Détails sur les Voies Métaboliques, Partie 2 (PDF)

UE : Nutrition Biochimie Pr FEUGEAS Binôme n°83 : IA 05/11/24 12-13h I - Les grandes voies métaboliques : partie 2 /!\ A chaque fois, le prof lit les métabolismes qui apparaissent sur son diapo. Ils sont donc à savoir mê...

UE : Nutrition Biochimie Pr FEUGEAS Binôme n°83 : IA 05/11/24 12-13h I - Les grandes voies métaboliques : partie 2 /!\ A chaque fois, le prof lit les métabolismes qui apparaissent sur son diapo. Ils sont donc à savoir même s’ils ne sont pas réécrits tel quel sur le poly. Généralités sur le métabolisme : métabolisme énergétique, métabolisme des glucides, métabolisme des lipides et corps cétoniques, métabolisme des acides aminés et des nucléotides : TOUS CES COURS SONT DES RAPPELS DE PREMIÈRE ANNÉE ET NE FERONT PAS L’OBJET DE QCMs DURANT L’EXAMEN. Sauf si ce rappel est dupliqué et explicité dans le cours sur les anomalies du métabolisme A. Le transport du glucose (sous la dépendance de transporteurs) et la répartition tissulaire des transporteurs du glucose est adaptée aux besoins énergétiques Le glucose sanguin est constant : ≈ 5 mM (même s’il augmente un peu après un repas) Les transporteurs se ressemblent mais diffèrent par leur affinité pour le glucose : - GLUT 3 est spécifique au cerveau et a une très bonne affinité pour le glucose même à faible quantité - GLUT 2 faible, il est le senseur indirect de la sécrétion d’insuline et de glucagon au niveau du pancréas - GLUT 4 intermédiaire mais il est régulé par l’insuline (présent dans un pool de réserve dans les cellules et va s’exprimer davantage à la surface lorsqu’il y a présence d’insuline), permet le recaptage de glucose dans le cœur, les muscles (production d’ATP) et les graisses (stockage d’acides gras) Rappel : Plus la Km est basse plus l’affinité est forte et inversement. La Km mesure l’activité enzymatique et même si le GLUT est un transporteur, on peut quand même mesurer l’affinité car il se comporte comme un substrat ou l’action est de « faire passer la molécule ». Nom du transporteur Km Affinité pour le glucose Emplacement GLUT 1 1mM Forte Ubiquitaire GR GLUT 2 15-20mM Faible Foie, intestin, pancréas, reins GLUT 3 1mM Forte Cerveau GLUT 4 5mM Intermédiaire Tissus insulino-sensibles L’origine du glucose est double, pendant le repas il vient des nutriments et pendant le jeun il vient du foie. Les deux origines ne sont pas simultanées. La partie endocrine du pancréas produit de l’insuline qui est hypoglycémiante en partie car elle fait rentrer le glucose dans le cœur, muscle et tissus adipeux… et le glucagon qui va avoir un effet hyperglycémiant. 1/13 UE : Nutrition Biochimie Pr FEUGEAS Binôme n°83 : IA 05/11/24 12-13h B. Glycolyse Glycolyse anaérobie (sans compter la chaîne respiratoire) = oxydation du glucose en 2 pyruvates (3 carbones) et production nette de 2 ATP. (Peut se poursuivre jusqu’à la chaine respiratoire.) Rappel : le glucose est hydrophile et la membrane cellulaire est hydrophobe. Glycolyse découpée en 3 parties : 1) Séquestration du glucose et initiation glycolyse : le glucose entré dans la cellule va être séquestré dans la cellule car il est phosphorylé (n’a pas de transporteur ni de diffusion, il ne peut donc pas sortir de la cellule). Cette première étape consomme de l’ATP et présente le glucose sous forme métaboliquement actif. La glycolyse commence en consommant de l’ATP, c’est en réalité pour en produire d’avantages, la production nette sera de 2 ATP et plus tard 4ATP qui va compenser cette perte d’ATP initiale. La phosphorylation du glucose en glc-6-P se fait avec l’héxokinase (enzyme ubiquitaire) ou la glucokinase (dans le foie, qui est plus spécialisée, qui reconnait d’avantage le glucose avec une affinité différente de l’héxokinase). La régulation de la glucokinase dans le foie est différente de celle