28 09 15 9h00 10h00 tailleux

2015-2016 Métabolisme des glucides
Biochimie
UE 7 : Sciences biologiques
Voie des pentoses phosphate
Semaine : n°4 (du 28/09/15 au
02/10/15)
Date : 28/09/2015
Heure : de 9h00 à
10h00 Professeur : Pr. TAILLEUX
Binôme : n° 61 Correcteur : 63
Remarques du professeur
•Diapos disponibles sur Moodle .
•Bien connaître les voies métaboliques réaction par réaction .
•Connaître également dans son ensemble le métabolisme et les interconnexion dans les différents voies
métabolique et enfin les interconnections des voies métaboliques dans les différents organes.
•Prochain cour intégration du métabolisme dans le contexte physiopathologie .
PLAN DU COURS
I) Voie des pentoses phosphate
A) Structure du NADPH
B) Rôle de la voie des pentoses et localisation
C) Déroulement en 2 phases
1) Oxydative , synthèse de NADPH
B
BILAN ILAN DE DE CETTE CETTE PREMIÈRE PREMIÈRE PHASE PHASE
L
LE E RIBULOSE RIBULOSE 5P 5P
R
RÉGULATION ÉGULATION
2) Phase non oxydative , d'interconversion des oses
D
DEUX EUX ENZYMES ENZYMES CLÉS CLÉS
I
INTERCONVERSION NTERCONVERSION
D) Régulation de la voie des pentoses phosphate
E) Globules rouges et glutathion
1) Rappel sur le glutathion et sa structure
2) Formes du glutathion
F) Déficit en G6PDH
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I) Voie des pentoses phosphate
Il s'agit de la dernière grande voie métabolique qui est la voie des pentoses phosphate .
Elle est en marge du métabolisme énergétique à proprement parler, c'est une voie qui est destinée à fournir de
l'énergie à la cellule et à l'organisme, elle n'est pas destinée à directement fournir de l'énergie mais il y a des
interconnexions importantes avec la voie de la glycolyse donc indirectement elle contribue à fournir de l'énergie .
A) Structure du NADPH
•La voie des pentoses à pour but de produire du NADPH
A titre indicatif voici la structure du NADPH :
Quand on parle du NADH ( nicotinamide adénine dinucléotide ) nous avons donc une molécule d'acide nicotinique
qui peut donc porter un groupement amide = nicotinamide .
Ici dans le NAD , NADH on a deux molécules de riboses et de l'adénine et un groupement OH sur le ribose alors
que dans le NADP l'hydrogène est remplacé par un groupement phosphate . Il y a donc une petite différence
dans la structure mais qui a un impacte très important sur la fonction de NADP.
B) Rôle de la voie des pentoses et localisation
•Production de NADPH = unité de pouvoir réducteur
Ils vont servir dans un certain nombre de biosynthèse qu'on appelle : les biosynthèses réductrices ( AG,
cholestérol, hormones en particulier des hormones stéroïdes , sexuelles ) .
Ce NADPH va avoir un rôle dans la détoxification par le foie notamment sur l'activité du CYT P450 .
Rôle fondamentale dans la réduction glutathion.
Voie des pentoses phosphate particulièrement active dans :
–le foie ( détoxification : P450 , la synthèse des AG , du cholestérol )
–elle va être particulièrement active dans les glandes surrénales et sexuelles ( importance du NADPH dans
la synthèse des hormones surrénaliennes et sexuelles ) ,
–elle va être très importante dans le tissu adipeux,
–et dans les globules rouges , la voie des pentoses est fondamentale notamment via le glutathion.
•Production de pentoses ( en particulier des riboses ), le ribose qui est un constituant fondamental des
nucléotides ,et donc indirectement de l'ADN et ARN .
La voie des pentoses est ubiquitaire mais se déroule de manière plus importante dans certains organes ,
•Elle se situe exclusivement dans le cytosol, il n'y a pas de réactions dans les mitochondries !!! ( comme
elle est active dans le GR c'est évident qu'elle ne se produit pas dans la mitochondrie ) .
C) Déroulement en 2 phases
1) Oxydative , synthèse de NADPH
C'est une voie qui est irréversible .
Cette première phase se déroule en 3 réactions :
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–Elle commence par du G6P (qui provient du glucose catalysé par l'hexokinase et la glucokinase encore
une fois la transformation du glucose en G6P est commune à plusieurs voies : glycolyse , glycogénèse et la
voie des pentoses ) . Ce G6P représenté sous forme cyclique et oxydé en 6-Phosphoglucono-δ-lactone et
cette oxydation s'accompagne de la réduction du NADP+ en NADPH + H+ ( première molécule de
NADPH formée ) . Cette réaction est catalysée par G6PDH .
–Ensuite deuxième étapes : ouverture du cycle par une lactonase qui conduit a la formation de 6-
phosphogluconate .
