– UE 7: Sciences Biologiques

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Semaine : n°4 (du 26/09/16
au 30/09/16)
Date : 29/09/2016
Heure : de 8h à 9h Professeur : Pr. Muhr-Tailleux
Binôme : n°64 Correcteur : n°69
PLAN DU COURS
I) La néoglucogenèse
A) Le but de la néoglucogenèse
B) Localisation de la néoglucogenèse
C) Les précurseurs du glucose dans la néoglucogenèse
D) Réactions de la néoglucogenèse
1) Transformation du pyruvate en phosphoenolpyruvate
2) Transformation de la Fru 1,6BP en Fru6P
3) Phosphorylation du Glucose6P en Glucose
4) Bilan
II) Régulation de la néoglucogenèse
A) Régulation allostérique
B) Régulation hormonale
C) «Cycle futile»
– UE 7: Sciences Biologiques
Néoglucogenèse

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I) La néoglucogenèse
Lorsque l'organisme n'a plus de glucose : néoglucogenèse = production de glucose à partir d'éléments non
glucidiques.
A) But de la néoglucogenèse
Le but est de produire du glucose indispensable :
• En cas de jeune : aux tissus gluco-dépendants (cerveau 120g/J et globule rouge)
• En cas d'activité́ intense du muscle (glycolyse anaérobie)
B) Localisation de la néoglucogenèse
La néoglucogenèse est exclusivement par le foie mais aussi par le rein en cas de jeûne.
• En cas de jeun : Foie (90%) et Rein (10%)
• En cas de muscle en activité : Exclusivement par le foie
Attention !! La néoglucogenèse n'a jamais lieu dans le muscle. La néoglucogenèse a lieu dans le foie et c'est
le glucose qui va être apporté aux muscles.
C) Les précurseurs du glucose dans la néoglucogenèse
On a différents précurseurs qui sont sollicités différemment selon le contexte métabolique.
• Pyruvate produit par la glycolyse
• Lactate (50%) : donne du pyruvate qui donne du glucose.
• Glycérol : il vient des adipocytes (TA) et de la lipolyse des triglycérides en cas de jeune où ils génèrent des
glycérols venant au foie pour rejoindre la voie de la néoglucogenèse
• AGF (AA glucoformateurs) : Alanine donne du Pyruvate par transamination / A. aspartique donne de
l'oxaloacétate qui est un intermédiaire de la néoglucogenèse / A. glutamique par réaction de transamination
donner l'alpha cétoglutarate qui est un intermédiaire du cycle de Krebs et qui peut en donnant
l'oxaloacétate rejoindre la néoglucogenèse.
• Les AA proviennent essentiellement des protéines musculaires et sont utilisés surtout en cas de jeûne
prolongé.

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D) Réaction de la néoglucogenèse
Si on part de la transformation de pyruvate en glucose, les réactions réversibles sont communes à la glycolyse
mais les 3 réactions irréversibles de la glycolyse doivent être remplacés par 3 réactions différentes :
• La transformation du glucose en glucose 6 phosphate par l'hexokinase et la glucokinase
• La réaction catalysée par la PFK1
• La dernière catalysée par la pyruvate kinase
A partir de 2 pyruvates on remonte jusqu'au glucose et la 1ere réaction de la néoglucogenèse.
La transformation du pyruvate en PEP, phosphoénolpyruvate qui est une réaction qui ne peut pas se faire
directement, il va falloir 2 enzymes : la pyruvate carboxylase et la phosphoenolpyruvate carboxykinase
(PEPCK).
Ensuite à partir du PEP, on a une réaction réversible de la glycolyse jusqu'au Fructose-1,6-biphosphate. A ce
moment on a une réaction irréversible de déphosphorylation par une nouvelle enzyme : la Fructose 1,6
biphosphatase. Puis enfin en dernier la déphosphorylation du glucose par la glucose 6 phosphatase (présente quasi
exclusivement dans le foie).
→ Le lactate va donner du pyruvate, les AA (Alanine) vont aussi donner du pyruvate par transamination. Quand on
parle de néoglucogenèse à partir du pyruvate, on remonte toute la voie, chacune des étapes.
→ L'acide glutamique + acide aspartique vont donner de l'oxaloacétate et rejoindre la voie.
→ Le glycérol rejoint la voie de la néoglucogenèse à partir du dihydroxyacétone phosphate. Avec le glycérol, la
voie va être plus courte et plus rapide.
1) Transformation du pyruvate en phosphoenolpyruvate