de l’hexokinase. Cette étape est irréversible -> on a besoin de la glucose-6- phosphatase (une autre enzyme), n’est pas catalyser par la même enzyme dans les deux sens. → Puis la phosphoglucose isomérase catalyse la transformation du glucose en fructose (son isomère) (toujours phosphorylé sur le carbone 6) : cette étape est réversible (car c’est la même enzyme qui catalyse la réaction dans les deux sens). Une flèche unidirectionnelle : réaction irréversible, on n’aura pas l’inverse de façon physiologique avec la même enzyme. → Transformation du fructose-6-P en Fru-1,6-biP grâce à la phosphofructo-kinase (PFK1) → il existe aussi la PFK2 qui intervient dans la régulation mais quand il y a seulement PFK, c’est sous-entendu qu’il s’agit de la PFK1 2) Clivage du fructose 1,6-biP en 2 trioses (Dihydroxy-acétone phosphate DHAP et GAP (Glycéraldéhyde-3-phosphate) par l’aldolase (enzyme) : étape réversible On peut passer de DHAP à GAP grâce à la triose phosphate isomérase (intéressant car glycolyse se poursuit avec du GAP -> on peut avoir 2 GAP à partir d’un glucose 1 direct et 1 par transformation). Le DHAP ne donne pas forcément du GAP, au max on peut avoir un Glc qui peut donner que 2 GAP. 3) Oxydation des trioses en pyruvate et production d’ATP : on va avoir deux GAP produit par un Glc. → Oxydation du GAP en 1,3 BPG (BiPhosphoGlycérate) par la GAP-DH (GAP-déshydrogénase), liée à la réduction du NAD+ avec la consommation d’un phosphate inorganique (Pi) : étape réversible. → Transformation du 1,3 BPG en 3PG avec production d’ATP par la phosphoglycérate kinase , transformation de l’ADP en ATP. 2/13 UE : Nutrition Biochimie Pr FEUGEAS Binôme n°83 : IA 05/11/24 12-13h → Transformation du 3PG en 2PG grâce à la Phosphoglycératemutase → Formation de PEP à partir de 2PG avec élimination d’eau par une énolase. L’énolase, catalyse l’élimination d’une molécule d’eau. → PEP déphosphorylée donne du pyruvate irréversible (celle d’avant sont réversibles) et donne de l’ATP grâce à la pyruvate kinase. In vivo, la réaction n’a lieu que dans un sens à cause des ratios de concentrations et des mécanismes de catalyse alors qu’in vitro on peut observer la réaction dans les 2 sens. 4) « Après » le pyruvate : la glycolyse n’est pas tout à fait terminée : deux solutions, il pourra donner du lactate (en anaérobie) ou de l’acétyl-CoA (en aérobiose) pour entrer dans le cycle de Krebs dans les mitochondries. En anaérobie (pas de mitochondries comme dans les GR (globules rouges)) : Rq : La LDH (lactate déshydrogénase) catalyse la réaction (dans les 2 sens), elle transforme le pyruvate en lactate (ou acide lactique). Puis, il peut être re synthétisé en glucose par un cycle entre le foie et les muscles (néoglucogénèse, le muscle produit du lactate et le foie reproduit du glucose) et elle permet aussi aux 2 électrons sur le NAD réduit (NADH,H+) d’être transféré à l’intérieur de la mitochondrie sur un NAD+ mitochondrial qui sera donc transformé en NADH,H+. Sinon le NAD réduit qui est produit peut pas être utilisé par la chaine respiratoire va s’accumuler et il y aurait un manque de NAD+, la glycolyse serait bloquer. -> Cela permet une contribution à la formation d’ATP et le NAD+ régénéré va pouvoir permettre la continuité de l’étape GAP → 1,3BPG (glycolyse) En aérobie : Avec des mitochondries fonctionnelles, on a 2 types de navettes mitochondriales : malate aspartate et glycérol-phosphate qui permet aux 2 e- du NADH,H+ d’être transféré à l’intérieur de la mitochondrie, ce qui permettra à la formation d’ATP à partir du NAD réduit. En plus, le NADH,H+ va pouvoir permettre la continuité de l’étape GAP donne 1.3-BPG. (MDH = Malate déshydrogénase) Il a ensuite détaillé le fonctionnement des 2 navettes mitochondriales du schéma ci-dessous. L’étape GAP donne 1.3-BPG, où NAD réduit va être réoxydé en NAD+, par