BIO / PHY - GLYCOLYSE - MODULE 4

Question 1

Définir la glycolyse

Answer 1

C’est une voie catabolique qui dégrade le glucose.

Question 2

Citer le lieu de cette voie métabolique

Answer 2

cytosol de toutes les cellules

Question 3

Citer les différentes origines possibles du glucose catabolisé lors de la glycolyse

Answer 3

Glycogène musculaire : muscle strié squelettique
Glucose plasmatique

Question 4

Citer l’origine du glucose plasmatique

Answer 4

l’alimentation ou du foie (glycogénolyse hépatique ou par la néoglucogenèse)

Question 5

Expliquer le mécanisme de livraison du glucose aux cellules

Answer 5

Le glucose libéré par le foie parvient aux cellules grâce à la circulation sanguine. Soluble en milieu aqueux, il circule librement dans le sang.

Question 6

Différencier les protéines de transport membranaires GLUT1 et GLUT4

Answer 6

Dans les globules rouges, ce sont des GLUT 1 qui sont toujours présents à la surface de la cellule, ils sont indépendants de l’insuline alors que les GLUT4 utilisent des perméases, appelées GLUT

Question 7

Expliquer l’action de l’insuline sur les GLUT4

Answer 7

Pour entrer dans la cellule, il doit utiliser des perméases, appelées GLUT, protéines de transport membranaires spécifiques. Par exemple, dans le muscle et le tissu adipeux, ce sont des GLUT 4, dont le nombre est variable suivant la présence ou non d’insuline.
Ce transport se fait dans le sens du gradient de concentration, c’est-à-dire de la région où le glucose est le plus concentré vers la région où il l’est le moins. Le glucose pénètre donc dans la cellule par diffusion facilitée

Question 8

Présenter les caractéristiques de ce type de transport

Answer 8

Localisation : Les perméases sont intégrées dans les membranes biologiques, telles que la membrane plasmique ou les membranes des organites cellulaires.

Spécificité : Chaque perméase est spécifique à un type de substrat ou à un groupe de substrats similaires. Elles reconnaissent et transportent sélectivement ces substrats à travers la membrane.

Transport passif ou actif : Les perméases peuvent fonctionner de manière passive ou active. Dans le transport passif, elles exploitent les gradients de concentration pour faire passer les substrats, tandis que dans le transport actif, elles consomment de l’énergie pour transporter les substrats contre leur gradient de concentration.

Régulation : L’activité des perméases peut être régulée par divers mécanismes, tels que des modifications post-traductionnelles, des interactions avec d’autres protéines ou des signaux environnementaux.

Structures : Les perméases présentent une structure tridimensionnelle qui comporte généralement des domaines de liaison au substrat et des domaines responsables du transport à travers la membrane.

Question 9

Ecrire les différentes étapes de la glycolyse, le nom des enzymes qui catalysent les réactions

Answer 9

OK

Question 10

Identifier les étapes :
§ qui consomment de l’ATP
§ qui produisent de l’ATP
§ qui produisent des coenzymes réduits : NADH, H+
§ irréversibles, sites de régulation.

Answer 10

OK

Question 11

Ecrire le bilan chimique de la glycolyse

Answer 11

Glucose + 2 NAD+ + 2 (ADP + Pi) → 2 pyruvate + 2 NADH,H+ + 2 ATP + 2H20

Question 12

Calculer le bilan énergétique de la glycolyse

Answer 12

2 en anaérobie
Le bilan énergétique de la glycolyse aérobie est de 8 ATP par molécule de glucose oxydée en deux
molécules de pyruvate (2 ATP + 2*3 ATP issus de la réoxydation des 2 NADH,H+ en présence de dioxygène
dans les chaînes respiratoires mitochondriales).

Question 13

Définir la fermentation lactique puis justifier son intérêt métabolique

Answer 13

Pour éviter de bloquer la glycolyse par manque de NAD+, la fermentation lactique se met en place.
La réoxydation de NADH, H+ est assurée par le pyruvate lui-même, qui joue le rôle d’accepteur final d’électrons et de protons, comme le fait le dioxygène en aérobie.
Cette réaction, réversible, est catalysée par la lactate déshydrogénase, et se déroule dans le cytosol.
La conséquence de cette réoxydation de NADH, H+ en NAD+, est que le pyruvate accepte les électrons et les H+ de NADH, H+, et se transforme en lactate, afin de permettre sa réoxydation en NAD+.

Question 14

Ecrire les formules développées des molécules suivantes : glucose, pyruvate, lactate

Answer 14

à refaire

Question 15

Ecrire le bilan chimique de la glycolyse anaérobie

Answer 15

La première équation correspond au bilan chimique de la glycolyse.
La seconde équation correspond au bilan chimique de la fermentation lactique.

Glucose + 2 NAD+ + 2 (ADP + Pi) → 2 Pyruvate + 2 NADH,H+ + 2 ATP + 2 H2O
2 Pyruvate + 2 NADH,H+ → 2 lactate + 2 NAD+

Glucose + 2 (ADP + Pi) → 2 lactate + 2 ATP + 2 H2O

Question 16

Calculer le bilan énergétique de la glycolyse anaérobie

Answer 16

Le bilan énergétique de la glycolyse anaérobie est de 2 ATP par molécule de glucose oxydée en deux
molécules de lactate

Question 17

Schématiser le métabolisme du globule rouge

Answer 17

Glycolyse anaérobie : Le globule rouge génère principalement de l’ATP par glycolyse anaérobie, car il n’a pas de mitochondries pour effectuer le métabolisme aérobie. Dans ce processus, le glucose est dégradé en pyruvate, produisant de petites quantités d’ATP.

Question 18

Expliquer simplement la régulation de la glycolyse (après le cours d’enzymologie).

Answer 18

Feedback négatif par ATP : L’ATP est une forme d’énergie cellulaire. Lorsque les niveaux d’ATP sont élevés, cela indique que la cellule dispose déjà d’une quantité suffisante d’énergie. Dans ce cas, l’ATP agit comme un inhibiteur de la glycolyse. Plus il y a d’ATP, plus la glycolyse est ralentie pour éviter une surproduction d’énergie.

Feedback positif par AMP et ADP : À l’inverse, l’AMP (adénosine monophosphate) et l’ADP (adénosine diphosphate) sont des formes d’énergie plus faibles. Lorsque les niveaux d’AMP et d’ADP sont élevés, cela indique que la cellule a besoin de plus d’énergie. Ces molécules agissent comme des activateurs de la glycolyse, stimulant ainsi l’activité des enzymes impliquées dans cette voie métabolique.

Régulation allostérique des enzymes : Plusieurs enzymes clés de la glycolyse sont régulées par des mécanismes allostériques. Cela signifie que des molécules spécifiques, telles que des substrats ou des produits intermédiaires, peuvent se lier à des sites allostériques sur ces enzymes et modifier leur activité. Par exemple, la phosphofructokinase-1 (PFK-1), une enzyme clé de la glycolyse, est activée par l’AMP et l’ADP et inhibée par l’ATP.

Régulation hormonale : Certaines hormones, comme l’insuline et le glucagon, régulent également la glycolyse. L’insuline, qui est sécrétée en réponse à des taux élevés de glucose dans le sang, stimule l’entrée du glucose dans les cellules et favorise ainsi la glycolyse. Le glucagon, en revanche, est sécrété en réponse à des niveaux de glucose sanguin bas et stimule la libération de glucose dans le sang en favorisant la glycogénolyse (dégradation du glycogène) et la néoglucogenèse plutôt que la glycolyse.