Transcript CoursMetabolismeGLYCOLYSE552013

Professeur SAALAOUI Ennouamane
Filière fondamentale: SVI
Année universitaire 2011/2012
Semestre S4
La glycolyse
Chaîne de réactions impliquées dans la transformation
du glucose en pyruvate
Historique
• Mise en évidence en 1897 par les frères BUCHNER:
Un extrait brut de levure acellulaire était capable de transformer le
glucose
• 1908-1911 Harden et Young
Un extrait de levure peut transformer le glucose en éthanol à
condition qu’il y est un excès de P mais lorsque la quantité de P
était limite, il y avait accumulation du Fructose 6P mais on
pouvait Induire la transformation du glucose en éthanol par
l’addition de l’Arséniate
1940: Séquence complète de la glycolyse graçe aux travaux de:
Embden Meyerhof. Barnass- Neuberg- Cori-Warburg
G3P
DHAP
(1)
Glucokinase
Hexokinase
Pi
1-3 DiPG
3PG
2PG
F1-6 diP
Rappel:Transport du glucose
ETAPE 1: Hexokinase
Km = 0,1 mM
∆ G= -8 et ∆ G°’=-4
*Faible activité héxokinase s’accompagne de forte affinité de l’Hb pour O2
(problème de livraison deO2 aux tissus)
% de saturation en O2
Courbe d’oxygénation d’érythrocytes
100-
-HK
-PK
Normale
0-
PO2 (Torr)
Vitesse de réaction
Courbe de la vitesse en fct substrat
-PK
Normale
0-
SUBSTRAT
Hexokinase
∆G=
∆G°’= - 3.99 Kcal/mole
∆ G= -0.6 et ∆ G°’=+0.4
D
O
D
C
H C
R
D H OH
OH
OH
C
C OH
R
C
C= O
R
∆ G= -5.3 et ∆ G°’=-3.4
PFK
GTP
ATP
,ADP,Pi…)
XTP
Effet pasteur et effet glucose
• Effet Pasteur:
– L’inhibition de la fermentation par la respiration (découvert
chez la levure) car l’ATP produit par la CR inhibe la PFK
• Effet glucose
Quantité de glucose pour synthétiser telle ou telle quantité d’ATP .
Il faut beaucoup plus de Glucose en fermentation qu’en
respiration
Le flux du glucose sera plus grand en anaérobiose qu’en aérobiose
Passage de l’aérobiose à l’anaérobiose (décapiter la tête)
Fructose1,6diP
2 Trioses P
Aldolase
∆ G= -0.3 et ∆ G°’=+5.7
Mécanisme de la réaction
NH2 SH NH2 + F16-DiP ES
P
P
-H2O
NH+ S.. NH3+
C - F16-DiP
Base de Schiff (Iminium)
G3P
P
+H2O
+
NH SH NH2
DHAP
G3PC
- DHAP
+
P
1
4
2
5
∆ G= +0.6 et ∆ G°’=+1.8
3
6
∆ G= +0.6 et ∆ G°’=+1.8
K éq = 5 10-2 donc rapport 20:1 or dans la cellule réel c’est 7.5 : 1
Position dans le Glucose
Position dans le G3P
C3 ou C4
C1
C2 ou C5
C2
C6 ou C1
C3
138 mM et 18.5 mM
Le DHAP et le G3P sont crucieux: gluconéogénèse et chez les
plantes ils participent aux réactions obscures de la photosynthèse.
DHAP synthèse des phospholipides
Mécanisme de l’isomérase
H
H C OH
C=O
H-C-H
H
+
H N
H
O
O=P-O-
N
ON
Étude de la réaction 4 de la glycolyse
C6
Frc
2 trioses
Y
Y =a X2
Y =a X
[F]
C6
C3
K=
[T]2
C3
X
Plus on augmente X plus Y augmente plus
10-5
• Supposons que K =
• Pour obtenir un T, il faut 105 frc
• Si [T]= 10-5 M donc pour la [frc]= 10 -5 M
• La mesure de ∆G°’ ne prévoit pas tjr le sens de la
réaction surtout quand la K dépend des concentrations
dont les coefficients stoechiométriques sont différents
• La vitesse des réactions et les flux métaboliques ???
a
a
b
c
d
d flux métabolique
∆ G= -0.4 et ∆ G°’=+1.5
1.38 mM d’enzyme dans le muscle
..