l’étape « oxaloacétate donne malate ». L’oxaloacétate provient d’aspartate par une réaction d’une transaminase qui transfère le groupement amine d’un acide aminé sur alpha-KG pour donner du glutamate. Malate et aspartate par transfert mitochondriale et extra mitochondriale permettent la bonne production de pyruvate. Il y a donc transfert des électrons de l’espace extra-mitochondriale a la mitochondrie qui sera utiliser par la chaine respiratoire pour former de l’ATP. 3/13 UE : Nutrition Biochimie Pr FEUGEAS Binôme n°83 : IA 05/11/24 12-13h La navette glycérol-P : le NAD réduit va être oxydé en NAD+ au cours de l’étape DHAP donne glycérol-3-P sous l’action d’une GPDH cytosolique. Le glycérol-33-P redonne du DHAP sous l’action d’une GPDH mitochondriale (dans la membrane interne de la mitochondrie) en même temps que le FAD donne du FADH2. La nuance dans la navette du glycérol-phosphate par rapport à celle de la malate aspartate, est que les électrons sont transférés sur du FAD pour donner du FADH2 et non pas sur du NAD. Dans le cas de la navette malate aspartate, le NADH,H+ est reconstitué à l’intérieur de la mitochondrie avec les électrons alors que dans la navette du glycérol phosphate, le NADH2 n’est pas reformé à l’intérieur de la mitochondrie, c’est du FADH2 qui est reformé. -> Influe sur le bilan d’ATP suivant si c’est du FADH2 qui est reconstitué ou c’est du NADH2. Le bilan en ATP entre les deux navettes n’est pas le même : - Utilisation de FADH2 (navette glycérol-phosphate) -> 1,5 ATP - Utilisation NADH,H+ (navette malate aspartate) -> 2,5 ATP C. Néoglycogénèse (= Néoglucogenèse) : synthèse du glucose à partir d’un substrat non glucidique (=de novo) A partir d’un substrat non glucidique peuvent être : le glycérol, le lactate, un AA. Ce sont des substrats de la néoglucogenèse qui permettent de remonter jusqu’au glucose. Rq : glycolyse et néoglycogénèse ne se superposent pas totalement. On la décrit ici en partant du glucose donc à l’envers, étape anabolique : 4/13 UE : Nutrition Biochimie Pr FEUGEAS Binôme n°83 : IA 05/11/24 12-13h a. Déphosphorylation du glucose dans le réticulum endoplasmique (foie+++, rein) dernière étape : Permet au foie d’envoyer du glucose dans l’organisme entier dans les périodes de jeun, et on le retrouve un petit peu dans les reins. Le glucose n’étant plus phosphorylé grâce à la glucose 6-phosphatase (irréversible), peut sortir de la cellule par diffusion facilité (GLUT). Fructose 6-P -> Glucose-6-P : même étape que dans la glycolyse mais à l’envers. Fru-1,6-BiP -> Fru-6-P par la Fructose Biphosphatase (étape irréversible) spécifique de la néoglucogenèse. (Alors que dans la glycolyse on passe du Fru-6-P en Fru-1.6-biP grâce à la PFK1). DHAP et GAP -> Fru 1-6 BiP par l’anolase (réversible). Le DHAP vient du glycérol par le glycérol phosphate déshydrogénase (substrat de la néoglucogenèse) lui- même transformé en Glycérol 3-P sous l’action de la glycérol kinase. Cette étape transforme les NAD+ en NAD réduit. Le glycérol provient des triglycérides (lipides), ce sont trois acides gras qui sont branchés sur le glycérol, mais de façon très minoritaire. (pas à retenir car trop minoritaire) Ce sont plutôt les lactates et les a.a. qui sont substrats. A retenir : les lipides (AG) ne sont pas des substrats de la néoglycogénèse b. Le lactate et certains acides aminés sont des points d’entrée de la néoglycogénèse (dans le foie+++) : Le lactate peut donner du pyruvate mais ne pourra pas donner directement du phosphoénolpyruvate (PEP). 