Gluconéogenèse

Question 1

Après combien de jours de jeûne les molécules de glucose présentes dans l’organisme proviennent-elles toutes de précurseurs non-glucidiques?

Answer 1

48h

Question 2

Quels organes s’occupent de la gluconéogenèse

Answer 2

Foie en majorité et un peu les reins

Question 3

Précurseurs non glucidiques qui peuvent être transformés en glucose et leur provenance

Answer 3

• Lactate –> Glycolyse
• Pyruvate –> Glycolyse
• Intermédiaires du cycle de Krebs
• Acides aminés –> Dégradation des acides aminés
• Glycérol

Question 4

Quels acides aminés ne font pas de bons précurseurs du glucose? Pourquoi?

Answer 4

Leucine et Lysine. Passent, comme les acides gras, par la B-oxydation, et sont donc dégradés en acétyl-CoA et non en oxaloacétate.

Question 5

Quel molécule est le résultat de la transformation des précurseurs avant d’embarquer dans la voie de la gluconéogenèse? Quel précurseur ne passe pas par cet intermédiaire?

Answer 5

Oxaloacétate. Le glycérol ne passe pas par cet intermédiaire.

Question 6

V ou F: Il n’existe pas de voie de conversion nette de l’acétyl-CoA en oxaloacétate

Answer 6

Vrai

Question 7

Comment le glycérol est-il transformé en glucose? (Voie)

Answer 7

GLYCÉROL (glycérol kinase) –> GAP (GAPdh) –> DHAP

Question 8

Quels 3 enzymes de la glycolyse doivent être contournés pour arriver à la gluconéogenèse? Pourquoi?

Answer 8

Hexokinase, PFK, pyruvate kinase

Ces enzymes catalysent des réactions très exergoniques dans le sens de la gycolyse

Question 9

Quels sont les avantages de contourner certaines enzymes de la glycolyse lors de la gluconéogenèse?

Answer 9

1- Permet aux 2 voies d’être thermodynamiquement possibles

2- Les 2 voies peuvent être régulées de manière indépendante et donc ne pas se passer en même temps

Question 10

V ou F: Comme la gluconéogenèse est une phase de synthèse, les ATP utilisés lors de la glycolyse sont récupérés dans le sens de la gluconéogenèse.

Answer 10

Faux. Les phosphates retirés des molécules lors de la gluconéogenèse sortent sous forme de phosphate inorganique (Pi).

Question 11

Quel est l’intermédiaire de la synthèse du PEP à partir du pyruvate? À quoi sert cette molécule

Answer 11

Oxaloacétate, une molécule à haut potentiel énergétique (Pyruvate -> PEP est très endergonique)

Question 12

Quelles enzymes sont impliquées dans la synthèse du PEP à partir du pyruvate?

Answer 12

Pyruvate carboxylase
PEP carboxykinase (PEPCK)

Question 13

Quelle réaction est catalysée par pyruvate carboxylase?

Answer 13

Transfert d’un groupement HCO3- sur le pyruvate grâce à l’hydrolyse de l’ATP pour donner de l’oxaloacétate

(Pyruvate + ATP + HCO3- => Oxaloacétate + ADP + Pi)

Question 14

Quelle réaction catalysée par PEPCK?

Answer 14

Décarboxylation et phosphorylation de oxaloacétate pour donner PEP en utilisant GTP comme agent phosphorylant

(Oxaloacétate + GTP => PEP + GDP + CO2)

Question 15

La pyruvate carboxylase

Answer 15

• Tétramère de sous-unités identiques

- Chaque sous-unité utilise la biotine comme coenzyme

Question 16

La biotine

Answer 16

• Transporteur de CO2
• Liée à pyruvate carboxylase pas une liaison amide entre le groupement carboxylique de sa chaîne valérate et l’amine d’une lysine de l’enzyme
• Facteur de croissance des levures et nutriment essentiel pour l’homme
• Synthétisée par la flore bactérienne intestinale

Question 17

Comment la biotine transporte-t-elle le CO2?

