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2016-2017 Voie des pentoses phosphate
Biochimie
– UE VII : Sciences biologiques –
Voie des pentoses phopshate
Annexe sur Moodle
Semaine : n°4 (du 26/09/16 au
30/09/09)
Date : 30/09/2016
Heure : de 9h00 à
10h00 Professeur : Pr. Tailleux
Binôme : n°65 Correcteur : 70
Remarques du professeur
•Il faut connaître les voies métaboliques réaction par réaction
•Il faut être capable de reconnaître une voie métabolique dans son ensemble
•Il faut connaître les caractéristiques de certains enzymes importante : la glucokinase , l'Hexokinase , la
PFK1 , la G6PDH … dans quelle type cellulaire ils agissent où ils agissent ...
PLAN DU COURS
I) Géneralités
II) Voie des pentoses phosphate : 2 Phases distinctes
A) Phase oxydative : Synthèse de NADPH
B) Phase non oxydative : Interconversion d'oses
III) Régulation de la voie des pentoses phosphate
A) Disponibilité en substrat
B) Besoin de la Cellule
IV) Importance du NADPH
A) Le glutathion
B) Role de la G6PDH ds la protection contre les ROS
C) Role dans les Globules Rouge
V) Deficit en G6PDH
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I) Généralités
On s’intéresse a la production de NADPH qui est diffèrent du NADH
Il y a une différence de structure entre le NADH et le NADP , dans le NADP le groupement hydrogène (OH) est
remplacé par un groupement phosphate
Le NADPH est ce que l’on appelle l’unité de pouvoir réducteur, c’est une molécule comme le NAD et le NADH
Le NADP va fonctionner avec le NADPH + H2 , molécule qui existe a l’état oxydé et réduit , cette
oxydoréduction est couplé a des réactions de biosynthèse
Le NADPH sert comme donneur de pouvoir réducteur dans les biosynthèses réductrices (voie réductrice qui
ont besoin de pouvoir réducteur)
Exemple : synthèse d’AG , du cholestérol , des hormones sexuelle , surrénale stéroïde …
Il va servir aussi au phénomène de détoxification , ils sont impliqués dans le foie dans le système de
détoxification du cytochrome P450 (élimination des molécules exogènes : polluants , toxiques , médicaments … )
Le NADPH va être important pour la réduction du glutathion
Du fait de l’importance du NADPH dans ces biosynthèses réductrice et de leur localisation tissulaire , la voie de
production du NADPH (qui est ubiquitaire) va être particulièrement active où on a besoin de NADPH : dans le
foie, les glandes surrénales, les glandes sexuelles, dans la glande mammaire, les tissus adipeux et très
importante dans le globule rouge.
Dans les cellules qui ont des mitochondries , il y a une synthèse de NADPH autre que par la voie des pentoses
phosphate, notamment dans le métabolisme des acides gras
Dans le globule rouge, la voie des pentoses est l’unique voie de production de NADPH
La voie des pentoses produit aussi des riboses qui rentrent dans la constitution des acides nucléique, il rentre aussi
dans la production de cofacteurs (comme le NAD , le NADP , le CoA …)
La Voie des pentoses se fait exclusivement dans le cytosol
II) Voie des pentoses phosphate : 2 phases distinctes
Les 2 phases n’ont pas forcement lieu en même temps, on peut avoir l’une ou l’autre
A) Phase oxydative : Synthèse de NADPH
Dans la phase oxydative, on a la synthèse de NADPH
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Le substrat de départ c’est le G6P et celui-ci est transformé en 6 PhosphoGluconolactone par la G6PDH :
Glucose6P-Deshydrogenase
Dans cette réaction on a une perte de 2 Hydrogènes pris en charge par le NAD+ pour donner du NADPH + H+ ; il
y a donc production de la 1ère molécule de NADPH
Ensuite on a une ouverture du cycle par une Lactonase avec intervention d’une molécule d’eau pour former du 6-
P-Gluconate et ensuite il va y avoir décarboxylation : on passe d’une molécule a 6C a une molécule a 5 C grâce
à la 6-P-Gluconate-Deshydrogenase
Là il y a production de la 2ème molécule de NADPH et production du ribulose 5 phosphate (possède un
groupement CH2OH-CO caractéristique des cétoses) qui est l’équivalent en cétose de la molécule du ribose (avec
le OH qui se trouve a droite naturellement )
Bilan : GLC-6P + 2NADP+ + H2O → RU5P + 2 NADPH + 2H+ + CO2
Cette réaction est une réaction irréversible (donc 1ere phase irréversible)
Ensuite ce ribulose 5 Phosphate va subir l’action d’une isomérase et épimèrase
Le ribulose 5 P va pouvoir être d’abord isomérisé pour donner du ribose 5 P et le ribulose-5P peut aussi subir
l’action d’une épimèrase. Une épimérisation (changement d’orientation d’un OH porté par un carbone
asymétrique , le carbone 3 ici) qui donne du xylulose-5-P
La régulation de cette phase oxydative se fait essentiellement sur le G6PDH de manière allostérique par le
NADP+ ( Donc régulation classique par son substrat)
B) Phase non oxydative : Interconversion d'oses
Elle est pas systématique : c’est la phase d’inter-conversion des oses.