5/13 UE : Nutrition Biochimie Pr FEUGEAS Binôme n°83 : IA 05/11/24 12-13h Il faut que la mitochondrie fonctionne et que le pyruvate se transforme en oxaloacétate sous l’action de la pyruvate carboxylase. La pyruvate carboxylase peut être appelée la première enzyme de la néoglycogénèse. Pyruvate carboxylase subit une régulation allostérique (biotine, Mg2+ et Acétyl-CoA) et consomme de l’ATP. C’est une partie qui consomme de l’énergie donc de l’ATP. La malate peut sortir de la mitochondrie grâce à l’action de la navette malate aspartate. Il y a libération de CO2 sous l’action de la PEP carboxykinase avec la consommation de GTP. Rappel : GTP est l’équivalent d’un ATP. Cette partie métabolique à un intérêt surtout quand les besoins en énergie sont déjà assouvis. Le pyruvate donnant de l’OA ne va pas servir au cycle de Krebs mais à la resynthèse de glucose (grâce à la malate et au PEP). Quand la glycolyse fonctionne de façon active, la néoglycogénèse ne fonctionne pas de façon active. c. Régulation réciproque de la glycolyse et de la néoglycogénèse : Régulation allostérique qui est rapide, par modification covalente (phosphorylation des composés), et régulation hormonale (insuline et glucagon) souvent plus lente, agit sur la transcription des enzymes. Mais les effecteurs allostériques sont eux-mêmes sous contrôle hormonal souvent plus lente (ex : F2,6 BiP dont sa production est régulée par l’insuline et le glucagon). C’est un ensemble de régulation de facteur intriqué qui conduise à la régulation réciproque. Régulation glycolyse se fait sur 3 étapes alors que celle pour la néoglycogénèse sur 5 étapes. Sur le schéma, on rouge ce qui se rapporte à la glycolyse et en bleu c’est le contrôle de la néoglucogenèse. Rq : pas de régulation de la GK (glucokinase) car glycolyse doit continuer dans le foie même si le glucose est abondant car il se sert du Glc-6-P pour la néoglycogénèse et pour la glycogénogénèse. 6/13 UE : Nutrition Biochimie Pr FEUGEAS Binôme n°83 : IA 05/11/24 12-13h L’insuline va stimuler la glycolyse au niveau de HK, elle inhibe la glc-6-P qui la dernière enzyme de la néoglycogénèse. Elle va également activer la PFK et inhibe la FBP. Le glucagon aura un rôle inverse. Le rapport insuline/glucagon va permettre soit la libération de glucose dans le sang (quand ce rapport est bas) ou au contraire l’entrée de glucose dans les cellules (quand celui-ci est élevé) L’insuline facilite l’utilisation du glucose, son entrée dans la cellule, la glycolyse pour faire de l’acétyl-CoA pour stocker des graisses : anabolique. Tout ce qui est en rouge active la glycolyse et ce qui en bleu la néoglucogenèse. Le glucagon active la néoglucogenèse ayant un effet hyperglycémique. L’insuline et le glucagon sont régulés par la glycémie depuis le pancréas. L’ATP, le citrate et l’alanine sont des indicateurs de niveau énergétique 🡺 s’il y en a beaucoup, c’est qu’il y a beaucoup d’énergie donc pas besoin d’activer la glycolyse. L’acétyl-CoA exerce un rétrocontrôle positif sur la néoglucogénèse car s’il y en a beaucoup il n’y a pas besoin d’en produire, il vaut mieux transformer le pyruvate. Les enzymes de la glycolyse : Nom de l’enzyme Activée par… Inhibée par… Hexokinase Insuline G6P Phosphofructokinase Insuline, F2-6BisP Glucagon, ATP, Citrate Pyruvate kinase Insuline, F1-6BisP Glucagon, ATP, Alanine Les enzymes de la néoglycogénèse : Nom de l’enzyme Activée par… Inhibée par… Pyruvate carboxylase Acétyl-CoA Insuline, ADP PEP carboxykinase Glucagon Insuline, ADP Fructose Bis Phophatase Glucagon, Citrate Insuline, F2-6BisP G6Phosphatase Insuline La glycolyse va aller jusqu’au CO2 mais traditionnellement on s’arrête au pyruvate. Au sens large la glycolyse est la dégradation complète du glucose jusqu’au CO 2 mais on ne vous demandera pas ça aux examens à cause de cette ambiguïté. Globalement, il existe un effet quasi symétrique entre l’insuline et le glucagon sur la glycolyse et la néoglucogénèse. C’est une régulation réciproque. 