13eme cours : 7 Nov

Cours de Biochimie de 10h à 11h Lundi 7 novembre
Adélaïde et Abel
La partie la plus difficile concerne le contournement de la réaction 10 de la glycolyse,
catalysée par la pyruvate kinase.
Nous sommes dans des conditions de lipolyse forte lors d’une hypoglycémie ou lors d’un
effort. On a donc un afflux massif d’acides gras dans la cellule, qui arrivent dans la
mitochondrie sous forme d’acétyl-CoA (suite à la β-oxydation).
Le cycle de Krebs est alimenté en forte quantité d’acétyl-CoA, il est inhibé et il s’engorge
d’acétyl-CoA.
L’acétyl-CoA inhibe la PUDH, ce qui empêche le PU d’alimenter le cycle de Krebs.
La surproduction d’acétyl-CoA stimule la Pyruvate Carboxylase, qui permet de contourner la
voie de la PUDH.
PU
CH3–C–COO–
║
O
+ CO2
+ ATP
OA
PU carboxylase
–
OOC–CH2–C–COO–
║
O
+ ADP
+ Pi
L’oxalo-acétate ne rentre pas dans le cycle de Krebs ralenti par la présence dans la matrice
d’un fort taux de NADH. L’équilibre de la réaction OA
Malate est tellement déplacé
(Beaucoup de OA et peu de Malate) que l’on met une flèche simple.
Le malate traverse la membrane mitochondriale (par la navette du malate), d’autant plus
facilement que le malate est aussitôt retransformé en OA. Et ce par oxydation dans le
cytoplasme, car il y a un excès de NAD+, car la GA3PDH consomme le NADH.
Dernière étape et deuxième enzyme clé : la PEPCK permet la synthèse du PEP à partir de
l’OA et du GTP dans le cytoplasme.
PEP
OPO3H–
OA
–
PEPCK
–
O=C–CH2–CO–COO
CH2=C–COO
O–
+ CO2
+ GDP
+ GTP
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Liaison riche en énergie
Les différents précurseurs impliqués :
La lipolyse libère le glycérol et les AG. Les AG permettent un engorgement du cycle de
Krebs en Acétyl-CoA qui permet le large contournement qui permettra d’atteindre le PEP qui
sera à l’origine du Glucose.
Le lactate lors de l’effort va aller vers le foie pour devenir du PU, puis du Glucose.
Les acides aminés proviennent de la protéolyse des protéines musculaires lors du jeûne et
parmit ces acides aminés il y a des acides aminés glucoformateurs.
- Ala donne du PU par ALAT ou TGP
- Glu donne αCG
- Asp donne OA par ASAT ou TGO
Asp donne du fumarate par le cycle de l’urée (ce sont les mêmes 4 carbones)
Carte de visite :
Localisation subcellulaire :
- glycolyse dans le cytosol
- pyruvate carboxylase et navette du malate dans la mitochondrie
- G6Pase dans le RE
Régulation hormonale :
Dans le diabète de type 1, l’insuline n’est pas produit car il y a eu destruction des cellules
sécrétrices.
Dans le diabète de type 2, l’insuline a du mal à bloquer la production hépatique de glucose à
cause d’une insulino-résistance.
VΙ ) Régulation conjointe de la Glycolyse et de la néoglucogénèse.
L’une est inhibée lorsque l’autre est stimulée.
1) Le rôle du F(2,6)P2 et de l’AMPc dans la régulation de la PFK1 et de la FBPase1.
Nature chimique des liaisons :
- F(1,6)P2 : liaison ester mono phosphorique en 1
- F(2,6)P2 : liaison phospho hétérosidique en 2
Courbe : (sigmoïde donc allostérie)
La PFK1 est l’enzyme régulatrice de la glycolyse. L’ATP est un inhibiteur allostérique de la
PFK1.
Pour une forte concentration en ATP et une concentration fixe de F(2,6)P2, la PFK1 a une
plus grande affinité pour son substrat.
F(2,6)P2 est l’activateur allostérique le plus puissant de la PFK1 et il est par déduction
inhibiteur de la FBPase1.
Schéma 1 p14 : Intervention des substrats.
Si les 2 enzymes PFK2 et FBPase2 étaient activées en même temps, le cycle serait futile.
Les deux activités PFK2/FBPase2 sont assurées par deux domaines de la même protéine, mais
quand une activité est stimulée, l’autre est éteinte. F(6)P stimule l’activité PFK2 au détriment
de l’activité FBPase2.
-2-
En période postprandiale :
 Glucose   F(6)P  Stimulation de la PFK2 et inhibition de la FBPase 2

