III. Gluconéogenèse à partir du lactate
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Biochimie – Mme Mazière. GLUCONEOGENESE - - - - La gluconéogenèse (GNG) est la synthèse du glucose à partir de : o Glycérol (3C) provient de l’hydrolyse des triglycérides. o Lactate (3C) produit lors de la glycolyse anaérobie. o Acides aminés (au moins 3C) proviennent de l’hydrolyse des protéines. Cette gluconéogenèse est localisée essentiellement dans le foie mais également dans les reins. Les circonstances physiologiques déclenchant la gluconéogenèse : o Le jeûne (hypoglycémie) car le glucose est indispensable pour le cerveau et les hématies. o L’accumulation de lactate dans les muscles et les hématies. Rôle de la gluconéogenèse : o Maintient de la glycémie lors du jeune. o Elimination du lactate. Devenir du lactate, deux voies possibles selon les besoins énergétiques de la cellule : o La dégradation pour la production d’énergie. o La transformation en glucose. I. Composés nécessaires 1. Donneurs de squelettes carbonés - Les donneurs de squelettes carbonés sont : o Le glycérol. o Le lactate. o Les acides aminés. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Biochimie – Mme Mazière. PEP : Phospho-énol-pyruvate OA : Oxalo-acétate 2. Donneur d’hydrogène - Le donneur d’hydrogène est le NADH, pour inverser l’étape de l’oxydoréduction phosphorylante. II. Enzymes spécifiques Etapes irréversibles de la glycolyse (3) Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Réactions spécifiques de la GNG (4) Deux réactions : - Il faut passer par un C4 (l’OA). Biochimie – Mme Mazière. - La G6P-phosphatase est spécifique du foie. Donc il n’y a que le foie qui sauve de l’hypoglycémie. Il faut 2 enzymes et 2 ATP pour remonter l’étape de la pyruvate-kinase : - Il faut passer dans la mitochondrie car la pyruvate-carboxylase est mitochondriale. III. Gluconéogenèse à partir du lactate - - Alors que la transformation du glucose en lactate a lieu dans le cytoplasme, la transformation inverse nécessite une enzyme mitochondriale : la pyruvate-carboxylase (enzyme clé de la GNG) qui donne l’oxalo-acétate. Cependant l’oxalo-acétate ne peut sortir de la mitochondrie, il doit se transformer : o En Asp (+NH2). o En malate (+2H). Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Biochimie – Mme Mazière. 1. La voie du malate fait sortir des hydrogènes - - Le choix entre les deux voies se fera selon les besoins en NADH dans le cytoplasme. Lors de l’étape de la glycéraldéhyde 3P déshydrogénase, la GNG consomme du NADH. Ce NADH peut provenir : o Du lactate du cytoplasme. o De la mitochondrie si l’OA sort sous forme de malate. Dans le jeûne, GNG et cétogenèse sont toujours associées. 2. Lors de la GNG, l’OA sorti de la mitochondrie n’est plus disponible pour le cycle de Krebs - Les acétylcoA sont dérivés vers la cétogénèse. Dans le jeûne, GNG et cétogenèse sont toujours associés. IV. GNG à partir du glycérol : toutes les étapes sont cytoplasmique - La phosphorylation du glycérol donne l’α-glycéro-phosphate qui ressemble déjà à un triose phosphate : c’est le DHAP (Di-Hydroxy-Acétone-Phosphate) avec 2H en plus. - DHAP : Di-Hydroxy-Acétone-Phosphate - GAP :GlycérAldéhyde-Phosphate V. GNG à partir des acides aminés - Les acides aminés perdent leur groupement NH2 par transamination pour donner les acides αcétoniques correspondants : Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Biochimie – Mme Mazière. - Les intermédiaires du cycle de Krebs donnent le malate qui sort de la mitochondrie pour donner l’OA puis PEP. Destinée du squelette carboné des acides aminés. VI. Régulation de la GNG 1. Régulation passive par apport de substrat - La GNG est déclenchée par : o L’apport de lactate du foie après un effort musculaire. o L’apport d’acides aminés au foie lors du jeûne. Cet apport est déclenché par l’hypoglycémie. Sous l’effet des glucocorticoïdes (cortisol), les protéines musculaires sont dégradées pour fournir le cerveau en glucose. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Biochimie – Mme Mazière. 2. Régulation de l’activité des enzymes - But : éviter que ces deux enzymes fonctionnement simultanément car on aurait alors un cycle futile qui consommerait de l’ATP ! - Régulation par allostérie : par le rapport ATP/AMP. Principe : inverser le rôle des activateurs et inhibiteurs. Régulation par phosphorylation. Principe : inverser l’effet de la phosphorylation. - - Le foie n’a pas d récepteurs à l’adrénaline (seul le muscle en a). C’est pourquoi sur le schéma il n’y a pas l’insuline qui intervient sur le taux d’AMPC car la GNG se produit dans le foie. Le glucagon, hyperglycémiant augmente l’AMPc, donc diminue la glycolyse et augmente la GNG. 3. Le taux des enzymes : les 4 enzymes spécifiques sont toujours régulées simultanément - Le cortisol (glucocorticoïdes) est l’hormone de la GNG : sécrété dans le jeûne (stress), il favorise la transformation des protéines en glucose. Il augmente le taux des enzymes. L’AMPc réglé par le rapport gucagon/insuline, augmente le taux des enzymes. CREB est activé par phosphprylation par PKA. R : récepteur du glucocorticoïde activé par la fixation du ligand et dimérisation. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Biochimie – Mme Mazière. - - GRE : Glucocorticoid Response Element CREB : Cyclic-AMP Response Element Binding Protein - R-R : dimère de récepteur au glucocorticoïde Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010.