7/13 UE : Nutrition Biochimie Pr FEUGEAS Binôme n°83 : IA 05/11/24 12-13h Dans le foie : - Énergie disponible intracellulaire ⇑ et rapport insuline/glucagon ⇓ -> ⇓ glycolyse et ⇑ néoglycogénèse. - Énergie disponible intracellulaire ⇓ et rapport insuline/glucagon ⇑ -> ⇑ glycolyse et ⇓ néoglycogénèse. Une carence en insuline entraine une hyperglycémie car le glucose aura du mal à entrer dans les cellules alors que les cellules sont justement en manque de glucose. D. Voies des pentoses phosphates = voie (shunt) des hexoses monophosphates = voie du phosphogluconate : On l'appelle aussi la voie des hexoses monophosphates ou shunt des hexoses monophosphates parce qu’elle va comporter des hexoses contrairement à la glycolyse qui à partir du GAP va former des trioses : on passe donc directement des hexoses au trioses sans passer par les pentoses. Là on va avoir une voie qui comporte des pentoses. On l'appelle aussi le shunt, parce qu’il peut faire revenir, comme indiqué sur le schéma, directement du Glc-6p au GAP sans faire intervenir du fructose 2,6 ou 1,6 biphosphate. Le NADPH est utilisé pour les réaction anaboliques telles que la béta- oxydation, biosynthèse des AG ou détoxication, il ne va pas dans la chaine respiratoire. La voie des pentoses phosphate à un but anabolique et non énergétique pour deux raisons principales : - Production de NADPH, donneur d’électrons - Production de ribose-5P (très important pour le maintien de la division cellulaire, de l’intégrité et du fonctionnement normal de la cellule) qui permet la production d’acide nucléiques. 2 autres raisons plus mineures (donneur d’électrons, NADPH, H+): - Biosynthèse des AG, de cholestérol - Réaction de lutte contre l’auto-oxydation (glutathion réductase) ou de détoxication (cytochrome P450 qui utilise le NADP réduit comme donneur d’électrons) S’il manque du NADPH (réduit), on peut avoir l’apparition de pathologies. Rappel : le NADP réduit n’est pas donneur d’électrons pour la synthèse d’ATP, ce sera le NAD réduit. Voie des pentoses phosphates (cytosol) Elle peut commencer à partir du Glc-6p de la glycolyse donnant le 6-phosphoglucono-δ-lactone sous l’action de la Glucose 6 phosphate déshydrogénase. 8/13 UE : Nutrition Biochimie Pr FEUGEAS Binôme n°83 : IA 05/11/24 12-13h Glucose 6 phosphate déshydrogénase : va réduire le NADP+ (qui est sa coenzyme) en NADP réduit. C’est la première voie de la partie oxydative (liée à des réactions d’oxydoréductions) de la voie des pentoses phosphates, activée par le NADP+ s’il y en a beaucoup (c’est donc le facteur limitant de la partie oxydative) 6 phosphogluconate déshydrogénase : permet la production du ribulose-5-P puis du ribose-5-P (par une isomérase) même si la partie non oxydative de fonctionne pas. La partie non oxydative : forme, à partir du ribulose-5-P, du ribose-5-P (isomérase) et du xylulose-5-P (épimérase) dont la condensation font apparaître des sucres à 7C et 4C connectant la partie non oxydative à la glycolyse. Pas de régulations allostériques à ce niveau- là. La partie oxydative et non oxydative de cette voie ne sont pas dépendantes. L’une peut fonctionner sans que celle de derrière fonctionne aussi. Lorsque le ribose 5-P est présent en excès, cela inhibe la partie non oxydative et inversement Il n’y aura pas de régulation enzymatique (pas de régulation allostérique) Le NADPH est important pour lutter contre le stress oxydatif car il permet la régénération du glutathion réduit (en particulier dans les globules rouges). Le glutathion réduit sert à la glutathion peroxydase et à la catalase pour neutraliser les composés qui sont libéré par l’auto-oxydation des protéines comme H2O2 La glutathion peroxydase permet la régénération du glutathion réduit car c’est un co-facteur de la glutathion réductase. Le NADPH stabilise la catalase et participe à la neutralisation de l’H2O2. L’H2O2 est produit par une auto-oxydation des protéines, en particulier l’hémoglobine (durée de vie longue) assez sensible aux réactions d’oxydations : on aura formation de molécules instable (O2-) qui vont provoquer la production d’H2O2 (toxique pour la cellule). H2O2 sera donc finalement transformé en H2O + ½ O2. NADPH a une double action pour la transformation de l’H2O2 (stabilise la catalase et régénère le glutathion réduit). 