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1ere étape, transformation du Pyruvate en PEP.
Le problème de la compartimentation est toujours très important : quels sont les enzymes présents dans le
cytoplasme, quels sont les enzymes présents dans la mitochondrie ?
Un des enzymes qui permet la transformation du pyruvate en PEP n’est pas dans le cytosol mais dans la matrice.
→ Donc il va falloir des étapes de transports.
• Le pyruvate dans le cytoplasme doit passer dans la matrice mitochondriale grâce à un transporteur.
• Ensuite il est transformé en oxaloacétate (OAA) par la pyruvate carboxylase (présente uniquement dans
la matrice). Cette carboxylation se fait avec consommation d'une molécule d'ATP, hydrolysée en ADP.
• L'oxaloacétate n'a pas de transporteur et va donc être transformé en malate par la malate déshydrogénase.
Cette transformation consomme une molécule de NADH. C'est une réduction couplée à la réaction
d'oxydation de NADH en NAD+.
• Le malate possède un transporteur et peut repasser dans l'espace intermembranaire et à ce niveau il
redonne de l'OAA grâce à la malate DHase (isoforme cytosolique). Du NAD+ est transformé́ en NADH
donc on ne perd rien du point de vue des co facteurs réduit.
• Le malate redonne de l’oxaloacétate, ensuite l’oxaloacétate va subir l’intervention de la PEPCK
(phosphoenolpyruvatecarboxykinase ) qui transforme l’oxaloactétate en phosphoenolpyruvate. Cette étape
nécessite l’hydrolyse d’une molécule de GTP en GDP sans phosphorylation mais c’est l’énergie libéré par
la glycolyse qui va servir à catalyser la transformation de l’oxaloacétate en PEP.
→ A cause d’un problème de compartimentation pour transformer du pyruvate en phosphoenolpyruvate, il va
falloir mettre en route toute cette voie.
Il va falloir l’intervention de 4 enzymes (pyruvate caboxylase, malate déshydrogénase mitochondrial/cytosolique,
malate déshydrogénase cytoplasmique, PEPCK). Il va falloir l’intervention de 2 transporteurs et il va falloir
consommer de l’énergie, 2 équivalents d’ATP.
C’est ce qu’on appelle la navette malate.
L’oxaloacétate peut aussi passer de l’autre côté par l’intermédiaire de l’acide aspartique,car il y a un transporteur
pour l’acide aspartique, qui peut par transamination redonner de l’oxaloacétate.
2) Transformation de la Fru 1,6BP en Fru6P
Fru1,6BP + H2O → FRU6P + Pi
C'est la 2e réaction spécifique, c'est une déphosphorylation qui ne consomme pas d'énergie, catalysée par la
Fru1,6biphosphatase avec intervention d'une molécule d'eau.
3) Dephosphorylation du Glucose6P en Glucose

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G6P + H2O → GLC + Pi
Ce fructose 6 phosphate va être isomérisé en glucose 6 phosphate, voie commune à la glycolyse. Et ensuite
transformation de Glucose 6 phosphate en glucose, on à l'intervention de la G6 phosphatase, c’est une enzyme clef
dans l’hépatocyte et elle va déphosphoriler le glucose.
Cette enzyme n’est pas dans la matrice, elle est dans la membrane du réticulum endoplasmique. Donc il
faut le transporter où est l'enzyme.
→ Pour simplement déphoshoriler une molécule de glucose il faut un mécanisme relativement complexe.
Le G6P traverse la membrane vers le côté luminal grâce à T1, vers le co
̂té luminal. Une fois que le substrat et
l'enzyme seront dans le même compartiment, on aura déphosphorylation et libération du phosphate et du glucose.
Le glucose et le phosphate vont devoir emprunter un transporteur pour retourner du coté cytosolique. Il s'agit :
– Du transporteur T2 pour le phosphate
– Du transporteur T3 pour le glucose.
Pour que l'ensemble soit stabilisé on a une protéine, la protéine SP qui vient pour physiquement assurer la
cohérence du systeme et assurer proximité de T1 avec le glucose 6 phosphate.
Une simple déphosphorylation qui va nécessiter l’intervention de 3 transporteurs, l’intervention de l’enzyme et de
cette molécule qui stabilise l’ensemble dans la lumière du réticulum.
La néoglucogenèse a une grande partie qui se passe dans le cytosol, elle a une étape dans la matrice mitochondriale
et une étape dans la membrane du réticulum endoplasmique.
Le glucose qui va être libéré dans la circulation sanguine va sortir de la cellule grâce au GLUT.
4) Bilan
2 pyruvates + 2 NADH + 2H+ + 2 GTP + 4 ATP → glucose + 2 NAD+ + 2 GDP + 4 ADP
C'est une voie métabolique qui consomme de l'ATP et a besoin de pouvoir réducteur sous forme de NADH. Ils sont
nécessaires à la cellule pour que la néoglucogenèse soit réalisée. Ils viennent de l'oxydation des AG (dans
l'hépatocyte). Le glucose produit par l'hépatocyte va vers le muscle grâce à la circulation sanguine, c'est le cycle de
CORI.
Donc on dit qu’on ne fait pas de glucose à partir des AG directement mais la cellule en a besoin pour
produire du glucose.