactokinase catalyse ...phosphorylation galactose en galactose 1-phosphate
Galactose 1-phosphate uridyltransférase catalyse ...conversion galactose 1-phosphate en glucose 1-phosphate via co-facteurs UDP-glucose devenat UDP galactose
Phosphoglucomutase catalyse ...transfert de phosphate; glucose 1-phosphate devient glucose 6-phosphate
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Métabolisme du mannose

Question Answer
Mannose et glucose = épimères en ...C2
Hexokinase catalyse ...phosphorylation mannose en mannose 6-phosphate
Phosphomannose isomérase catalyse ...conversion mannose 6-phosphate en fructose 6-phosphate
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