Questions and Answers
Quelle enzyme est responsable de la conversion du glucose en glucose-6-phosphate ?
Quel produit est formé à partir de l'étape finale de la glycolyse ?
Quel mécanisme régule PFK-1 en réponse à une faible énergie cellulaire ?
Combien d'ATP nets sont produits par la glycolyse anaérobie par molécule de glucose ?
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Quel est le rôle de la phosphorylase dans la glycolyse ?
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Quel produit est généré lors de l'étape de la glycolyse qui convertit le G3P en 1,3-bisphosphoglycérate ?
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Quel est l'effet de la phosphorylation sur la pyruvate kinase?
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Dans quel type de glycolyse est produit le plus d'ATP par molécule de glucose ?
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Study Notes
Enzyme Functions
- Hexokinase: Phosphorylates glucose to glucose-6-phosphate (G6P); requires ATP.
- Phosphofructokinase-1 (PFK-1): Key regulatory enzyme; converts fructose-6-phosphate to fructose-1,6-bisphosphate; requires ATP.
- Aldolase: Cleaves fructose-1,6-bisphosphate into dihydroxyacetone phosphate (DHAP) and glyceraldehyde-3-phosphate (G3P).
- Triose phosphate isomerase: Interconverts DHAP and G3P.
- Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase: Converts G3P to 1,3-bisphosphoglycerate; produces NADH.
- Phosphoglycerate kinase: Converts 1,3-bisphosphoglycerate to 3-phosphoglycerate; generates ATP.
- Phosphoglycerate mutase: Rearranges 3-phosphoglycerate to 2-phosphoglycerate.
- Enolase: Converts 2-phosphoglycerate to phosphoenolpyruvate (PEP).
- Pyruvate kinase: Converts PEP to pyruvate; produces ATP.
Metabolic Pathway
-
Investment Phase:
- Consumes 2 ATP to phosphorylate glucose and its intermediates.
- Key steps: Glucose → G6P → Fructose-1,6-bisphosphate.
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Payoff Phase:
- Produces 4 ATP and 2 NADH.
- Key steps: G3P → 1,3-bisphosphoglycerate → PEP → Pyruvate.
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End Product:
- Pyruvate, which can enter aerobic or anaerobic pathways.
Anaerobic Vs Aerobic
-
Anaerobic Glycolysis:
- Occurs in the absence of oxygen.
- Converts pyruvate to lactate (in animals) or ethanol and CO2 (in yeast).
- Produces a net gain of 2 ATP per glucose.
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Aerobic Glycolysis:
- Occurs in the presence of oxygen.
- Converts pyruvate to acetyl-CoA, which enters the citric acid cycle (Krebs cycle).
- More efficient ATP production (approximately 30-32 ATP per glucose).
Regulatory Mechanisms
-
Allosteric Regulation:
- PFK-1 is activated by AMP and fructose-2,6-bisphosphate; inhibited by ATP and citrate.
- Pyruvate kinase is activated by fructose-1,6-bisphosphate; inhibited by ATP and alanine.
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Covalent Modification:
- Phosphorylation can regulate enzymes like pyruvate kinase (inactivated when phosphorylated).
ATP Production
-
Net Gain:
- 2 ATP used in the investment phase.
- 4 ATP produced in the payoff phase.
- Net gain: 2 ATP per glucose molecule in glycolysis.
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NADH Production:
- 2 NADH molecules generated, which can be used in oxidative phosphorylation for further ATP production (in aerobic conditions).
Fonctions des enzymes
- Hexokinase : Phosphoryle le glucose en glucose-6-phosphate (G6P) ; nécessite de l'ATP.
- Phosphofructokinase-1 (PFK-1) : Enzyme clé de régulation ; convertit le fructose-6-phosphate en fructose-1,6-bisphosphate ; nécessite de l'ATP.
- Aldolase : Clive le fructose-1,6-bisphosphate en dihydroxyacétone phosphate (DHAP) et en glycérolaldéhyde-3-phosphate (G3P).
- Triose phosphate isomerase : Interconvertit le DHAP et le G3P.
- Glycérolaldéhyde-3-phosphate déshydrogénase : Transforme le G3P en 1,3-bisphosphoglycérate ; produit du NADH.
- Phosphoglycérate kinase : Convertit le 1,3-bisphosphoglycérate en 3-phosphoglycérate ; génère de l'ATP.
- Phosphoglycérate mutase : Réorganise le 3-phosphoglycérate en 2-phosphoglycérate.
- Enolase : Transforme le 2-phosphoglycérate en phosphoénolpyruvate (PEP).
- Pyruvate kinase : Transforme le PEP en pyruvate ; produit de l'ATP.
Voie métabolique
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Phase d'investissement :
- Consomme 2 ATP pour phosphoryler le glucose et ses intermédiaires.
- Étapes clés : Glucose → G6P → Fructose-1,6-bisphosphate.
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Phase de rendement :
- Produit 4 ATP et 2 NADH.
- Étapes clés : G3P → 1,3-bisphosphoglycérate → PEP → Pyruvate.
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Produit final :
- Pyruvate, qui peut entrer dans des voies aérobiques ou anaérobies.
Anaérobie vs Aérobie
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Glycolyse anaérobie :
- Se produit en l'absence d'oxygène.
- Convertit le pyruvate en lactate (chez les animaux) ou en éthanol et CO2 (chez les levures).
- Produits nets : 2 ATP par glucose.
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Glycolyse aérobie :
- Se produit en présence d'oxygène.
- Transforme le pyruvate en acétyl-CoA, qui entre dans le cycle de l'acide citrique (cycle de Krebs).
- Production plus efficace d'ATP (environ 30-32 ATP par glucose).
Mécanismes de régulation
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Régulation allostérique :
- PFK-1 activée par l'AMP et le fructose-2,6-bisphosphate ; inhibée par l'ATP et le citrate.
- Pyruvate kinase activée par le fructose-1,6-bisphosphate ; inhibée par l'ATP et la leucine.
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Modification covalente :
- La phosphorylation peut réguler des enzymes comme la pyruvate kinase (inactivée lorsqu'elle est phosphorylée).
Production d'ATP
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Gain net :
- 2 ATP utilisés lors de la phase d'investissement.
- 4 ATP produits lors de la phase de rendement.
- Gain net : 2 ATP par molécule de glucose dans la glycolyse.
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Production de NADH :
- 2 molécules de NADH générées, pouvant être utilisées dans la phosphorylation oxydative pour la production d'ATP supplémentaire (en conditions aérobies).
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Description
Ce quiz porte sur les enzymes clés de la glycolyse, y compris leurs fonctions et les étapes de la voie métabolique. Testez vos connaissances sur l'investissement énergétique initial et les transformations des intermédiaires. Êtes-vous prêt à explorer le métabolisme cellulaire?
