Cours 5 - Voies de régulation de la glycolyse

Question 1

Quels sont les trois points de contrôle de la glycolyse?

Answer 1

Réaction 1, 3, 10

Question 2

Quels sont les deux enzymes sujettes à la régulation de la réaction 1?

Answer 2

Hexokinase et glucokinase

Question 3

L’hexokinase est spécifique à quels structures du corps?

Answer 3

Muscles et foie

Question 4

À quel organe du corps la glucokinase est-elle spécifique?

Answer 4

Au foie uniquement

Question 5

Par quelle molécule l’hexokinase est-elle inhibée?

Answer 5

Par son produit le G-6-P

Question 6

De quelle manière l’hexokinase est elle inhibée ou ralentie par son produit le G-6-P?

Answer 6

Par compétition sur le site actif et sur un site allostérique

Question 7

Comment peut on caractériser le mécanisme de ralentissement de l’hexokinase par le G-6-P?

Answer 7

Par une forme de rétrocontrôle qui consiste à ralentir l’activité de l’enzyme en réponse au besoin énergétique amoindrit de la cellule

Question 8

L’hexokinase est elle sujette à un activateur enzymatique?

Answer 8

Non, est est uniquement sujette à un contrôle par rétro-inhibition

Question 9

La glucokinase est elle inhibée par son produit le G-6-P?

Answer 9

Non

Question 10

Pourquoi la glucokinase n’est elle inhibée par son produit le G-6-P?

Answer 10

Parce que l’accumulation de G-6-P permet d’entreposer le glycogène par le foie

Question 11

Quels sont les inhibiteurs de la PFK-1?

Answer 11

• Citrate
• ATP

Question 12

Pour quelle raison le citrate ralentit la PFK-1?

Answer 12

Parce qu’il provient de la dégradation des acides gras qui signifie que de l’énergie a été utilisée

Question 13

Pour quelle raison l’ATP ralentit la PFK-1?

Answer 13

Parce que ça veut dire que la cellule possède assez d’ATP exploitable pour subvenir à ses besoins métaboliques.

Question 14

Quand il y a disponibilité de citrate et d’ATP dans le cytoplasme, ça veut dire?

Answer 14

Qu’il y a production ou présence suffisante d’énergie et qu’on veut épargner les réserves de glycogène ou de glucose sanguin pour les autres organes du corps.

Question 15

L’ATP et le citrate agissent ils sur un site allostérique de la PFK-1?

Answer 15

OUI

Question 16

Quel est l’activateur de la PFK-1?

Answer 16

Fructose-2,6-phosphate

Question 17

De manière générale, quel est l’effet d’une haute concentration de F-2,6-P sur la glycolyse?

Answer 17

Plus il y a de F-2,6-P, plus la PFK-1 est accélérée, accélérant overall le processus glycolytique, et à l’inverse c’est ralentit!

Question 18

Quelle enzyme régule la présence de F-2,6-P?

Answer 18

PFK-2

Question 19

Pourquoi dit-on que la PFK-2 est une enzyme bifonctionnelle?

Answer 19

Parce que son effet sur la glycolyse va dépendre de l’organe dans lequel elle est présente et de l’état de sa phosphorylation

Question 20

Quel est l’activateurs de la PFK-2 et est-il allostérique?

Answer 20

F-6-P et est allostérique

Question 21

De quel autre enzyme le F-6-P est il inhibiteur allostérique?

Answer 21

F-2,6-bisphoshatase

Question 22

Quel est le but du foie en période de jeûne?

Answer 22

D’épargner le glucose pour les systèmes qui en dépendent

Question 23

Qu’arrive t-il lorsque la PFK-2 est phosphorylée dans une cellule du foie et quel sera l’effet sur la glycolyse?

Answer 23

La concentration de F-2,6-P va s’abaisser puisqu’il va se transformer en F-6-P.

La glycolyse va être ralentie pour arrêter la consommation de glucose pour le rendre dispo au reste du corps (neurones, globules rouges) via le sang et le foie et va utiliser de l’énergie provenant de la dégradation d’acides gras.

Question 24

Dans quel contexte la PFK-2 est-elle phosphorylée dans les cellules hépatiques ?

Answer 24

En contexte de jeûne (normo et hypoglycémie) il y a sécrétion de glucagon qui active la transcription de la protéine kinase A qui va ajouter un groupement phosphate sur la PFK-2

Question 25

Qu’arrive t-il lorsque la PFK-2 est déphosphorylée dans une cellule du foie et quel sera l’effet sur la glycolyse?

Answer 25

La concentration de F-6-P baisse puisqu’elle est transformée en F-2,6-P qui augmente Il va y avoir une accélération de la glycolyse pour permettre la synthèse d’acides gras (vers pyruvate et Krebs) afin de protéger l’organisme dans la prochaine période de jeûne pour avoir des réserves de glycogène et de masse adipeuse.

Question 26

Dans quel contexte la PFK-2 est-elle déphosphorylée dans les cellules hépatiques?

Answer 26

Lors d’une période post-prandial (épisode hyperglycémie) l’organisme sécrète de l’insuline qui active des phosphatases qui vont retirer 1 groupement phosphate sur la PFK-2 pour accélérer la glycolyse.