2 enzymes essentielles vont agir dans cette phase : une transcétolase et une transaldolase
La transcétolase transfère une unité a 2C (un groupe a 2C) et elle a la particularité de travailler avec un
cofacteur TPP (ThiaminePyroPhosphate qui sert dans la pyruvate déshydrogénase)
La transaldolase transfère 3C
On aura toujours transfère de 2C ou 3C dans cette inter-conversion entre un cétose et un aldose
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Le Cétose est toujours donneur (Cétose cède) et l’Aldose est toujours l’accepteur (Aldose accepte)
•Sous l’action conjointe des 2 enzymes (Transcétolase et Transaldolase) on a un ose en C5 qui va réagir
avec un autre ose en C5 (un aldose réagi toujours avec une cétose) , on a transfert de 2 unités Carbones
qui conduit à la formation d’un Ose en C3 et C7 (l’un sera cétose et l’autre sera aldose)
•Ensuite ces 2 même C3 et C7 vont subir l’action de la transaldolase ( Transfère d’unité de 3C) qui
conduit a la formation d’un autre aldose et cétose en C4 et C6
•Enfin l'ose C4 formé par l’étape précédente va réagir avec un ose C5 et cela conduit à la formation d’un
ose en C3 et en C6
Au final on a 3 molécules d’oses en C5 qui vont donner 2 molécules en C6 et 1 molécule en C3
Ce sont 3 Ribulose5P qui vont conduire a la formation de C6 , fructose-6-P et du glycéraldéhyde 3P
Comment ce font ces échanges ?
On part du xylulose-5-P qui va réagir avec un ribose 5 phosphate.
•1er réaction catalysée par la transcetolase transfère une unité à 2 carbone (le donneur est le xylulose) sur
l’aldose.
Cela conduit a la formation REVERSIBLE d’un ose a 3C qui est le Glycéraldéhyde 3 P puis va se
former un ose qui aura 7 atomes de C = Sedoheptulose
•Dans la 2ème étape : Le glycéraldéhyde 3 P en C3 va réagir avec le sedoheptulose en C7 et ils vont
subir l’action de la trans-amidolase (transfère un groupement a 3 C) et c’est le cétose qui donne.
Il va y avoir transfère de ce bloc de 3 C depuis le cétose vers l’aldose
Il va rester un ose a 4C qui est l’érythrose-4-P et un ose a 6C qui va être un cétose et qui est le fructose-6-
P
•3ème étape : L’Eryhrose-4-P (C4) qui est un aldose qui va réagir avec un ose en C5 (un aldocetose) le
xylulose-5-P, ici c’est une Transcetolase qui agit (transfère d’une unité a 2C du cétose vers l’aldose)
Il reste une molécule a 3C ( le Glycéraldéhyde 3P ) et il y a formation d’une molécule a 6C qui est un
cétose = un fructose 6P
On voit qu’il y a des intermédiaires de la glycolyse qui apparaissent donc les 2 voies se rejoignent et
inversement des intermédiaires de la glycolyse peuvent venir alimenter la voie des pentoses
TOUTES LES REACTIONS REVERSIBLES++++
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2016-2017 Voie des pentoses phosphate
III) Régulation de la voie des Pentoses Phosphate
A) Disponibilité en substrat
La Régulation dépend de la disponibilité en substrat ( Régulation classique ) : ici le Glucose-6P , il vient de la
phosphorylation du glucose par l’hexokinase et la glucokinase
B) Besoin de la Cellule
Cette voie dépend aussi essentiellement des besoins de la cellule en NADPH et en ribose
La cellule n’a pas forcément besoin des 2 a la fois : besoin de NADPH quand elle doit faire des synthèses
réductrice (cholestérol , hormones …) et besoin de ribose quand elle est en division (besoin d’acide nucléique)
Si elle a besoin des 2 en même temps : la phase 1 va avoir lieu mais pas la phase 2
Si la cellule a besoin de NADPH mais pas de ribose , dans ce cas la phase 1 va avoir lieu et la phase 2 aussi et
cette transformation du ribose va donner des molécules qui vont rejoindre la voie de la glycolyse
Si la cellule a besoin de ribose mais pas ou peu de NADPH , on aura essentiellement la phase 2 a partir de
fructose-6-P , de Glycéraldéhyde-3-P il va y avoir des inter-conversion d’oses pour remonter la phase 2
A partir de ces intermédiaires commun avec la glycolyse il va y avoir production de ribose par des réactions de la
phase 2 et pas de NADPH car les réactions sont réversibles
IV) Importance du NADPH
A) Le glutathion
Le NADPH dans la Cellule sert aussi au glutathion
Le Glutathion : c’est un tripeptide ( peptide de 3 AA ) il présente une particularité, il est pas synthétisé par le
système classique (gène , ADN, ARNm et protéine ), il est directement produit ds le cytosol par assemblage des
AA par des transpeptidases
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