Module 8 : La régulation du métabolisme

Question 1

Qu’est-ce que l’homéostasie?

Answer 1

• Faible variation d’une caractéristique dans le temps (ex. température, pH, concentration des solutés)
• Capacité à maintenir constant l’ensemble des paramètres physico-chimiques dans l’environnement

Question 2

Quel est le récepteur et la voie de transduction du glucagon dans le muscle?

Answer 2

Il n’y a aucun récépteur ni voie de transduction du glucagon dans le muscle.

Question 3

Quel est la voie de transduction du glucagon dans le foie?

Answer 3

L’adénylate cyclase

Question 4

Quelle voie de transduction est utilisée par l’insuline dans le muscle ET dans le foie?

Answer 4

La tyrosine kinase

Question 5

Quels sont les récepteurs et voies de transduction de l’épinéphrine dans le foie et dans le muscle?

Answer 5

Dans le muscle :
* Récepteur : Beta-adrénergique
* **Voie de transduction **: Adénylate cyclase

Dans le foie :
* **Récepteur ** Beta-adrénergique + alpha-adrénergique
* Voie de transduction Adénylate cyclase + phosphoinositol phosphate

Question 6

Comment les hormones participent-elles à la régulation?

Answer 6

En contrôlant :
* La quantité d’enzyme, par activation de facteurs de transcription
* L’activité enzymatique, par modifications covalentes effectuées par les kinases

Question 7

Nommez 4 mécanismes de régulation de la quantité d’une enzyme.

Answer 7

1. Vitesse de synthèse modulée par des facteurs de transcription
2. Activation ou inactivation de la transcription d’un sentier
3. Stabilité de l’ARN messager transcrit + vitesse de traduction en protéine
4. La vitesse de dégradation diffère entre chaques protéines

Question 8

Nommez 4 mécanismes de régulation de l’activité enzymatique.

Answer 8

1. Contrôle de la disponibilité des substrats (par séquestration du substrat ou contrôle des transporteurs)
2. Régulation par allostérie
3. Régulation par modifications covalentes (phosphorylation/déphosphorylation)
4. Liaison de l’enzyme à une protéine régulatrice

Question 9

Vrai ou faux? Les gènes codant pour les enzymes d’un même sentier partagent souvent le même élément de réponse, reconnu par le même facteur de transcription.

Answer 9

Vrai

Question 10

Est-ce qu’un facteur de transcription active toujours la transcription de tous les gènes précédés d’un élément de réponse?

Answer 10

Non, il peut aussi réprimer la transcription d’un gène.

Question 11

L’insuline active et inhibe la transcription des gènes de quels sentiers?

Answer 11

Activation de la transcription de :
* La glycolyse
* La voie des pentoses phosphate
* La synthèse des lipides

Inhibition de la transcription des gènes de la gluconéogenèse

Question 12

Qu’est-ce que la Km?

Answer 12

La Km correspond à la concentration de substrat lorsque la vitesse initiale est à la moitié de la vitesse maximale.

Question 13

Quel est la Km de l’enzyme dans ce graphique?

Answer 13

5 mM.

Question 14

Qu’est-ce que qui détermine la sensibilité d’une enzyme à une variation dans la disponibilité du substrat?

Answer 14

La Km

Quand la concentration des substrats est similaire/plus faible que Km, la vitesse des enzymes n’est pas maximale et varie par rapport aux concentration

Si la Km est largement inférieure à la concentration physiologique de substrat : la vitesse est déjà presque maximale (et la variation n’aura pas d’effet important).

Question 15

Comment appelle-t-on l’équivalent de la Km pour une enzyme allostérique?

Answer 15

K0,5

Question 16

Laquelle de ces courbes est celle d’une enzyme allostérique

Answer 16

La courbe A car c’est une courbe sigmoïde

Question 17

Quelles sont les deux conformations d’une enzyme allostérique?

Answer 17

• État T : inactif/presque inactif
• État R : actif

Question 18

Qu’est-ce que le coefficient de Hill?

Answer 18

Une expression de la coopérativité d’une enzyme allostérique

(plus le coefficient de hill est élevé, plus la concentration d’un substrat a un effet fort sur la vitesse de réaction de l’enzyme allostérique)

Question 19

Vrai ou faux? Une enzyme ayant un coefficient de hill de 2 est plus sensible à une variation de la concentration du substrat qu’une enzyme ayant un coefficient de hill de 0,5.

Answer 19

VRAI (moins le changement de concentration doit être important pour passer de 10 à 90% de la vitesse maximale)

Question 20

Quelle est la modification la plus fréquente qui peut activer l’activité enzymatique?