Question 27

Qu’arrive t-il lorsque la PFK-2 est phosphorylée dans une cellule musculaire et quel sera l’effet sur la glycolyse?

Answer 27

A pour effet de transformer la F-6-P en F-2,6-P pour accélérer la glycolyse via la PFK-1 pour répondre au besoin énergétique des muscles.

Question 28

Dans quel contexte la PFK-2 est-elle phosphorylée dans les cellules musculaires?

Answer 28

L’activité physique augmente la propension des muscles à tomber en hypoglycémie par consommation du glycogène, il va y avoir sécrétion d’adrénaline qui va activer la transcription de la protéine kinase A qui va phosphoryler la PFK-2.

Question 29

Pourquoi n’y a t-il pas de glucagon de sécrété dans les cellules musculaires?

Answer 29

Les cellules musculaires ne possèdent pas de récepteurs pour percevoir le glucagon puisque les muscles ne participent pas à la régulation du glucose sanguin contrairement au foie.

Question 30

Qu’arrive t-il lorsque la PFK-2 est déphosphorylée dans une cellule musculaire et quel sera l’effet sur la glycolyse?

Answer 30

Il va y avoir une baisse de concentration de F-2,6-P, car elle va être transformée en F-6-P pour ralentir la glycolyse afin de produire et stocker le glycogène.

Question 31

Dans quel contexte la PFK-2 est-elle déphosphorylée dans les cellules musculaires?

Answer 31

Dans une période hyperglycémique post-prandial, il va y avoir sécrétion d’insuline pour activer la transcription de phosphatases qui vont déphosphoryler un groupement placé sur la PFK-2.

Question 32

Quels sont les inhibiteurs de la pyruvate kinase et sont ils allostériques?

Answer 32

- Acétyl-CoA - ATP Tous deux sont des inhibiteurs allostérique

Question 33

Pour quelle raison l’actétyl-CoA est il considéré comme un inhibiteur de la pyruvate kinase?

Answer 33

Car il signifie que les acides gras sont à ce moment donné la source d’énergie principale pour l’organisme à l’instar du glucose

Question 34

Pour quelle raison l’ATP est il considéré comme un inhibiteur de la pyruvate kinase?

Answer 34

Parce qu’il est issu du catabolisme des acides gras signifiant qu’il y a un assez gros apport en ATP dans la cellule

Question 35

Quel est l’activateur de la PK et pourquoi?

Answer 35

Fructose-1,6-bisphosphate parce que ça indique que le flux glycolytique est actif en amont de la chaîne de réactions puisque c’est le produit de la PFK-1 garantissant que les étapes finales de la glycolyse vont se suivre rapidement sans accumulation de la PEP.

Question 36

Comment le fructose-1,6-bisphosphate accélère la PK?

Answer 36

Par contrôle allostérique qui modifie la conformation de l’enzyme en augmentant son efficacité catalytique

Question 37

Quelle est la particularité de la pyruvate kinase dans les cellules hépatiques?

Answer 37

Si l’enzyme est phosphorylée , elle sera ralentie pour épargner le glucose et garder un certain taux glycémique dans le sang. Si elle est non-phosphorylée, la PK sera active et la glycolyse suivra son cours.

Question 38

Quel mécanisme permet la phosphorylation de la PK dans les cellules hépatiques?

Answer 38

Dans un épisode hypoglycémique, le glucagon est sécrété, ce qui active une protéine kinase A qui active une autre protéine kinase qui va phosphoryler la PK pour préserver le taux de glucose le plus longtemps possible dans le sang.

Question 39

Sur quelles enzymes l’insuline exerce t-elle un contrôle transcriptionnel?

Answer 39

- Glucokinase - Hexokinase - PFK-1 - PFK-2 - phosphatases de la PFK-2 - Pyruvate kinase

Question 40

Sur quelles enzymes le glucagon exerce t-il un contrôle transcriptionnel?

Answer 40

- Protéine kinase A (pour pyruvate kinase et pour PFK-2) - Protéine kinase

Question 41

Sur quelles enzymes l’adrénaline exerce t-elle un contrôle transcriptionnel?

Answer 41

- Protéine kinase A phosphorylation la PFK-2

Question 42

Quels autres substrats peuvent être utilisés dans la glycolyse et quelle est la particularité de leur transport?

Answer 42

- Fuctose - Galactose Leur transport est indépendant de la glycolyse

Question 43

Quels enzymes de quels organes gèrent le catabolisme du fructose pour le faire entrer dans la glycolyse?

Answer 43

Fructokinase : foie Muscles : hexokinase

Question 44

Quelle est la problématique de la glycolyse avec un substrat de fructose?

Answer 44

- Le fructose contourne le point de régulation de la PFK-1 qui empêche un contrôle plus fin et précis - Le G3P produit peut aussi être envoyé vers les lipides, cependant l’utilisation de la triose kinase rend la conversion en G3P plus énergivoire - L’insuline n’est pas en mesure de gérer l’hyperfructosémie du sang ce qui rend le retour à la normofructosémie plus longue pouvant à long terme causer diabète