9/13 UE : Nutrition Biochimie Pr FEUGEAS Binôme n°83 : IA 05/11/24 12-13h E. Métabolisme du glycogène Le glycogène est un polymère du glucose, il permet au foie et aux muscles de stocker le glucose sous forme polymérisée (petits granules dans le cytosol). Il peut se dégrader à volonté en fonction des besoins de l’organisme : on appelle ça la glycogénolyse, l’inverse est la glycogénogénèse. Le glycogène est composé de chaînes de glucose relié entre elles linéairement par des liaisons α1-4 entre les monomères de glucose, les ramifications sont reliées entre elles par des liaisons α1-6. Le premier glucose se lie à la glycogénine. La glycogénogénèse commence par du G1P à partir du G6P et la glycogénolyse par de la glycogénine. Le G1P est le produit de la glycogénolyse (et le substrat de la glycogénogénèse). Le G6P est un carrefour métabolique important : - En post prandial, stockage sous forme de glycogène -> glycogénogénèse - En période de jeûne, il peut redonner du glucose en se déphosphorylant et passant dans le sang (étape finale de la néoglycogénèse) - Pendant l’effort, la formation de pyruvate par la glycolyse pour alimenter le cycle de Krebs en acétyl- CoA - Si division des cellules actives, le glucose sera utilisé principalement par la voie des pentoses phosphates Foie : - Si période de jeune, G6P : glucose = maintien de la glycémie (cerveau+++) - Si période postprandiale, G6P : G1P…glycogène = stockage Muscle : dépend surtout de son activité. - Si effort musculaire G6P : pyruvate (alimente le cycle de krebs) - Si repos quantité de glucose suffisante G6P : glycogène dans le but d’être stocké (mais moins important qu’au niveau du foie) Lorsque la cellule est en division ou si stress oxydatif : activation de la voie des pentoses phosphates pour production de ribose (pour fabriquer des acides ribonucléiques ou désoxyribonucléiques) ou pour produire du NADPH,H+ -> lutte contre l’auto oxydation. 10/13 UE : Nutrition Biochimie Pr FEUGEAS Binôme n°83 : IA 05/11/24 12-13h Sur ce schéma on peut voir la régulation réciproque entre la glycogénogénèse et la glycogénolyse. La glycogénogénèse consomme de l’énergie, un UTP est utilisé qui sera transformé en pyro-phosphate inorganique (PPi) L’UDPG est la forme doublement activée du glucose (déjà activée sous forme de G1P) grâce à l’enzyme UDPG- pyrophosphorylase. La glycogénèse a pour enzyme la glycogène synthétase qui produit du glycogène en rajoutant une molécule de glucose venant de l’UDPG en α1-4. Cette réaction va libérer de l’UDP. Enzyme « branchante » : permet de faire des ramifications ou liaisons avec le glycogène sur une chaine linéaire en α1- 6. Enzyme « débranchante » : permet de revenir à l’état de glycogène non ramifié La glycogénolyse a pour enzyme la glycogène phosphorylase,à activité α1-4 glucosidase coupant des chaines linéaire de glycogène, et à activité α1-6 glucosidase, enzyme débranchante, qui produit majoritairement du G1P (en non pas directement du glucose) dans le foie. La maltase lysosomiale dégrade aussi du glycogène dans les lysosomes et si elle est déficiente on a une accumulation du glycogène surtout hépatique, qui entraîne des maladies de surcharge (cf anomalies du métabolisme). Cependant, elle n’est pas très importante d’un point de vue quantitatif dans l’organisme. Régulation réciproque du métabolisme du glycogène fait intervenir 2 enzymes allostériques clés : la glycogène phosphorylase et la glycogène synthétase. Ce sont des enzymes régulées par des effecteurs allostériques et aussi par modifications