Voie des Pentoses-Phosphate Quiz

La Voie des Pentoses-Phosphate (VPP)

• La VPP, aussi appelée shunt des pentoses, shunt des hexoses monophosphate, ou voie de Dickens-Horecker, est une voie métabolique ubiquitaire, mais plus active dans les tissus à forte activité de synthèse.
• C'est une voie anabolique localisée dans le cytosol.
• La VPP produit du ribose-5-phosphate, précurseur des nucléotides.
• Elle produit également du NADPH,H+, un coenzyme réduit essentiel pour les biosynthèses réductrices (acides gras, cholestérol, stéroïdes) et la réduction du glutathion.
• La VPP ne consomme ni ne produit d'ATP.
• La VPP est en dérivation sur la voie de la glycolyse et de la néoglucogenèse, quittant la glycolyse au niveau du glucose-6-phosphate, et se rejoignant au niveau du fructose-6-phosphate et des trioses phosphate.

Localisation Tissulaire et Cellulaire de la VPP

• La VPP est présente dans les tissus à forte activité de synthèse, comme :
  • Le foie (synthèse des acides gras, du cholestérol et des stéroïdes).
  • Les tissus adipeux (synthèse des acides gras).
  • Les glandes mammaires (synthèse des acides gras).
  • Les tissus stéroïdogènes (corticosurrénales, testicules, ovaires, placenta).
  • Les globules rouges (réduction du glutathion).
• En revanche, la VPP est moins active dans les muscles, où le glucose est principalement utilisé pour la production d'énergie.

Les Étapes Réactionnelles de la VPP

• La VPP comporte deux phases principales :
  • Une phase oxydative, qui utilise le glucose-6-phosphate pour produire du ribulose-5-phosphate et du NADPH,H+.
  • Une phase non oxydative, qui réarrange les pentoses-phosphates en hexoses-phosphates, notamment fructose-6-phosphate et glycéraldéhyde 3-phosphate. Ces intermédiaires peuvent réintégrer la glycolyse ou la néoglucogenèse.

Les Réactions de la VPP

• Phase oxydative:
  • La réaction catalysée par la glucose-6-phosphate déshydrogénase (G6PD), étape limitante de la voie, est irréversible.
  • Elle produit deux molécules de NADPH,H+ et une molécule de pentose-phosphate.
• Phase d'épimérisation et d'isomérisation: Des 𝑅° réversibles impliquant des enzymes spécifiques transformant un sucre en un autre.
  • Catalysée par la ribulose-5-phosphate épimérase et la ribulose-5-phosphate isomérase
• Phase non oxydative:
  • Réactions réversibles.
  • Enzyme transcétolase et transaldolase interviennent pour effectuer des réactions complexes sur des molécules contenant des groupes phosphoryles et des intermédiaires des voies métaboliques.
  • Coenzyme : Thiamine pyrophosphate (TPP).

Bilan Moléculaire de la VPP

• Entrée: Glucose-6-phosphate.
• Sortie:
  • NADPH,H+ (coenzyme réduit pour les réactions de biosynthèse).
  • Ribose-5-phosphate (formation de nucléotides, ADN, ARN, et coenzymes).
  • Glycéraldéhyde 3-phosphate et fructose-6-phosphate (peuvent réintégrer la glycolyse ou la néoglucogenèse).

NADP+ vs NAD+

• Structuralement, le NADP+ diffère du NAD+ par un groupement phosphate sur le C2' du ribose de l'adénosine.
• Le NAD a un rôle énergétique dans la production d'ATP dans les mitochondries.
• Le NADP a un rôle dans le transfert d'électrons pour la biosynthèse des acides gras, du cholestérol, des stéroïdes et des nucléotides.

Régulation de la VPP

• Le glucose-6-phosphate est à la fois le substrat de la VPP et de la glycolyse.
• Le choix entre ces deux voies dépend des besoins cellulaires en ATP, NADPH et ribose-5-phosphate.
• La glycolyse est ralentie quand la charge en ATP est élevée.
• La G6PD est inhibée par une concentration élevée de NADPH et les intermédiaires de la biosynthèse des acides gras.
• La cellule ajuste la vitesse de la VPP en fonction de la nécessité de NADPH ou de ribose-5-phosphate.

Aspects Physiologiques et Cliniques de la VPP

• Le NADPH joue un rôle essentiel dans la détoxification, le maintien du pouvoir rédox, la synthèse des acides gras, du cholestérol et des stéroïdes.
• Les cellules tumorales ont une forte activité de la VPP pour la production d'ATP et de ribose pour la prolifération.
• Le déficit en G6PD peut entraîner des crises hémolytiques, une maladie héréditaire.
• La VPP est une cible métabolique pour la prévention et le traitement du cancer.
• La VPP est essentielle à la synthèse de lipides dans les cellules adipeuses.

Déficit en Glucose-6-phosphate Déshydrogénase (G6PD)

• Maladie héréditaire liée au chromosome X.
• Crises hémolytiques aiguës dues à la destruction des globules rouges (GR) en raison d’une incapacité à réduire les agents oxydants.
• Près de 400 mutations sur le gène codant pour l'enzyme G6PD.
• Diagnostic de certitude : mesure de l'activité enzymatique de la G6PD.

Déficit en Glucose-6-phosphatase (Glycogénose type I)

• Enzyme d'une voie connexe à la VPP.
• Accumulation de glucose-6-phosphate.
• Voie des pentoses-phosphate → ribose-5-phosphate.
• Signes : hypoglycémie, hépatomégalie, acidose lactique, hyperuricémie.

Conclusion

• L'importance de la VPP varie selon les organes (supérieure dans le foie et inférieure dans le muscle).
• La VPP est une voie non énergétique, mais elle permet la production de ribose-5-phosphate, des coenzymes, des acides gras et des stérols.
• Un déficit en G6PD doit être suspecté en cas d'anémie hémolytique aiguë.