Answer 17

En formant un substituant carboxylé sur sont groupement uréido

Question 18

Déficience en biotine

Answer 18

• Rare et presque toujours due à une consommation excessive de blancs d’oeufs crus
• Blanc d’oeuf contient de l’avidine, qui se lie de façon covalente à la biotine et empêche son absorption intestinale

Question 19

Phase réactionnelle 1 de la pyruvate carboxylase

Answer 19

Ajout de HCO3- à la biotine en utilisant hydrolyse de l’ATP pour obtenir l’enzyme carboxybiotine

Question 20

Phase réactionnelle 2 de la pyruvate cabroxylase

Answer 20

3 étapes!
1- CO2 débarque de biotine
2- Attaque nucléophile de O- de biotine sur H de pyruvate donne intermédiaire pyruvate énolate
3- CO2 s’attache à pyruvate énolate = oxaloacétate

Question 21

Régulation de la pyruvate cabroxylase

Answer 21

• Accumulation d’acétyl-CoA signale un besoin en oxaloacétate –> activation allostérique de pyr.carboxy.
• [ATP] élevée active la pyruvate carboxylase et inhibe PDH (régulation réciproque). Oxaloacétate est utilisé dans la gluconéogenèse plutôt que dans le cycle de Krebs.

Question 22

Quelles sont les conditions favorables à la gluconéogenèse?

Answer 22

ATP/AMP > 1
NADH/NAD+ > 1
Acétyl-CoA/CoA > 1

Question 23

La PEPCK

Answer 23

• Monomère
• Catalyse la décarboxylation GTP-dépendante de l’oxaloacétate pour donner PEP et GDP
• Contourne la pyruvate kinase

Question 24

Qu’advient-il du CO2 utilisé pour carboxyler le pyruvate en oxaloacétate?

Answer 24

Il est éliminé lors de la formation du PEP

Question 25

Quel est l'intermédiaire commun entre les réactions catalysées par la pyruvate carboxylase et PEPCK?

Answer 25

Pyruvate énolate

Question 26

D'où provient le pyruvate énolate?

Answer 26

C'est de l'oxaloécétate décarboxylé

Question 27

Où se fait la formation de l'oxaloacétate à partir du pyruvate ou d'intermédiaires du cycle de Krebs?

Answer 27

Dans la mitochondrie

Question 28

Où se fait la transformation du PEP en glucose?

Answer 28

Dans le cytosol (la glycolyse se fait dans le cytosol donc c'est logique que la synthèse du glucose se fasse là aussi)

Question 29

Où est la PEPCK?

Answer 29

Dans le cytosol et dans la mitochondrie

Question 30

Où est située la pyruvate carboxylase?

Answer 30

Dans la mitochondrie

Question 31

Qu'arrive-t-il à l'oxaloacétate dans la mitochondrie?

Answer 31

2 choses possibles. 1- Transformé en PEP puis transporté dans le cytosol via un transporteur protéique 2- Transformé en aspartate ou en malate puis transporté via un système de transport complexe vers le cytosol

Question 32

D'où provient le pyruvate mitochondrial?

Answer 32

Il a été transporté via transport actif (symport) dans la mitochondrie à partir du cytosol

Question 33

Quelles sont les 2 voies de transport de l'oxaloacétate?

Answer 33

Voie 1: Voie de l'aspartate aminotransférase | Voie 2: Voie de la malate déshydrogénase

Question 34

Quelle voie de transport de l'oxaloacétate est dite indispensable et est utilisée lorsque le précurseur gluconéogénique n'est pas le lactate? Pourquoi cette voie?

Answer 34

Voie 2 (malate déshydrogénase), car on a besoin de NADH pour la gluconéogenèse dans le cytosol

Question 35

D'où provient le NADH cytosolique qui résulte de la voie 2 du transport de l'oxaloacétate?

Answer 35

Il a été transporté par le malate en tant qu'équivalent NADH

Question 36

Si le précurseur de la gluconéogenèse est le lactate, quele voie de transport de l'oxaloacétate résultant sera utilisée? Pourquoi cette voie?

Answer 36

Voie 1 (aspartate aminotransférase), qui ne transporte pas d'équivalent NADH car du NADH cytosolique a déjà été produit en oxydant le lactate en pyruvate dans le cytosol.

Question 37

Quelle enzyme est utilisée pour contourner la PFK dans le cytosol lors de la gluconéogenèse?