 F(2,6)P2

Stimulation de PFK1 et inhibition de FBPase1


glycolyse
 néoglucogénèse
Schéma 2 p14 : Intervention des hormones.
Quand l’AMPc augmente, la PKA phosphoryle la protéine aux 2 activités PFK2/FBPase2 et
l’activité FBPase2 est stimulée au détriment de l’activité PFK2.
F(2,6)P2 diminue ce qui stimule la néoglucogénèse et inhibe la glycolyse.
Schéma 3 p14 :
En hypoglycémie, le glucagon et les catécholamines sont sécrétées. Le récepteur de ces
hormones les fixe et il y a stimulation de l’adénylcyclase. On a stimulation de la
néoglucogénèse par l’AMPc et inhibition de la glycolyse.
En période post prandiale où il y a sécrétion d’insuline, le récepteur hépatique de l’insuline
avec activité tyrosine kinase stimule la cascade qui conduit à la formation de PDE
(phosphodiestérase) qui transforme AMPc en AMP (non actif).
Insuline   AMPc par PDE  glycolyse et  néoglucogénèse
L’insuline en condition post prandial s’oppose aux effets du glucagon.
Application : Lors d’un diabète de type 2, il s’installe une insulino-résistance : la cellule
hépatique répond mal à l’insuline. La production de glucose est continue.
On a vu une régulation allostérique et par phosphorylation, il ne manque plus qu’une
régulation de l’expression génique.
2) Régulation de l’expression de gènes : exemple de la PEPCK.
Le glucagon se lie à un récepteur membranaire à 7 segments transmembranaire. La protéine G
sert d’intermédiaire entre le récepteur et l’adénylcyclase. Il y a stimulation de l’adénylcyclase
qui convertit l’ATP en AMPc qui active la protéine kinase A qui est un tétramère avec 2 sous
unités C (catalytique) et 2 sous unités R (régulatrice). Les sous unités se dissocient en
présence d’AMPc et les C sont transloqués dans le noyau où elle phosphoryle CREB en
CREB-P. Ce dernier active la transcription de la PEPCK.
L’insuline inhibe l’expression de PEPCK par l’intermédiaire de PDE.
VII ) Le métabolisme du glycogène :
1)Vue synthétique du métabolisme du glycogéne dans le foie et dans le muscle.
Le glycogène est dans le cytoplasme.
Dans le muscle (égoïste) et le foie (altruiste), le métabolisme du glycogène est important.
-3-
Les enzymes clés pour :
-la glycogénolyse : la glycogène phosphorylase.
-la glycogénèse : la glycogène synthétase.
Question :
Dans le muscle en cours d’exercice :
Il y a glycogénolyse et glycolyse.
Dans le foie en cours d’exercice :
GLYCOGENE
 glycogénolyse
G1P

Glucose G6P
 néoglucogénèse
Glycérol, lactate, acides aminés
Au repos dans le muscle :
GLYCOGENE
UDP
glycogénosynthèse
G1PUDP-Glucose

Glucose  G6P
Au repos dans le foie (en période postprandiale) :
GLYCOGENE
UDP
 glycogénosynthèse
G1P  UDP-Glucose

Glucose G6P NADPH (cycle des pentoses)

PU
 AG  TG

lipogénèse
Acétyl-CoA
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