VII ) Le métabolisme du glycogène :
publicité
Biochimie _ Lundi 14 Novembre Hélios et Anaëlle VII ) Le métabolisme du glycogène (Page 16) : 1)Vue synthétique du métabolisme du glycogène dans le foie et dans le muscle. Le glycogène est un enchaînement α 1>4 de glucose avec des ramifications α 1>6 Le glycogène est : - dans le cytoplasme. - dans tous les tissus mais plus particulièrement dans le muscle (égoïste) et le foie (altruiste) Le métabolisme du glycogène est important. Il s’agit : - soit de la glycogénolyse dont l’enzyme clé est la glycogène phosphorylase. - soit de la glycogénosynthèse dont l’enzyme clé est la glycogène synthétase. Question : représentation des voies métaboliques actives selon la localisation et selon les circonstances - Dans le muscle en cours d’exercice : Il y a mobilisation des réserves de glucoses à l’intérieur des myocytes pour alimenter le métabolisme énergétique: glycogénolyse glycolyse - Dans le foie à jeun ou en cours d’exercice : pour fournir du glucose au muscle il y a : glycogénolyse néoglucogénèse GLYCOGENE glycogénolyse (glycogène phosphorylase) G1P (phosphoglucomutase) Muscle Glucose G6P néoglucogénèse Glycérol, lactate, acides aminés - dans le muscle au repos (après un repas): constitution des réserves de glycogène donc il y a : glycogénosynthèse GLYCOGENE UDP G1P (UDP-Glc pyrophosphorylase) Glycogénosynthèse ( glycogène synthétase) UDP-Glucose (phosphoglucomutase) Glucose - G6P dans le foie au repos (en période postprandiale) : Biochimie _ Lundi 14 Novembre Hélios et Anaëlle constitution des réserves de glycogène et de lipides glycogénosynthèse glycolyse lipogénèse cycle des pentoses GLYCOGENE UDP glycogénosynthèse( glycogène synthétase) G1P (UDP-Glc pyrophosphorylase) UDP-Glucose Glucose G6P NADPH (cycle des pentoses) glycolyse VLDL PU lipogénèse AG TG sécrété par le foie sous forme de Acétyl-CoA le foie fait du glucose si jeun ou effort physique des lipides en période post prandiale 2)La glycogénosynthèse : enzymes et réactions (page 17) - Phosphoglucomutase : G6P G1P G6P : liaison phosphomonoester = ester mono-phosphorique G1P : liaison phospho – hétérosidique - UDP-Glucose Pyrophosphorylase : G1P UDP – Glc UTP P~Pi Savoir dessiner le G1P et l’UTP - Glycogène Synthétase L’UDP-Glc est la forme activée du glucose, c’est à dire la forme sous laquelle le glucose est transporté et transféré. La glycogène synthétase utilise l’UDP-Glc qui vient se lier au C4 d’un glucose faisant déjà partie du glycogène, d’où la formation de la liaison α 1>4. Il y a en plus une enzyme branchante qui fabrique les ramifications (liaisons α 1>6 ) Biochimie _ Lundi 14 Novembre Hélios et Anaëlle 3)La glycogénolyse : enzymes et réactions (page 18) La glycogène phosphorylase catalyse la réaction de phosphorolyse (comparable à une réaction d’hydrolyse dans laquelle l’eau est remplacée par l’ion phosphate), dans laquelle intervient d’un ion phosphate qui est transféré en position C1 d’un glucose terminal du glycogène, ce qui provoque le coupure de la liaison α 1>4 et la libération d’un glucose , entraînant le raccourcissement de la chaîne du glycogène ( hydrolyse en cascade) Une enzyme débranchante intervient pour couper les liaisons α 1>6 Le Co-Enzyme qui intervient est le Pyridoxal – Phosphate (normalement surtout pour le métabolisme de lipides) 4) Régulation du métabolisme du glycogène si glycogénolyse , glycogénosynthèse si glycogénolyse , glycogénosynthèse - Régulation par les métabolites : Glucose : inhibiteur allostérique de la glycogène phosphorylase AMP : activateur allostérique de la glycogène phosphorylase G6P : activateur allostérique de la glycogène synthétase Questions (page 19) : 1. L’AMP active la glycogène phosphorylase et le Pi participe à la réaction lorsqu’il y a stimulation de la glycogénolyse dans le muscle, c’est à dire lorsque le muscle est en activité. Explication : Dans un muscle en activité, il va falloir qu’il y ait glycogénolyse, donc activation de la glycogène phosphorylase Quand le muscle est en activité : ATP ADP + Pi il génère du Pi qui favorise la glycogénolyse il génère de l’ADP qui va être régénéré en ATP dans le muscle grâce à : - La créatine phosphate La glycolyse - La réaction catalysée par la myokinase : 2 ADP 1 AMP + 1 ATP (Cette réaction se fait dans les 2 sens mais dans ce cas c’est ce sens de conversion