–Troisième étape : c'est la transformation de ce 6-phosphogluconate en ribulose 5-P par l'action de la
6PgluonateDHase donc on a une décarboxylation (départ d'un CO2 ) on passe d'une molécule à 6 atomes
de carbones à une molécule à 5 atomes de carbones. Cette déshydrogénation est couplé à la formation de
la deuxième molécule de NADPH .
Dans cette phase oxydative, on a une synthèse de deux molécules de NADPH et une décarboxylation . Important
cette phase est IRRÉVERSIBLE
BILAN BILAN DE DE CETTE CETTE PREMIÈRE PREMIÈRE PHASE PHASE : :
Glc6P + 2 NADP+ + H2O => Ru5P + 2 NADPH + 2H+ + CO2
LE
LE RIBULOSE RIBULOSE 5P 5P
Le ribulose 5P, ose à 5 carbones, fait parti de la famille des cétoses :
–isomérisation en ribose 5P ( équivalent aldose du ribulose 5P ) grâce à une isomérase
–épimérisation en Xylulose 5P grâce à une épimèrase , c'est un cétose et qui va donc être épimère du
ribulose 5P , se différencie seulement par la configuration d'un OH, donc le xylulose 5P est épimère en C3
du ribulose 5P
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RÉGULATION
RÉGULATION : :
•La régulation de la phase oxydative se fait essentiellement sur le glucose 6P déshydrogénase , la encore
c'est la première réaction de la voie , c'est le point de contrôle de la régulation .
•C'est une régulation allostérique par NADP+ qui active la G6PDH .
On a beaucoup de NADP+ quand la cellule n'a pas beaucoup de NADPH et elle va activé la phase irréversible .
2) Phase non oxydative, interconversion des oses
Le ribulose va pouvoir entré dans une phase d'interconversion des oses
DEUX
DEUX ENZYMES ENZYMES CLÉS CLÉS : :
- La transcétolase transfert une unité a deux carbones, elle travaille avec un co-facteur, la TPP ( thiamine
pyrophosphate ) .
- La transaldose transfert des unités à 3 carbones .
C'est toujours un cétose qui est donneur d'unités de carbones à 2 ou 3 carbones.
C'est toujours un aldose qui est accepteur de ces groupements .
INTERCONVERSIONS
INTERCONVERSIONS : :
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Quels sont ces oses ?
Les 3 oses en C5 sont des ribulose 5P qui vont être interconvertis en 2 fructose 6P et 1 glycéraldéhyde 3P . Ces
oses sont des intermédiaires de la glycolyse et c'est là que se fait la connexion entre la deuxième phase de la voie
des pentoses et la glycolyse, c'est à dire que ces intermédiaires générés pourront éventuellement rejoindre la voie
de la glycolyse .
On va voir sur un plan moléculaire à quoi correspondent chacune de ces étapes :
On a le xylulose 5P c'est un cétose il réagit avec un autre ose en C5 qui va être le ribose 5P , la première
étape est catalysé par la transcétolase on va donc avoir un transfert d'unités à deux carbones et c'est le
cétose qui est le donneur , transfert une unité à 2 carbones sur l'aldose qui est l'accepteur et comme c'est
une transcétolase c'est un groupe à 2 carbones
On arrive a la formation d'un ose en C3 c'est le glycéraldhéyde 3P plus un ose qui à 7 carbones et qui va
être un sédoheptulose 7P ( assez rare ) .
•Deuxième étape : le C3 réagit avec le C7 qui vont subir l'action d'une transaldolase , transfert unité à 3
carbones du cétose à aldose . Cela va conduire a la formation d'un ose en C4 qui va être un cétose c'est
l'érythrose 4P et le cétose, qui va se libérer, aura 6 atomes de carbones, c'est le fructose 6P .
•Dernière étape : le C4 erythrose 4P va réagir avec un ose en C5 qui va être un cétose c'est le xylulose
5P, la encore c'est la transcétolase qui catalyse , elle va transférer une unité à 2 carbones du cétose sur
l'aldose et il va rester une molécule en C3 qui est le glyceraldéhyde 3P et une deuxième molécule de
fructose 6P à 6 C.
On voit que le ribose qui est généré par la première phase, la phase oxydative peut être complètement transformé
en ose et en particulier en un intermédiaire de la glycolyse.
Attention toutes les flèches sont réversibles ( à double sens ) , on peut à partir du fructose 6P, du glycéraldhéyde
3P remonter à la formation du ribulose , xylulose , ribose , etc …
D) Régulation de la voie des pentoses phosphate
Régulation dépend de :
•La disponibilité en substrat G6P .
•Les besoins de la cellule en NADPH d'une part et en ribose d'autre part, la cellule n'a pas nécessairement
besoin de ces deux molécules simultanément ( elle peut avoir besoin de NADPH et pas de ribose , de
ribose et pas de NADPH ou de NADPH et de ribose ) .
Une phase va être favorisée par rapport à une autre , si :
–Besoin à la fois de NADPH et de ribose , une cellule se divise de manière active , elle aura besoin de
dupliquer son ADN et donc elle aura besoin de nucléotides et donc de riboses et cette cellule fait des
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