covalentes (sous contrôle hormonal). Leur phosphorylation a un effet inverse sur leur activité : La phosphorylase est active si phosphorylée et inactive si déphosphorylée. La synthétase est active déphosphorylée et inactive si phosphorylée. (non-dit cette année) Contrôle hormonal de la régulation réciproque → simplifiée La régulation par le glucagon (agit sur le foie) ressemble un peu à celui de l’adrénaline (agit au niveau des muscles) de part de l’activation de l’AMPc qui active la PKA qui : - Inhibe la glycogène synthétase : l’inhibition de la glycogénogénèse. - Active la phosphorylase kinase qui va activer la glycogène phosphorylase qui va activer la glycogénolyse. L’insuline via un récepteur tyrosine kinase (à la surface des cellules) active la PP1 (pyrophosphatase 1) qui active (déphoshoryle) la glycogène synthétase et inhibe la glycogène phosphorylase stimule la glycogénogénèse et inhibe la glycogénolyse (à l’inverse du glucagon). 11/13 UE : Nutrition Biochimie Pr FEUGEAS Binôme n°83 : IA 05/11/24 12-13h Le G6P (effecteur allostérique) active la glycogène synthétase car il est un substrat indirect de la glycogénogénèse et inversement il va inhiber la glycogène phosphorylase. (C’est un produit de la glycogénolyse → s’il y en a beaucoup c’est normal qu’elle soit inhibée). On a aussi l’ATP dans le foie qui va inhiber la glycogène phosphorylase. Car s’il y a beaucoup d’ATP c’est qu’il y a beaucoup d’énergie donc pas besoin que la glycogénolyse soit activée. Insuline et glucagon agissent au niveau du foie et adrénaline au niveau des muscles (mais aussi d’autres tissus). Le glucagon et l’adrénaline agissent via un récepteur à activité adénylate cyclase (ils sont bien sûr différents) qui va augmenter la production d’AMPc dans la cellule ce qui va activer la PKA. La PKA inhibe la glycogène synthétase en induisant sa phosphorylation et active la glycogène phosphorylase via une PhK (phosphorylase kinase). -> Stimulation de la glycogénolyse Glucagon et insuline ont une action opposée qui permet un contrôle hormonal de la régulation réciproque de la glycogénogenèse et de la glycogénolyse. Rq : dans les muscles lors de la contraction on aura une libération de Ca2+ qui va activer la PhK et activer la glycogénolyse (pour apporter du glucose aux muscles). F. Métabolisme du fructose et du galactose : Ces deux molécules rejoignent le métabolisme du glucose. a. Absorption intestinales du fructose et du galactose : Le galactose rentre dans la cellule épithéliale comme le glucose par les SGLT1 qui est un cotransport actif secondaire qui ne consomme pas directement de l’ATP mais dépend du gradient de sodium créé par Na+/K+ ATPase. Le fructose entre dans la cellule épithéliale par GLUT5 par diffusion facilité (sans consommation d’énergie) s’il est en concentration suffisante dans la lumière intestinale (donc par gradient de concentration). Le galactose, le fructose et le glucose passent dans le sang par GLUT2 par diffusion facilité. b. Le métabolisme du fructose et du galactose rejoint celui du glucose : Le galactose est activé par une galacto kinase (consommation d’ATP). La transformation du Gal-1-P en Glc-1-P ne se fait pas directement par une épimérase, il faut aussi passer par une transférase et une pyrophosphorylase car le Gal-1-P doit être activé sous la forme d’UDP-Gal puis d’UDP-Glc pour enfin donner du Glc-1-P qui pourra donner du Glc-6-P Ces réactions sont réversibles. Pour le fructose c’est assez similaire, il est activé sous forme de Fru-1-P qui peut donner DHAP qui va rejoindre la glycolyse de façon assez efficace. 12/13 UE : Nutrition Biochimie Pr FEUGEAS Binôme n°83 : IA 05/11/24 12-13h Les enzymes avec une flèche rouge peuvent être déficitaires et amener à des intolérances (au fructose ou au galactose) avec des troubles digestifs voir neurologiques. 13/13