Cours Synchrone 6 - Glycogénogenèse, Glycogénolyse et Néoglucogenèse PDF

1 2 3 Glycolyse aérobie vs anaérobie: muscle squelettique Permet aux tissus de s’adapter à une condition hypoxie ou ischémie. Le cœur, par contre, est adapté au travail en condition d’aérobiose, résiste peu à l’ischémie qui se traduit par la mort tissulaire. Fermentation lactique, le lactate est...

1 2 3 Glycolyse aérobie vs anaérobie: muscle squelettique Permet aux tissus de s’adapter à une condition hypoxie ou ischémie. Le cœur, par contre, est adapté au travail en condition d’aérobiose, résiste peu à l’ischémie qui se traduit par la mort tissulaire. Fermentation lactique, le lactate est également produit dans les GR même en aérobiose, car les mitochondries qui contiennent les enzymes nécessaires à l’oxydation aérobie du pyruvate sont absentes 4 Il y a plus de glycogène dans le foie en proportion, mais comme il y a plus de muscles, il y a plus de glycogène dans les muscles en totalité. Le muscle ne produit pas de glucose libre, car il n’exprime pas la glucose-6 phosphatase qui dephosphoryle glucose-6P en glucose. Par contre, le muscle peut contribuer à fournir du glucose via le processus de néoglucogenèse ou le pyruvate peut être transformé en alanine, qui est exporté par le muscle et va au foie pour produire du glucose. 5 Glycogène: Structure très ramifiée composée de résidus glucidiques reliés entre eux par des liens alpha 1,4. Les ramifications sont reliées entre elles par des liens alpha 1- 6 Le glycogène peut contenir jusqu’à 60 000 résidus de glucose. Comprend des extrémités non-réductrices sensibles à l’action enzymatique et une seule extrémité réductrice (quelle que soit sa taille) À quoi sert la ramification du glycogène? Ça accroît sa solubilité 6 7 1: Glucose est phosphorylé en glucose 6P par la glucokinase (foie) et l’hexokinase (muscle). Le glucose 6P est isomérisé en glucose 1P par la phosphoglucomutase. 2: Le glucose 1P va réagir avec l’uridine triphosphate pour former un nucléotide activé (l’uridine disphosphate glucose). Enzyme: UDPGlc pyrophosphorylase 3: Synthèse du glycogène: L’UDPGlc va glucosyler la glycogénine sur un résidu tyrosine spécifique, une protéine. La glycogénine va catalyser le transfert de 7 résidus de glucose de l’UDPGlc attachés en position 1-4 pour former une amorce de glycogène. L’amorce de glycogène servira de substrat à la glycogène synthase. Une molécule de glycogène ne possède qu’une protéine glycogénine. 4: La glycogène synthase va catalyser le transfert d’une unité de glucose (provenant de l’UDPGlc) à la chaîne de glycogène préexistante (amorce). Le carbone 1 de l’UDP glucose va se lier au carbone 4 du dernier résidu glucidique de l’amorce de glycogène. Les branches de glycogène s’allongent au fur et à mesure que des liens 1- 4 se forment. 5: Lorsque la chaîne atteint 11 résidus, l’enzyme branchante va transférer une partie 8 de la chaîne 1-4 (au moins 6 résidus) à une chaîne voisine en formant une liaison 1-6 8 Une autre façon de montrer l’action de la glycogène synthase : glucose C14 indique simplement l’ajout de glucose marqué (schéma expérimental). L’enzyme de branchement va fixer la ramification 1-4 par un lien 1-6 à une position d’au moins 4 résidus de distance du point de branchement le + proche. 9 1: Le glycogène phosphorylase ajoute un groupement phosphate à l’extrémité 1-4 non-réduite de la chaîne 1-4 de la molécule de glycogène. Ceci génère du glucose 1-P et raccourcit le glycogène d’un résidu de sucre. L’enzyme s’arrête à 4 résidus d’un embranchement. On appelle cette chaîne un dextrine limite 2: Lorsque la chaîne glucidique contient 4 résidus de chaque côté d’une ramification 1-6, une enzyme, la glucanne transférase, va transférer cette chaîne de 3 sucres à une autre ramification 1-6. Ceci expose le point de ramification 1-6. 3: L'enzyme de débranchement a 2 sites catalytiques, la première (glucanne transférase) et la seconde (glycosidase) qui hydrolyse la liaison glycosidique 1-6 pour libérer le glucose. On vient d’enlever une ramification au glycogène. 4: La phosphorylase peut donc s’acharner sur une autre ramification. 10 Glucose 1-P est issu de l’action de la glycogène phosphorylase 11 12 GLUCAGON: HORMONE HYPERGLYCÉMIANTE Antagoniste à l’action de l’insuline 13 Les hormones ayant un récepteur membranaire ne pénètrent habituellement pas dans la cellule et exercent leurs actions via un second messager. Hormones stéroïdes : complexe ligand-récepteur est considéré comme le second messager. 