qui est favorisé car il y a accumulation d’ADP) Génère de l’AMP qui stimule la glycogène phosphorylase donc la glycogénolyse 2 systèmes qui contribuent à la régénération de l’ATP F6P est activateur de la glycogène phosphorylase 2. En période post prandiale, il y a apport de glucose qui est transformé en G6P qui est un activateur de le glycogène synthétase donc le métabolisme hépatique est dans la voie de la glycogénosynthèse. Le glucose est donc converti massivement en glycogène F6P est un inhibiteur de la glycogène phosphorylase donc bloque la glycogénolyse. - le rôle de l’AMPc glucagon + catécholamines ( Hn hyperglycémiantes) formation d’AMPc (détail à voir dans le chapitre I) Biochimie _ Lundi 14 Novembre Hélios et Anaëlle stimulation glycogénolyse et inhibition glycogénosynthèse insuline ( Hn hypoglycémiante) dégradation de l’AMPc en AMP par la phosphodiesterase inhibition glycogénolyse et stimulation glycogénosynthèse ( c’est la diminution du taux d’AMPc qui induit cette stimulation et cette inhibition, et non pas l’augmentation de l’AMP à partir de l’AMPc car il est trop peu abondant pour jouer ce rôle, car sinon, il y aurait activation de la glycogénolyse) AMPc (page 20) se fixe à la sous-unité régulatrice de la PKA libération de la sous-unité catalytique qui a une activité kinase phosphorylation : la phosphorylase kinase b inactive est transformée en phosphorylase kinase a active par phosphorylation. Cette phosphorylase kinase a active va ellemême phosphoryler la phosphorylase b inactive qui devient phosphorylase a active, c’est à dire la glycogène phosphorylase. Il y a donc activation de la glycogénolyse par l’AMPc sous l’effet du glucagon et des catécholamines La glycogène synthétase active devient inactive sous l’effet de la phosphorylation . Il y a donc inhibition de la glycogénosynthèse par l’AMPc sous l’effet du glucagon et des catécholamines sous l’effet de l’insuline (page 21), chute de l’AMPc PKA inactivée arrêt de la stimulation de la glycogénolyse et arrêt de l’inhibition de la glycogénosynthèse A chaque réaction catalysée par une kinase correspond la réaction inverse catalysée par des protéines phosphatase, d’où l’inhibition de la glycogénolyse et la stimulation de la glycogénosynthèse Il existe un inhibiteur de ces protéines phosphatases, qui est activé par phosphorylation par la PKA donc en présence d’AMPc sous l’action du glucagon et des catécholamines, ce qui favorise donc la reprise de la glycogénolyse et l’arrêt de la glycogénosynthèse ( effet surajouté de l’inhibiteur) - le rôle du Calcium (page 22) le calcium stimule la contraction musculaire, donc active la glycogénolyse en parallèle de la Créatine phosphate. 5) Applications pathologiques : les glycogénoses Biochimie _ Lundi 14 Novembre Hélios et Anaëlle une glycogénose est une accumulation pathologique de glycogène dans le tissu hépatique ou dans le tissu musculaire, due à un déficit congénital en enzyme Maladie de Von Gierke Déficit en G6Pase de la néoglucogénèse dans le foie et le rein (pas de G6Pase dans le muscle) accumulation de G6P signes : Hypertrophie massive du foie : G6P est un activateur allostérique de la glycogène synthétase, donc stimulation de la glycogénosynthèse, d’où accumulation de glycogène dans le foie qui devient énorme, gonflé de glycogène Hypoglycémie: déficit de le dernière enzyme de la néoglucogénèse qui permet normalement le maintient de la glycémie, le glucose le peut donc pas passer dans le sang et reste sous forme de G6P dans le foie Hyperlipémie : stimulation de la lipogénèse par le G6P ( en passant par le glycolyse) Maladie de Mc Ardle Déficit en glycogène phosphorylase de la glycogénolyse dans le foie. Ce n’est pas la même glycogène phosphorylase qui est dans le muscle et dans le foie, ce qui explique que le muscle ne soit pas affecté pas de glycogénolyse donc pas de glycolyse ( il n’y a que glycogénosynthèse) en cas d’effort physique, il n’y a pas suffisamment de glucose libéré, et le système créatinine phosphate n’est pas suffisant 6) Carte de Visite (page 23) Localisation tissulaire ubiquitaire : les macrophages ont aussi des grains de glycogène Régulation : - glucagon et catécholamines (Hn hyperglycémiantes) stimule glycogénolyse stimule la néuglucogénèse - insuline (Hn hypoglycémiante) stimule la glycogénosynthèse stimule la lipogénèse
