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بسم الله الرحمان الرحيم. 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:
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بسم الله الرحمان الرحيم 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
DHAP Pi Glucokinase Hexokinase (1) F1-6 diP G3P 1-3 DiPG 3PG 2PG
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)
100- 0- % de saturation en O2 Courbe d’oxygénation d’érythrocytes -HK -PK Normale PO2 (Torr)
0- Vitesse de réaction Courbe de la vitesse en fct substrat -PK Normale SUBSTRAT
∆G= Hexokinase ∆G°’= - 3.99 Kcal/mole
D O D H OH C C H C OH C= O R R D OH C C OH R ∆ G= -0.6 et ∆ G°’=+0.4
PFK GTP ,ADP,Pi…) ATP XTP ∆ G= -5.3 et ∆ G°’=-3.4
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 Mécanisme de la réaction P NH2 SH NH2 + F16-DiP NH+ S.. NH3+ P C - F16-DiP Base de Schiff (Iminium) G3P P -H2O +H2O ES NH+ SH NH2 C - DHAP DHAP + G3P P Aldolase ∆ G= -0.3 et ∆ G°’=+5.7
1 2 3 4 5 6 ∆ G= +0.6 et ∆ G°’=+1.8 ∆ 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 : 1 138 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
+ H H C OH C=O H-C-H H H N H O N O=P-O- N O- Mécanisme de l’isomérase
Y Y =a X2 Y =a X Frc 2 trioses X a b c d a d flux métabolique Étude de la réaction 4 de la glycolyse C6 K= [T]2 [F] C6 • Supposons que K = 10-5 • 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 ??? C3 C3 Plus on augmente X plus Y augmente plus
.. ∆ G= -0.4 et ∆ G°’=+1.5 1.38 mM d’enzyme dans le muscle Thiohémiacétal L’Arséniate (AsO43- est un poison car le 1Arséno3-phosphoglycérate Pas de synthèse d’ATP
1.3Diphosphoglycérate ∆G°’=-11.8+7.3 ∆ 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
PEP -14.5 Kcal/mole -4.21Kcal/mole OH ∆ G= -0.8 et ∆ G°’=+0.4 PEP Enolase : Dimère Mn2+ puis Mg2+
∆ 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
H M E M I DHAP 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 + NADH + H+Éthanol + NAD+ CH3-CH2OH Fermentation alcoolique (levure) Ici pas de synthèse d’ATP lors de la réoxydation Glycérol-P DH NADH DH Shunt: DHAP + NADH + H+ Glycérol-P + NAD+
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.
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.
+ 2Pi + 2ADP+ 2NAD+ + 2NADH + 2H++ 2H2O
-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.
Pattient 1 Pattient 2
