CAHIER D`EXERCICES de BIOCHIMIE 5. Métabolisme

http://www.chusa.upmc.fr/disc/bio_cell
PCEM1
CAHIER D'EXERCICES
de BIOCHIMIE
2009-2010
EDITE PAR LE DEPARTEMENT DE BIOLOGIE
5. Métabolisme
Glucido-Lipidique

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Métabolisme glucido-lipidique / 2
Faculté de Médecine Pierre & Marie Curie
CAHIER D’EXERCICES POUR PCEM1
BIOCHIMIE
V. METABOLISME
GLUCIDO-LIPIDIQUE
SOMMAIRE
Page
1. Métabolisme du glycogène …………………………. 3
2. Néoglucogenèse, Voie des Pentoses ...….……. 4
3. Métabolisme des lipides ...……………….…........... 6
4. Régulations du métabolisme des glucides
et des lipides en physiopathologie ...…..…...... 9
5. QCM ......……....…...….…………………….......….......… 15
6. Annales …....…...…..………………….....…...…......... 19
Schéma de couverture :
Régulation par cascade de phosphorylation de la glycogénolyse
(d’après « The cell : a molecular approach, G.M.Cooper »)

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Métabolisme glucido-lipidique / 3
Faculté de Médecine Pierre & Marie Curie
1. METABOLISME DU GLYCOGENE
1.1 Le glucose présent dans la lumière intestinale après un repas va être en grande partie
stocké dans les cellules hépatiques et musculaires (sous forme de glycogène).
a. Indiquer les protéines membranaires que vous connaissez qui sont directement mises en
jeu dans le transport du glucose en précisant pour chacune d’elle sa localisation tissulaire
et éventuellement cellulaire et les caractéristiques du transport.
b. L’élévation de la glycémie résultant de cette absorption digestive de glucose va favoriser
indirectement son stockage sous forme de glycogène :
• indiquez par quels mécanismes
1.2 a. Ecrire la réaction qui conduit à la formation de glucose phosphorylé sans intervention d’ATP.
b. Un échantillon de glycogène d’un patient atteint d’une maladie hépatique est incubé avec
de l’acide phosphorique, de la glycogène phosphorylase, de la transférase, et de l’α1-6
glucosidase. Le rapport moles de glucose-1-phosphate sur moles de glucose formés dans ce
mélange est de 100.
Quel est le déficit enzymatique chez ce patient ?
1.3 Vous vous intéressez à un patient présentant une déficience congénitale en glycogène
phosphorylase musculaire; expliquez ce que vous trouverez lorsque vous effectuerez les
analyses suivantes; en comparaison avec un sujet normal.
a. concentration de glucose sanguin à jeun ;
b. structure et quantité du glycogène hépatique ;
c. structure et quantité du glycogène musculaire ;
d. concentration de lactate sanguin après un exercice musculaire intense ;
e. concentration de glucose sanguin après l’administration de glucagon.
1.4 a. Décrire les étapes enzymatiques de la dégradation d’une unité glucose engagée dans une
liaison α 1-4 du glycogène en acide lactique ;
b. Quel est le bilan énergétique de cette dégradation ?
c. Mêmes questions pour une unité glucose liée en α 1-6.
1.5 Un patient présente une fatigue musculaire lors
d’exercices intenses. L’activité de la glycogène-
phosphorylase en réponse aux ions calcium est
mesurée dans un extrait cellulaire de muscle et
les résultats figurent ci-contre :
Expliquez brièvement au vu de ces résultats
les signes cliniques observés chez ce patient.

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2. NEOGLUCOGENESE
2.1 a. Dans la néoglucogenèse, lorsqu’on passe du pyruvate au glucose, quatre enzymes sont
requis pour contourner les étapes irréversibles de la glycolyse : vous les citerez et écrirez les
réactions catalysées.
b. Quels sont les substrats de la néoglucogenèse ?
2.2 Régulation de la Glycolyse et de la Néoglucogenèse.
La concentration de fructose-6P est régulée principalement par l’action de la
phosphofructokinase-1 (PFK-1) et de la fructose 1,6 bisphosphatase (FBPase), par les
réactions suivantes :
Fructose-6P + ATP Fructose-1,6 bisphosphate + ADP
Fructose-1,6 bisphosphate + H2O Fructose-6P + Pi
L’effet du Fructose 2,6 bisphosphate est testée sur l’activité de ces deux enzymes :
a. Interpréter les résultats obtenus. Que pouvez-vous en conclure ?
b. Quelles sont les autres constituants moléculaires pouvant intervenir dans la régulation
de l’activité de ces 2 enzymes ?
c. Quel enzyme régule la synthèse du Fructose 2,6 bisphosphate? Quelle est sa régulation
dans le foie ?
d.Indiquer la signification métabolique de chacun des ligands allostériques de la
PhosphoFructoKinase 1.

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4
3
2
1
2.3 La voie des pentoses phosphates
a. Compléter les case vides avec les noms des métabolites.
b. Donner le nom de l’enzyme qui catalyse la 1ère réaction.
c. Dans quelle voie métabolique peuvent entrer les composés 5 et 6 ?
d. Deux autres composés formés dans la voie des pentoses phosphates sont impliqués dans
d’autres voies métaboliques.
Quels sont ces composés et dans quelles voies interviennent-ils ?
e. Quel est l’enzyme-clé de la voie des pentoses phosphates et comment est-il régulé ?
2.4 Variation du lactate sanguin lors d’un exercice intense.
Les concentrations de lactate dans le plasma
sanguin avant, pendant, et après un sprint de 400 m
sont représentées sur le graphe ci-contre :
a. Pourquoi existe-t-il une augmentation rapide de la
concentration de lactate dans le sang ? Quelle
est son origine ?
b. Quelle est la cause de la chute de la
concentration de lactate après la fin de la course
? Que devient-il ?
c. Pourquoi la concentration de lactate sanguin n’est-
elle pas nulle en dehors des périodes d’exercice
musculaire intense ?
Lactate (mM)
CH2OH
CH2OP
C = O
CHO
CH2OP
COO
CH2OP
-
CHO
CH2OP
COO
CH2OP
C = O
-
6-phosphogluconate
CH2OH
CH2OP
C = O
CH2OP
CHO
+
…
21 3
6 5 4
6P-gluconate
déshydrogénase
CH2OH
CH2OP
C = O
CH2OH
CH2OP CH2OPP
C = O
CHO
CH2OP
CHO
CH2OP CH2OPP
COO
CH2OP
-
COO
CH2OP
COO
CH2OP CH2OPP
-
CHO
CH2OP
CHO
CH2OP CH2OPP
COO
CH2OP
C = O
-
COO
CH2OP
C = O
-
COO
CH2OP
C = O
COO
CH2OP CH2OPP
C = O
-
6-phosphogluconate
CH2OH
CH2OP
C = O
CH2OH
CH2OP CH2OPP
C = O
CH2OP
CHO
CH2OP CH2OPP
CHO
+
…
21 3
6 5 4
6P-gluconate
déshydrogénase
6P-gluconate
déshydrogénase
H2O