Gluconéogenèse (ou néoglucogenèse)

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Gluconéogenèse (ou néoglucogenèse)
La gluconéogenèse est l’ensemble des réactions métaboliques qui portent à la synthèse du
glucose à partir de précurseurs non glucidiques.
Le glucose est essentiel pour plusieurs fonctions: donc si la source de carbone est
différente du glucose, il faut bien le synthétiser. Le cerveau, par exemple, n’utilise que du
glucose comme source d’énergie.
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La voie de la gluconéogenèse convertit le
pyruvate en glucose, mais ça n’est pas
l’inverse de la glycolyse. En effet,
seulement les réactions qui sont réversibles
chez la glycolyse sont maintenues chez la
gluconéogenèse, les autres sont substituées
par des cycles du substrat parfois très
complexes (en rouge)
Les principaux précurseurs non glucidiques
sont le lactate, les acides aminés et le glycérol.
Chez l’homme, la gluconéogenèse se produit
surtout dans le foie (et en petite quantité
dans les reins) et non pas dans les muscles et
le cerveau. En plus, l’acetyl-CoA, produit par
dégradation des acides gras, ne peut pas être
utilisé par la synthèse du glucose et donc les
acides gras ne peuvent pas être convertis en
glucose.

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Premier cycle du substrat: du pyruvate au phosphoénolpyruvate
Pyruvate Phospho
énolpyruvate
Oxaloacétate
Pyruvate
carboxylase
La réaction de la pyruvate kinase est irréversible et ne peut donc pas servir comme
départ de la gluconéogenèse. Cette réaction est substituée par deux autres dans
lesquelles il y a utilisation d’ATP et GTP. Cette injection d’énergie rends possible
le début de la gluconéogenèse dans la direction opposée à celle de la glycolyse.
Glycolyse
Phosphoénolpyruvate
Carboxykinase (PEPCK)
Gluconéogenèse
Pyruvate + ATP + GTP + H2O
o
Phosphoénolpyruvate + ADP + GDP + Pi+ 2 H+
'G°’= -31.4 kJ x mole -1
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La biotine (Vitamine B8 ou H) est un co-facteur de la réaction de
carboxylation
Chaîne latérale de Valerate Carboxybiotinyl-enzyme
Résidu de Lysine
Biotine
DNA
Biotine
Enzyme
Avidine Grâce à la forte affinité entre la protéine avidine et la biotine, cette
molécule est souvent utilisée pour expériences de marquage dans
la recherche

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L’oxaloacétate gagne un groupe phosphate et perd CO2pour former
le phosphoénolpyruvate.
Phospho
énolpyruvate
oxaloacétate
Phosphoénolpyruvate
carboxykinase
L’oxaloacétate peut être considéré comme un pyruvate « activé » et sa
décarboxylation fournit l’énergie pour la formation du phosphoénolpyruvate.
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Les réaction des kinases au début de la glycolyse sont substitués par des
phosphatases dans la gluconéogenèse afin de les rendre exergoniques vers la
direction de synthèse du glucose.
glucose
pyruvate
Glucose 6-
phosphatase
Fructose bisphosphatase
(FBPase)
Glucose 6-
phosphatase
Hexokinase
Pyruvate kinase
PEPCK
+
Pyruvate
carboxylase
Les chiffres indiquent le ' G réels des réactions (pas le ' G°’)
FBPase
PFK

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La gluconéogenèse implique le passage de métabolites entre les mitochondries et le
cytosol
L’Oxaloacétate est synthétisé dans le
mitochondrie, mais converti in
Phosphoénolpyruvate dans le cytosol.
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Localisation des réactions de la gluconéogenèse
La Glucose 6-phosphatase est un enzyme
lié à la membrane du réticulum
endoplasmique des cellules du foie et reins
(pas présent dans cerveau et muscles)
En plus, chez les êtres humains le foie métabolise la majeure partie du lactate produit par les muscles en
conditions d’anaérobiose (cycle de Cori):
glucose
lattatelattate
glucose
gluconéogenèse glycolyse
FOIE MUSCLE
SANG

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Stœchiométrie de la gluconéogenèse
2 Pyruvate + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 6 H2O
o
Glucose + 4 ADP +2 GDP + 6 Pi+ 2 NAD++ 2 H+
Inverse de la glycolyse
2 Pyruvate + 2 ATP + 2 NADH + 2 H2O o Glucose + 2 ADP + 2 Pi+ 2 NAD+
'G°’= - 37.7 kJ/mol
'G°’= + 74 kJ/mol
4 liaison supplémentaires riche en énergie du ATP (et GTP) sont nécessaires pour invertir la réaction
de la glycolyse
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Catabolisme ou anabolisme? Comment déterminer le verso de la voie de
dégradation/synthèse du glucose.
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