III. Les deux phases de la glycolyse

Biochimie.
Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010.
GLYCOLYSE
- C’est la voie métabolique permettant la dégradation du glucose en pyruvate par oxydation en
vue de la production d’énergie.
- C’est la voie principale d’utilisation du glucose.
- C’est une voie métabolique cytosolique présente dans toutes les cellules.
- Elle permet la production d’énergie sous forme d’ATP :
1 glucose (C6) → 2 pyruvates (C3) + 2 ATP
I. Origine du glucose
II. Captation du glucose
III. Deux phases de la glycolyse
IV. Deux types de glycolyse (aérobie et anaérobie)
V. Régulation de la glycolyse
VI. Résumé
I. Origine du glucose
- Le glucose est une molécule hydrophile de petite taille. Il circule librement dans la circulation
sanguine.
- Elle a deux origines possibles :
o Exogène.
o Endogène.
1. Origine exogène
- Hydrolyse des osides alimentaires :
o Lactose = glucose + galactose.
o Saccharose : glucose + fructose.
o Amidon = n (glucose).
- Inter-conversion d’autres oses (fructose, galactose, mannose) en glucose.
2. origine endogène
- Le glycogène hépatique et musculaire constitue une réserve de glucose immédiatement
utilisable, suffisante pour 10 à 12h de jeûne.
- Le foie peut libérer du glucose libre pour els autres tissus (cerveau, hématies). Il permet de
remonter la glycémie durant le jeûne.
- Les muscles utilisent le glucose provenant du glycogène pour la contraction musculaire.
II. Captation du glucose
- Produits dans l’entérocyte les monosaccharides doivent traverser la membrane pour rejoindre la
circulation sanguine.
- La membrane cellulaire est composée d’une bicouche lipidique et est donc imperméable aux
molécules hydrophiles.
- Il y a une nécessité de transporteurs spécifiques des oses par l’entérocyte.

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- Il existe deux familles de transporteurs :
o Les SGLT (sodium glucose transporter) : entrée simultanée de Na+. Transport actif contre
un gradient de concentration au niveau de l’entérocyte.
o GLUT (glucose transporter) : transport facilité dans le sens du gradient de concentration.
1. Les tissus périphériques
- L’insuline a un effet indirect sur la captation du glucose :
o Induit la translocation de GLUT4 vers la membrane.
o Augmente l’affinité de GLUT4 pour le glucose.
2. Le foie
- L’insuline a un effet indirect sur la captation du glucose en augmentant le taux de glucokinase et
favorisant ainsi l’entrée de glucose.
- Dans le diabète il y a une absence d’insuline ou une absence d’effet d’insuline. Ce manque
d’insuline est à l’origine d’une limite de l’entrée qui entraine une hyperglycémie.
3. Les tissus indépendants de l’insuline
- Les cellules sécrétrices d’insuline. Les cellules β des ilots de Langerhans sécrètent l’insuline lors
de l’hyperglycémie.
- Les cellules intestinales. L’absorption du glucose de l’alimentation est toujours totale.
- Les cellules utilisant uniquement le glucose comme source d’énergie :
o Les hématies : elles n’ont pas de mitochondries et ne peuvent oxyder les acides gras
pour la production d’énergie. GLUT1 a une forte affinité pour le glucose.
o Les cellules nerveuses : les acides gras liés à l’albumine ne peuvent franchir la barrière
hémato-encéphalique. GLUT3 a une forme affinité pour le glucose.