14 15 1. La + grande famille de récepteurs de surface. Récepteur à 7 passages membranaires couplés à une protéine G, la protéine G sert à transmettre l’information à un effecteur: adénylate cyclase. La protéine G sert de transducteur entre la protéine membranaire (récepteur) et la protéine intracellulaire (adénylate cyclase) 2. Les protéines G sont faites de sous-unités : alpha, beta et gamma.Il existe des protéines Gi et Gs (qui comprennent ces 3 sous-unités). La sous-unité alpha porte le GDP qui contribuent à les inactiver. 3. Lorsqu’une hormone lie son récepteur, il se passe un changement conformationnel qui permet de lier la sous-unité G chargée de GDP au récepteur. La liaison au récepteur va causer la perte du GDP et son remplacement par le GTP, la dissociation des sous-unités beta et gamma et la dissociation de la sous-unité G du récepteur. 4. Celle-ci ira activer ou inhiber un effecteur via phosphorylation. L’activation de l’AC conduira à la formation d’AMPc. Le GTP sera hydrolysé par une activité enzymatique intrinsèque (GTP ase) à la sous-unité G et la sous-unité G redeviendra inactive, se dissociera de l’AC et l’effet s’arrêtera. 16 1. AMPc est un second messager cytosolique 2. Le complexe R2C2 n’a pas d’activité enzymatique. AMPc se fixe au protomère régulateur (R) de la protéine kinase A, ce qui déclenche la libération des protomères catalytiques (C2) et active la PKA. 3. La PKA étant une kinase, elle va phosphoryler une protéine cible (qui va soit l’activer ou l’inhiber) dans une cascade qui conduira à un effet biologique. 4. La phosphodiestérase est l’enzyme qui détruit l’AMPc et donc va contribuer à inhiber son effet et à arrêter le processus biologique 17 Le glycogène permet de soutenir l’organisme pendant 12h de jeûne. Au-delà de cette période, le glucose doit provenir d’autres sources. Insuffisance de la néoglucogenèse = mort Endergonique: nécessite de l’énergie pour pouvoir se produire. 18 19 La néoglucogenèse utilise les enzymes de la glycolyse à l’exception de 4 enzymes responsables des réactions irréversibles de la glycolyse. Il ne s’agit donc pas d’une inversion de la glycolyse. La néoglucogenèse ne peut pas être l’inverse exact de la glycolyse, car ce qui stimule les enzymes de la néoglucogenèse inhiberait les enzymes de la glycolyse, empêchant celle-ci d’être fonctionnelle. 1) La pyruvate kinase est remplacée par la pyruvate carboxylase et phosphoenolpyruvate carboxykinase, qui convertit le pyruvate en oxaloacétate puis en PEP 2) La PFK1 est remplacée par la fructose 1,6 bisphophatase, qui catalyse la transformation du fructose 1,6 biP en fructose 6P 3) L’hexokinase est remplacée par la glucose 6phosphatase, qui catalyse la conversion du glucose 6P en glucose. La glucose-6 phosphatase est absente du muscle/cerveau et c’est ce qui explique pourquoi ces tissus ne peuvent faire de la néoglucogenèse. 20 Cette voie est très différente de la glycolyse: elle utilise du NADP au lieu du NAD et produit du CO2 alors que la glycolyse n’en produit pas. Il n’y a pas de production d’ATP Voie très active dans les tissus qui utilisent le produit NAPDH pour la synthèse d'acides gras (adipocytes), le cholestérol (foie) et la réduction du GSSG (les GR). L'accumulation de GSSG dans les GR peut causer leur hémolyse. Par contre, le ribose 5 P est produit dans tous les tissus (incluant le muscle), car il est utilisé in situ. On retrouve très peu de ce sucre en circulation. 21 Le glucose 6P subit une déshydrogénation et une décarboxylation pour donner un C5. Tronçon oxydant : irréversible, caractérisé par la présence de NADP oxydé qui sera réduit en NADPH, fournissant ainsi l’énergie pour convertir le glucose 6P en ribulose 5P Tronçon non oxydant: réversible, caractérisé par l’absence de ces équivalents réduits. Besoin en NAPDH grand: tissu adipeux, surrénale, foie, globule rouges voie des pentoses sera plus active mais le ribose-5P sera converti en intermédiaire de la glycolyse: les deux tronçons Besoins en ribose-5P grand : cellules en division cellulaire, le ribose-5P proviendra surtout de la voie de glycolyse qui sera alors très active Besoins égaux: la voie des pentoses s’arrêtera après le tronçon oxydant. 22 23 24 25