La voie principale de l’utilisation du glucose
I- Définition
C’est la voie principale de l’utilisation du glucose, elle va se passer au niveau du cytosol.
La glycolyse va permettre de passer d’une molécule de glucose à 6 carbones à deux molécules de pyruvate à 3 carbones avec production d’un peu d’énergie sous forme d’ATP.
La partie anaérobie (dans le cytosol) est constituée de 10 étapes catalysées par 10 enzymes.
II- Transports
Le glucose va être absorbé au niveau intestinal et va aller dans le sang.
La glycémie doit rester constante: 5mmol/L.
Après un repas la concentration en glucose va augmenter rapidement mais va vite redescendre grâce à des systèmes de régulation.
Le glucose va aller dans la veine porte et il va être stocké dans le foie. Ainsi cela va répartir la concentration de glucose. Le stockage va se faire sous forme d’une polymérisation de glucose ce qui va donner une chaîne.
Ce stockage se fait sous la forme du glycogène.
Ce glucose va pouvoir repartir dans le sang et donc il va former un substrat pour les réactions. Le passage du glucose dans la circulation sanguine par la cellule se fait par des transporteurs spé (donc pas un transport passif).
Tous les types cellulaires ne vont pas exprimer les mêmes transporteurs.
Grâce à la Beta oxydation on va pouvoir produire de l’acétyl co A et le cerveau ne fait pas de Béta oxydation. Il ne peut utiliser que le glucose et les corps cétonique.
Les deux grandes familles de transporteurs
1- SGLT (Sodium GLucose Transporter)
- Transport actif.
- Systèmes symport: transport simultané de glucose et de Na+.
2- GLUT (GLUcose Transporter)
- Transport facilité (dans le sens du gradient).
- Système uniport: transport de glucose uniquement.
- Expression est différente selon les tissus.
- Glut 2 transport le glucose, le fructose et le galactose.
- Glut 5 transport spécifiquement le fructose.
III- Glycolyse anaérobie
On a 3 étapes sur les 10 réactions.
1- L’activation du glucose
Pour le piéger dans la cellule car le glucose, une fois qu’il est entré va pouvoir aussi ressortir, il va ainsi falloir le phosphoryler. Donc on aura consommation d’un ATP pour former du glucose 6 phosphates.
Cette réaction va être fait avec une enzyme = hexokinase.
Cette réaction est irréversible.
Cette phosphorylation est endergonique car elle nécessite de l’E pour se faire.
Il va falloir alors la coupler avec une réaction qui donne de l’E: exergonique.
Il faut que le bilan soit légèrement positif.
Les hexokinases sont une famille. On connait la I, II, III, IV qui ont toutes pour cofacteur le Mg++.
Hexokinase: I, II, III
- Ubiquitaire.
- Phosphoryle plusieurs hexoses.
- Régulée négativement par le produit de la réaction (G-6-P).
Hexokinase IV ou Glucokinase
- Exprimée dans le foie et les cellules béta des îlots de Langerhans du pancréas.
- Spécifique du glucose.
- N’est pas inhibée par le G-6-P.
Isomérisation du Glucose 6 P en Fructose 6 P catalysé par le phosphohexose isomérase qui va libérer un alcool primaire.
Le fructose 6 P va être phosphoryler avec l’alcool primaire pour donner du fructose 1, 6- biphosphate. Cette réaction sera catalysée par le phosphofructokinase 1.
Cette étape est aussi irréversible.
Pour l’instant le bilan est négatif: consommation de 2 ATP donc bilan E = -2.
2- Formation du glycéraldéhyde 3 P
On a un clivage du fructose 1, 6 biP par l’aldose en 2 molécules à 3 atomes de carbones: le glycéraldéhyde 3 phosphate et le dihydroxyacétone phosphate .
Ces trois trioses P sont interconvertibles.
Seul le glycéraldéhyde 3 P va pouvoir continuer les prochaines étapes de la glycolyse.
3- Formation du pyruvate
Le glycéraldéhyde 3P va subir une réaction catalysée par le glycéraldéhyde 3P deshydrogénase pour former le 1,3 biPhosphoglycérate + NADH, H+ qui sera le premier produit composé riche en énergie par la glycolyse.
Le 1,3 biPglycérate va permettre de transférer un groupement phosphate à un ADP pour former un ATP. Cette phosphorylation va se faire grâce à la phosphoglycérate kinase. On aura donc formation d’une molécule d’ATP avec un3-phosphoglycérate.
Mais comme il y a production de 2 glycéraldéhyde 3 phosphate par glucose j’ai donc formé 2 ATP.
Ensuite on aura le transfert du phosphate du carbone 3 du 3-phosphoglycérate sur le carbone 2.
On aura ensuite une déshydration du 2-phosphoglycérate pour former du phosphoénolpyruvate qui est le deuxième produit de la glycolyse qui est riche en E.
Le phosphoénolpyruvate va transférer son phosphate sur un ADP pour former un ATP.
Cette réaction est irréversible.
Pour la 3ème étape on a 2 ATP.
Donc = 2+2 = 4 mais on en a consommé 2 donc le bilan de la glycolyse est de 2 ATP.
- Etape 1: -2.
- Etape 2: + 2.
- Etape 3: +2.
- Bilan = + 2.
Comment est régulée cette glycolyse anaérobie
Les régulations se passent au sein des réactions irréversibles.- Soit au sein de la Hexokinase (régulation par le glucose 6- P).
- Soit au sein de la Phosphofructokinase 1 (régulation par l’ATP + il y en a – il y aura de réaction).
- Soit au sein de la Pyruvate kinase.
La régulation se fait pour que la concentration d’ATP reste constante dans la cellule pour sa propre survie.
IV- Devenir du pyruvate
Si le pyruvate reste dans le cytosol il va subir une déshydrogénation qui va le réduire en lactate grâce au NADH+ qui va céder son H+ au pyruvate pour le transformer en lactate.
Ce lactate va soit sortir de la cellule par le MCT (mono carboxylate transporteur) soit être reconvertit en pyruvate.
Le devenir du pyruvate principal va être d’entrer dans la mitochondrie qui va donner de l’acétyl Co A qui va être détruit par le cycle de Krebs qui va récupérer les hydrogènes pour aller les mettre sur le NAD et le FAD pour former le NADH+ et le FADH qui sont des substrats de la chaîne respiratoire pour former de l’ATP.
Le pyruvate va subir une décarboxylation et une déshydrogénation via le pyruvate déshydrogénase.
V- Et après voir le cycle de Krebs
A chaque tour de cycle un acétyl-coA (2C) se condense à un oxaloacétate (4C) pour former un citrate (6C).
Le citrate et les deux intermédiaires suivants sont des tricarboxyliques (cycle des tricarboxyliques).