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III. Les deux phases de la glycolyse
- Dans tous les cas, la voie est irréversible.
- La glycolyse se passe en deux phases :
o Une phase d’investissement.
o Une phase
- La phase d’investissement (réaction 1 à 5) :
o Activation du glucose.
o Clivage en 2 trioses.
o Débit : utilisation de 2 ATP pour 1 glucose.
- La phase de remboursement (réaction 6 à 10) :
o Oxydoréduction.
o Synthèse d’ATP.
o Crédit : obtention de 4 ATP pour 1 glucose.
- Toutes les étapes sont réversibles sauf 3 sur lesquelles se font les régulations.
1. La phase d’investissement
- Réaction 1 à 5 :
1. Phosphorylation par l’hexokinase.
2. Conversion par la phosphogluco-isomérase
3. Phosphorylation en fructose-1-6-biphosphate
4. Clivage par l’aldolase
5. Inter-conversion des trioses-phosphate
a. La réaction 1 : phosphorylation par l’hexokinase
- Le glucose donne un glucose-6-P.
- C’est une réaction irréversible. Elle est donc un point de contrôle de la glycolyse.
- Cette réaction se fait grâce à une enzyme :
o La glucokinase dans le foie. Elle a une faible affinité et est augmenté par l’insuline.
o L’hexokinase dans tous les autres tissus. Elle phosphoryle le glucose, le galactose et le
fructose.
- La phosphorylation se fait grâce au transfert d’un phosphate de l’ATP sur le 6ème carbone du
glucose. Ici l’ATP fournit à la fois le phosphate et l’énergie.
- Cette première réaction est essentiellement car le glucose-6-P ne peut plus passer la membrane
plasmique et reste dans la cellule. Une fois phosphorylé, il ne peut plus ressortir.
b. La réaction 2 : conversation par la phospho-gluco-isomérase
- C’est une réaction réversible.
- Elle permet le passage du glucose-6-phosphate en fructose-6-phosphate.

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- Il y a deux réactions :
o La fonction aldéhyde en C1 est convertie en alcool primaire.
o L’alcool alcool secondaire en C2 est converti en cétone.
- Cette réaction permet le passage d’une forme pyranique d’un aldose (glucose) en forme
furanique d’un cétose (fructose).
- Ainsi on a libéré le 1er carbone pour permet la phosphorylation dans la 3ème réaction.
c. La réaction 3 : Phosphorylation en fructose-1-6-biphosphate.
- C’est une réaction irréversible. Elle est donc un point de régulation de la glycolyse.
- L’enzyme qui effectue cette réaction est la PFK (phospho-fructo-kinase).
- Cette enzyme permet de transférer un groupement phosphate de l’ATP sur le C1 du fructose-6-
phosphate. On obtient alors un fructose-1-6-biphosphate et de l’ADP.
- C’est une réaction irréversible.
- La PFK est une enzyme clef de la glycolyse. En effet elle décide de l’engagement de la glycolyse
(car la réaction est irreversible).
d. La réaction 4 : Clivage par l’aldolase
- Cette réaction clive le fructose-1-6-biphosphate (6C) en deux molécules :
o Dihydroxyacétone-phosphate (3C).
o Glycéraldéhyde-3-phosphate (3C).
- De ces deux molécules seul le glycéraldéhyde-3-phosphate continue la glycolyse.
- C’est une réaction réversible.
e. Inter-conversion des trioses-phosphate
- Le dihydroxyacétone-phosphate donne le glycéraldéhyde 3-phosphate.
- C’est une oxydoréduction interne :
o Cétone réduit en alcool (C2).
o Alcool oxydé en aldéhyde (C1).
- Dans cette réaction il y a transformation d’un cétose (dihydroxyacétone-phosphate) en aldose
(glycéraldéhyde 3-phosphate).

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f. résumé de la phase d’investissement
g. Bilan de la phase d’investissement
- Une molécule de glucose entraine :
o La consommation de 2 ATP :
o Une pour la phosphorylation du glucose en glucose-6-P.
o Une pour la phosphorylation du fructose-6-P en fructose-1-6-P.
o La formation de 2 glycéraldéhyde 3-phosphate et 2 ADP.
- Il y a deux réactions irréversibles (consommant de l’ATP) sur lesquels se fait la régulation de la
glycolyse (réactions 1 et 3).
- Le cout énergétique est de -2ATP pour 1 glucose.
- La PFK est l’enzyme clé de la glycolyse (engagement du G6P dans la glycolyse).
2. La phase de remboursement
- Réactions 6 à 10 :
6. Oxydation du glycéraldéhyde-3-phosphate.
7. Transfert de phosphate à l’ADP.
8. Transformation de 3 phosphoglycérate en 2 phosphoglycérate.
9. Déshydratation en phosphoénalopyruvate.
10. Transfert d’un groupement phosphate à l’ADP.