Fermentation alcoolique

1. Glycolyse:
Glucose + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi → 2 pyruvate + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H20
∆G°’= -85kJ/mole
Glucose + 2NAD+ → 2 pyruvate + 2NADH + 2H+
∆G°’= -146kJ/mole
2ADP + 2Pi → 2ATP + 2H2O
∆G°’= +61kJ/mole
Voie métabolique « universelle »
Dans le cytoplasme
Seule source d’énergie pour les globules rouges, les cellules de la médullaire rénale
et du cerveau, et les spermatozoïdes
Pyruvate métabolisé en:
- lactate (anaérobie/aérobie)
- éthanol (hypoxie ou anaérobie)
fermentations
- propionate (anaérobie)
- acétate (anaérobie)
- Acetyl-Coenzyme A (aérobie → cycle de Krebs)
10 réactions biochimiques
Gly-1
D-glucose: < stock de glucose cellulaire (glycogène) et transport de
glucose dans la cellule à partir du sang
Hexokinases I, II, III et IV (glucokinase hépatique)
Gly-2
Gly-3
PFK-1: régulation allostérique de son activité enzymatique
activité↑ si [ATP]↓, [ADP]↑, [AMP]↑
activité↓ si [ATP]↑
Gly-4
∆G légèrement positif dans les conditions physiologiques de la cellule,
donc réaction réversible (gluconéogénèse)
Gly-5
Réaction réversible dans les conditions physiologiques de la cellule
Gly-6
NAD+: forme oxydée du Nicotinamide Adénine Dinucléotide (10-5 M)
NADH: forme réduite du NAD
Gly-6b
Gly-7
Les réactions Gly-6 et Gly-7
sont couplées et donc
∆G°’(6+7)= -12,2kJ/mole
la réaction couplée est donc
exergonique.
La réaction Gly-7 consomme
le produit P généré par la
réaction Gly-6, gardant sa
concentration basse dans le
milieu réactionnel, réduisant
[P]/[S] de la réaction Gly-6.
Gly-8
Gly-9
Gly-10a et 10b
a
b
Equation générale de la glycolyse:
Glucose + 2ATP + 2NAD+ + 4ADP + 2Pi →
2 pyruvate + 2ADP + 2NADH + 2H+ + 4ATP + 2H20
Glucose + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi →
2 pyruvate + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H20
Bilans:
Carbone:
1 glucose à 6C en 2 pyruvate à 3C
Phosphate:
2ADP + 2Pi en 2ATP
Électrons:
4e- transférés de 2 glyceraldehyde 3-phosphate à 2NAD+
pour former 2NADH
NAD+/NADH et NADP+/NADPH: 2 coenzymes d’oxydo-réduction:
Nicotinamide Adénine Dinucléotide (Phosphate)
NAD+:
accepteur de 2 e- et d’un H+ au cours de
réactions d’oxydation (= déshydrogénation)
catalysées par une déshydrogénase (Gly-6)
Le NAD+ de la lactate
deshydrogénase (LDH) près du
site catalytique de l’enzyme
Niacine (vit PP, acide nicotinique): tryptophane
Déficit: Pellagre: 3D: Dermatite, Diarrhée et Démence
Pyruvate et NADH produits au cours de la glycolyse:
Condition aérobie (+O2):
pyruvate → acétyl-Coenzyme A → cycle de Krebs (CO2 + H20)
NADH transfert ses 2 e- à l’O2 dans la mitochondrie → NAD+
Condition d’hypoxie/anaérobie (-O2):
fermentations lactique et alcoolique
NADH → NAD+
Fermentation lactique:
Bilans:
Carbone: 1 glucose 6C en 2 lactate à 3C
Phosphate: 2ADP + 2Pi en 2ATP + 2H2O
Électrons: //
2ADP + 2Pi
2ATP
Fermentation lactique:
Conditions anaérobies/sans mitochondrie/hypoxiques:
CT Scan PET Scan CT + PET
Cellule tumorale: hypoxie
↑ facteur de transcription HIF
↑ transporteurs GLUT1 et 3
↑ enzymes de la glycolyse
Fermentation alcoolique:
Microorganismes: levures (Saccharomyces Cerevisiae): boulanger et
brasseur
Bilan:
Carbone: 1 glucose 6C en 2 ethanol à 2C + 2CO2
Phosphate: 2ADP + 2Pi en 2ATP + 2H2O
Électrons: //
Carbonation du champagne et levée de la pâte à pain
TPP: Thiamine PyroPhosphate
Coenzyme dérivé de la vitamine B1 (thiamine, hydrosoluble)
-OH = thiamine inactive
Rôle: faciliter le clivage de liaison C-C par des enzymes:
Exemples:
pyruvate decarboxylase (fermentation alcoolique)
pyruvate deshydrogénase (synthèse de l’acétyl-CoA)
α-cétoglutarate deshydrogénase (cycle de Krebs)
Transcétolases (voie des pentoses phosphates)
Carence en vitamine B1:
Béri béri: malnutrition (riz rouge - riz blanc)
asthénie, amaigrissement
signes cardiaques
signes neurologiques et caractériels
Alcoolisme chronique (encéphalopathie de
Wernicke associée à la psychose de
Korsakoff), nutrition parentérale,
thiaminase,…
Diagnostic sanguin:
(éthanol?)
↓ vitamine B1
↑ pyruvate
↓ activité transcétolase