Answer 20

La phosphorylation/déphosphorylation, qui peut activer ou inhiber les protéines (dépend de l’effet d’un ajout de groupement phosphate).

Question 21

Par quelles enzymes sont catalysées la phosphorylation et la déphosphorylation?

Answer 21

Phosphorylation : kinase

Déphosphorylation : phosphatase

Question 22

Quelle est la différence entre régulation et contrôle métabolique?

Answer 22

Régulation : modulation de l’activité d’une enzyme spécifique

Contrôle métabolique : modulation du flux à travers tout le sentier

Question 23

À quoi servent les réactions irréversibles (loin de l’équilibre) dans les sentiers métaboliques?

Answer 23

Réguler le flux + la direction d’un sentier métabolique (points de contrôle).

Question 24

Comment peut-on identifier les réactions loin de l’équilibre d’un sentier métabolique?

Answer 24

Comparer Q et K’eq : quand les deux diffère de plus de 100x, la réaction est loin de l’équilibre

Regarder le delta G : + la valeur est grande, plus la réaction est loin de l’équilibre

Question 25

Pouquoi l’AMP est-il un indicateur de l’état énergétique plus sensible que l’ATP?

Answer 25

La concentration d’ATP est 50x plus grande que l’AMP donc le changement dans la concentration d’ATP n’affecte pas beaucoup l’état énergétique, alors que l’AMP crée une plus grande différence (plus facile à détecter)

Question 26

Quelle est la kinase activée par une augmentation de la concentration d’AMP?

Answer 26

L’AMPK (amp-activated protein kinase)

Question 27

Que permet l’analyse du contrôle métabolique? (4)

Answer 27

L’analyse du contrôle métabolique est une méthodologie qui permet :
1. Concevoir la régulation en termes quantitatifs
2. Interpréter les propriétés régulatrices de chaque enzyme d’un sentier
3. Identifier les étapes qui affectent le plus le flux à travers un sentier
4. Distinguer les mécanismes régulateurs des mécanismes de contrôle métabolique

Question 28

Quels sont les 3 paramètres des analyses de contrôle métabolique?

Answer 28

• Coefficient de contrôle de flux (C) : contribution relative de chaque enzyme au flux d’un sentier (entre 0 (pas d’impact) et 1 (flux déterminé par l’enzyme à elle seule))
• Coefficient d’élasticité (epsilon) : exprime quantitativement la réponse d’une enzyme spécifique à un changement dans la concentration d’un substrat/modulateur.
• Coefficient de réponse (R) : permet de relier entre eux les trois coefficient (R = C * epsilon)

Question 29

Classez les 3 modes de régulation du plus rapide au plus lent:
* Phosphorylation
* Contrôle génétique
* Régulation allostérique

Answer 29

Régulation allostérique > phosphorylation/déphosphorylation > contrôle génétique

Question 30

Dans quelle situation et de quel endroit du corps humain est relâchée l’épinéphrine?

Answer 30

Les glandes surrénales relâchent l’épinéphrine lors de l’activité musculaire ou un stress.

Question 31

Dans quelle situation et de quel endroit dans le corps humain est relâchée l’insuline?

Answer 31

Le pancréase relâche l’insuline lorsque la concentration de glucose sanguin est élevée.

Question 32

Dans quelle situation et de quel endroit dans le corps humain est relaché le glucagon?

Answer 32

Le pancréas relâche le glucagon lorsque la concentration de glucose sanguin est faible.

Question 33

Qu’est-ce qu’un élément de réponse?

Answer 33

Une séquence spécifique d’ADN qui sont les sites de liaison des facteurs de transcription.

Question 34

Vrai ou faux? Les enzymes ne peuvent être régulées que par un seul mécanisme à la fois.

Answer 34

Faux, on voit souvent la régulation par allostérie et par contrôle génétique en même temps.

Question 35

Vrai ou faux? Le substrat d’une réaction ne peut pas être un effecteur allostérique de l’enzyme qui catalyse la réaction.

Answer 35

Faux, on voit notamment ce principe dans plusieurs voies qui utilisent le ration ATP/ADP ou NADH/NAD+ comme régulateurs alors qu’ils sont aussi produits ou substrats.

Question 36

Vrai ou faux? L’allostérie permet de changer rapidement l’activité d’une enzyme en réponse aux changements locaux de concentration d’une petite molécule.

Answer 36

Vrai (c’est aussi la méthode de régulation la plus rapide)