td5 chimie bio 2006-2007

Licence de Chimie L3-S6 Chimie Biologique Ann´ee 2006-2007
TD 5 : M´etabolisme des glucides
Exercice 1 : Glycolyse
´
Etablir le bilan de la glycolyse.
Exercice 2 : Glucose-6-phosphate isom´erase
Lors de la 2e´etape de la glycolyse, le glucose-6-phosphate est isom´eris´e en fructose-6-phosphate :
O
OH
OH
OH
HO
2−O3PO
isom´erase O
OH
OH
HO
OH
2−O3PO
Cette isom´erase utilise un glutamate qui catalyse un transfert de proton entre le C2 du glucose et
le C1 du fructose, l’ouverture du cycle est assist´ee par une lysine et une histidine joue ´egalement un
rˆole dans la stabilisation de l’interm´ediaire cis -`enediolate. Proposer un m´ecanisme d´etaill´e pour cette
´etape d’isom´erisation.
Exercice 3 : Fructose-1,6-diphosphate aldolase
La D-fructose-1,6-diphosphate aldolase (FDPA) est une aldolase qui catalyse l’´equilibre entre le D-
glyc´erald´ehyde-3-phosphate G3P, la dihydroxyac´etone-1-phosphate DHAP et le D-fructose-1,6-di-
phosphate F-1,6-P2:
CHO
OH
CH2OPO2−
3
+
CH2OPO2−
3
O
CH2OH
FDPA
CH2OPO2−
3
O
HO
OH
OH
CH2OPO2−
3
G3P DHAP F-1,6-P2
a. Quelle est la nature des deux faces de G3P ?
b. Donner les configurations absolues des carbones 3 et 4 de F-1,6-P2.
c. Rappeler le m´ecanisme probable de la transformation ci-dessus, sachant qu’un r´esidu lysine de
l’enzyme est directement impliqu´e. Expliquer la st´er´eos´electivit´e.
d. Quelle est la nature des deux hydrog`enes du carbone 3 de DHAP ? Quelle exp´erience proposeriez-
vous afin de d´eterminer lequel de ces deux hydrog`enes est perdu au cours de la r´eaction d’aldolisation ?
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Exercice 4 : Fermentation alcoolique
La levure de bi`ere fermente le glucose selon l’´equation :
C6H12O6→2 CO2+ 2 C2H5OH
On utilise du glucose dont le C1est radioactif (14C). Sur quel produit de la r´eaction, ´ethanol ou
dioxyde de carbone, retrouvera-t-on la radioactivit´e ?
Exercice 5 : Fermentation bact´erienne
Une esp`ece bact´erienne r´ealise la fermentation du glucose avec production d’acides et d’alcools comme
l’acide ac´etique, l’acide butyrique, le butanol, etc. Toutes ces fermentations empruntent la voie de la
glycolyse (ou voie d’Embden-Meyerhof). L’acide pyruvique est ensuite scind´e en ac´etyl-coenzyme A
et acide formique :
C
CH3
O
COOH +CoA SH →CCH3
O
S CoA +H COOH
coenzyme A
L’ac´etyl-coenzyme A subit ensuite diverses transformations, par exemple :
- production d’acide ac´etique :
C
CH3
O
S CoA
+ H3PO4
- CoA–SH
C
CH3
O
OP
+ ADP
- ATP
C
CH3
O
OH
- production de butanol :
C
2 CH3
O
S CoA CCH3
O
CH2C
O
S CoA
+ 2 NADH + 2 H+
- 2 NAD+
CH2
CH3CH2COOH
+ 2 NADH + 2 H+
- 2 NAD+CH2
CH3CH2CH2OH
1. Quel est le bilan en NADH ou NAD+utilis´es lorsqu’il se forme 1 mol´ecule d’acide ac´etique et 1
mol´ecule de butanol (`a partir de glucose) ?
2. Quelle doit ˆetre la proportion acide ac´etique/butanol pour que ce bilan soit nul ? Quel sera alors
le bilan en ATP ?
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Glycolyse (voie d’Embden-Meyerhof)
Fermentation alcoolique
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