Answer 37

Fructose-1,6-biphosphatase (FBPase-1)

Question 38

Quelle enzyme est utilisée pour contourner l'hexokinase dans le cytosol lors de la gluconéogenèse?

Answer 38

Glucose-6-phosphatase (G6Pase)

Question 39

Quels sont les produits des réactions catalysées par G6Pase et FBPase? De quel type de réaction s'agit-il?

Answer 39

G6Pase: Glucose + Pi FBPase: F6P + Pi Ce sont des réactions d'hydrolyse

Question 40

Combien de molécules d'ATP et GTP sont utilisées lors du processus net de gluconéogenèse (2 pyruvate -> 1 glucose)?

Answer 40

4 ATP | 2 GTP

Question 41

Qu'est-ce que le contrôle local?

Answer 41

Une régulation réciproque par des régulateurs allostériques (ATP et/ou AMP)

Question 42

Effets de l'ATP

Answer 42

- Inhibe PFK - Inhibe pyruvate kinase - Active pyruvate carboxylase (en [ ] élevée)

Question 43

Effets de l'AMP

Answer 43

- Active PFK | - Inhibe FBPase-1

Question 44

[ATP] élevée inhibe gluconéogenèse ou glycolyse?

Answer 44

Glycolyse

Question 45

[AMP] élevée inhibe gluconéogenèse ou glycolyse?

Answer 45

Gluconéogenèse

Question 46

Fructose-2,6-biphosphate (F2,6P)

Answer 46

- Activateur puissant de la pFK - Inhibiteur puissant de la FBPase-1 - Régulateur allostérique global dont la synthèse est régulée par insuline et glucagon - Contrôle a domine sur celui de l'ATP

Question 47

En présence de F2,6P et de [ATP] élevée, quel est l'effet sur PFK?

Answer 47

Activation de PFK

Question 48

Particularité de l'enzyme qui synthétise et dégrade F2,6P

Answer 48

- Une seule protéine avec 2 domaines catalytiques (homodimère) - Domaine FBPase-2 - Domaine PFK-2

Question 49

Rôle du domaine FBPase-2

Answer 49

Dégradation de F2,6P

Question 50

Rôle du domaine PFK-2

Answer 50

Synthèse de F2,6P

Question 51

Sur quelles enzymes de la glycolyse et de la gluconéogenèse les domaines PFK-2 et FBPase-2 agissent-ils?

Answer 51

PFK-2 agit sur PFK-1 | FBPase-2 agit sur FBPase-1

Question 52

Contrôle exercé sur le glucagon

Answer 52

- Libéré lorsque la glycémie est basse - Augmente la concentration d'AMPc sanguin - AMPc active la PKA

Question 53

Effet de PKA activée

Answer 53

- Inhibe la glycolyse | - Active la gluconéogenèse

Question 54

Protéines phosphorylées par PKA et effet sur celles-ci

Answer 54

Pyruvate kinase = inactive PFK-2 = inhibée FBPase-2 = stimulée Protéine CREB = activée

Question 55

Protéine CREB

Answer 55

Active la transcription du gène PEPCK lorsque phosphorylée par PKA

Question 56

Pourquoi phosphorylation de FBPase-2 mène à la stimulation de la gluconéogenèse?

Answer 56

Car FBPase-2 phosphorylée est active, ce qui augmente la dégradation de F2,6P qui est un inhibiteur de la gluconéogenèse

Question 57

Pourquoi phosphorylation de PFK-2 inhibe la glycolyse?

Answer 57

Car PFK-2 phosphorylée est inactive, ce qui stoppe la synthèse de F2,6P qui est un activateur puissant de PFK et donc de la glycolyse

Question 58

Quelle molécules sont activées par insuline? Quel est leur rôle?

Answer 58

- Phosphodiestérases --> Dégradent AMPc | - Phosphoprotéine phosphatase-1 (PP1) --> Déphosphoryle

Question 59

Quels sont les effets de l'absence d'AMPc et de l'activation de la PP1?

Answer 59

- Pyruvate kinase déphosphorylée (activée) --> glycolyse + - FBPase-2/PFK-2 déphosphorylée --> FBPase-2 inhibée et PFK-2 activée et donc PFK-1; [F2,6P] augmente et PFK-1 est activée --> glycolyse