L’Arséniate (AsO43- est un poison
car le 1Arséno3-phosphoglycérate
Pas de synthèse d’ATP
Thiohémiacétal
∆G°’=-11.8+7.3
1.3Diphosphoglycérate
∆ G= +0.3 et ∆ G°’=-4.5
∆ G= +0.2 et ∆ G°’=+1.1
Kéq = 0.18
Déplacement d ’un phosphate : Phosphoglycérate mutase
Muscle (dimère 54000) levure (tetramère 110000)
L’intermédiaire 2.3diPG et les deux résidus histidine qui servent de donneur
et d’accepteur de phosphate d’où le déplacement vers l’un ou l’autre dépendra
du flux métabolique :
consommation de glc donc bcp de 2PG
gluconéogenèse Rn en faveur de 3GP
OH
∆ G= -0.8 et ∆ G°’=+0.4
Enolase : Dimère Mn2+ puis Mg2+
PEP
-14.5 Kcal/mole -4.21Kcal/mole
PEP
∆ G= -4 et ∆ G°’=-7.5 Kcal/mol
Rôle inverse que celui de l’héxokinase car l’augmentation de la PK diminue
l’affinité des éryhtrocytes pour l’oxygène
Régulations métaboliques
• Si une réaction est irréversible, la vitesse de la réaction
correspond au flux métabolique
• Donc des réactions doivent réassurer la resynthèse par exemple
du glucose( GLC1P et GLC6P) ou les coenzymes (fermentation
permet la réoxydation du NADH cytoplasmique qui ne diffuse pas
à l’intérieur de la mitochondrie où se fait la CR)
NADH + H+ + pyruvate
lactate + NAD+ Fermentation lactique (muscle)
Pyruvate
CO2 + Acétaldéhyde
H
+ NADH + H+
Éthanol + NAD+
CH3-CH2OH
Fermentation alcoolique (levure)
Ici pas de synthèse d’ATP lors de la réoxydation
ME MI
Glycérol-P DH
Shunt: DHAP + NADH + H+
Glycérol-P + NAD+ DHAP
NADH DH
Régulation hormonale
• Le flux du Glc 6P est soumis à une régulation hormonale selon
les tissus:
• Dans les cellules autres que musculaires, l’arrivée du Glc
dépendra de la régulation de la glycogénolyse du foie qui sera
régulée par le glucagon qui
– va moduler la production du Glc1P en activant la glycogènolyse
(activer l’adénylate cyclase)
– Va moduler le flux du glucose de la cellule hépatique vers le sang
Le flux du glc du sang vers les cellules sera modulé par
l’insuline qui activera l’incorporation du Glc par la cellule en
augmentant la perméabilité des cellules pour le Glc.
Néoglucogenèse
La PGK
Le déficit en phosphoglycérate kinase (PGK) est un trouble métabolique caractérisé
par des combinaisons variables
* d'anémie hémolytique chronique non sphérocytaire,
• de myopathie se manifeste par une intolérance à l'exercice , une faiblesse
musculaire, des crampes, une myalgie et des épisodes de myoglobinurie
• Un déficit intellectuel est fréquent.
•
de diverses manifestations neurologiques.
• des migraines hémiplégiques, une épilepsie, une ataxie et des
tremblements.
• Le déficit en PGK est transmis selon un mode lié au
chromosome X et la plupart des patients sont des hommes
hémizygotes.
• Cependant, les femmes hétérozygotes peuvent présenter un
degré variable d'anémie hémolytique
• Le diagnostic prénatal est réalisable pour les familles avec un
cas index.
• Des transfusions sanguines sont nécessaires pour les patients
avec une anémie sévère chronique.
1.6 di
1.3 Di
+ 2Pi + 2ADP+ 2NAD+
+ 2NADH + 2H++ 2H2O
2
+O2
-O2
Néoglucogenèse:pyr…PEP
Le ∆G pour le clivage du groupement carboxyle est de – 4,7 Kcal/mol, ce qui permet à la
carboxybiotine de transférer le CO2 à des accepteurs sans addition d’énergie libre supplémentaire.
Absorption des glucides, glycolyse et néoglycogénèse
Pattient 1
Pattient 2