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La GlycolyseVoie de Embden-Meyerhoff
Glucose …Pyruvate
+ ATPGlycolyseEn milieu aérobie :
Extraction de l’énergie contenue dans le glucose
Pyruvate Pyruvate CO2 + H2O
Mitochondrie
Cycle de Krebs Chaîne de transport des électronsGlycolyse
Chap III.
Figures tirées de
Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company
Lehninger Principles of BiochemistryFourth Edition
En anaérobiose : ex : muscle en contraction très active.
Pyruvate Lactate
Dans les organismes anaérobies :
Pyruvate Éthanol
{FERMENTATIONS
BILAN : Glucose Pyruvate CO2 + H2OGlycolyse
Lactate
Ethanol
I. Petit historique de la glycolyse :description glycolyse // développement de la biochimie
1897 Edouard Buchner et Hans BuchnerDécouverte fortuite
1905 Arthur Harden et William Young
puis Gustav Embden
Otto Meyerhof
Carl Neuberg
Jacob Parnas
Otto Warburg
Gertz et Carl Cori
1940 Elucidation complète
Observation 2 :
Pi disparaît, incorporation dans ose (fructose 1,6-diphosphate)
Observation 3 :
Observation 1 :
v très rapidement
v très rapidement si + phosphate
FermentationGlucose + extrait de levure
Extrait delevure
dialyse >>inactif
chauffage à 50°C>> inactif
} mélange>> actif
contient thermolabileZYMASE
contient petitesmolécules
COZYMASE
Contribution de Arthur Harden et William Young
enzymes
Métaux, ATP, ADP, NAD+
Vue d’ensemble de la glycolyseGlucose
Glucose 6-P
Fructose 6-P
Fructose 1,6-bisP
Dihydroxy-acétone
phosphate
Glyceraldéhyde 3-P
1,3-Biphosphoglycérate
3-Phosphoglycérate 2-Phosphoglycérate Phosphoénolpyruvate
Pyruvate
Phosphorylation des hexoses
Formation des trioses
Oxydo-Réductions
Pyruvatekinase
énolase
Phosphoglycéro-mutase
Phosphoglycératekinase
Glyceraldéhyde 3-Pdéshydrogénase
Triose phosphateisomérase
Aldolase
Phosphofructo-kinase
Phosphoglucoseisomérase
Hexokinase
H2O
ADP
ATP
ADP
ADP
ADP
ATP
ATP
ATP
NADH + H+NAD+ + Pi
Réactions dans le cytoplasme
II. Les différentes étapes de la glycolyse
1. Glucose Fructose 1,6-di P
a) Glucose O
CH2OH
+ ATP
O
CH2O PO 32-
ADP + H+
O CH2OHPO32-OCH2
CH2O PO 32-
OPO32-OCH 2
ATP
ADP + H+
Hexokinase
b) Isomérisation
c) Fructose 1-6 di P
Phosphoglucoseisomérase
Phosphofructokinase(allostérique)
Fructose 1-6 di P
Glucose 6 P
Fructose 6 P
aldose
cétose
2. Formation de 2 Glyceraldéhyde 3-phosphate
a) Coupure d’1 Fructose 1,6-bisphosphate
b) Isomérisation
+ C O
CH2OH
CH2O PO 32-
C O
CH2O PO 32-
C HHO
CH OH
CH OH
CH2O PO 32-
CH OH
CH2O PO 32-
OC
H
Aldolase
Glyceraldéhyde3-phosphate
Dihydroxyacétonephosphate
CH OH
CH2O PO 32-
OC
H
C O
CH2OH
CH2O PO 32-
TriosephosphateisoméraseDHAP GA-3P
cétosealdose
Bilan : Fructose 1,6 di-P 2 glyceraldéhyde 3-P
3. Conversion d’1 GA 3 P 1,3 DG
CH OH
CH2O PO 32-
CO-
CH OH
CH2O PO 32-
CO PO 3
2-
CH OH
CH2O PO 32-
OC
H
4. Formation d’1 ATP
NAD+ + PiNADH + H+
ADPATP
Glyceraldéhyde 3 P
1-3 diphosphoglycérate
3-phospho glycérate
Glyceraldéhyde 3phosphate
déshydrogénase
Phosphoglycératekinase
Acyl phosphate
5. Formation de pyruvate et production d’un second ATP
a) Réarrangement intramoléculaire
C
CO-
CH2OH
H O PO 32-CH OH
CH2O PO 32-
CO-
3-phosphoglycérate 2-phosphoglycérate
Phosphoglycéromutase
b) Enolisation (déshydratation)
2-phosphoglycérate phosphoénolpyruvate
énolaseC O PO 3
2-
CH2
CO-
+ H2OC
CO-
CH2OH
H O PO 32-
c) Formation du pyruvate
C O PO 32-
CH2
CO-
+ ADP+ H+
CH3
C O
CO-
+ ATP
phosphoénolpyruvate PYRUVATE
pyruvate kinase
III. Bilan de la glycolyse
Glucose + 2 NAD+ + 2 Pi + 2 ADP
2 Pyruvate + 2 NADH + 2 ATP + 2 H2O + 2 H+
2 ATP formés
Glucose + ATP Glucose 6-P + ADPGlucose 6-P Fructose 6-P
Fructose 6-P + ATP Fructose 1,6 di-P + ADP
Fructose 1,6 di-P 2 Glyceraldéhyde 3-P
2 GA 3-P + 2 NAD+ + 2 Pi 2 1,3-DPG + NADH + 2 H+
2 1,3-DPG + 2 ADP 2 3-phosphoglycérate + 2 ATP
2 3-phosphoglycérate 2 2-phosphoglycérate
2 2-phosphoglycérate 2 phosphoénolpyruvate + 2 H2O2 phosphoénolpyruvate + 2 ADP 2 pyruvate + 2 ATP
IV. Importance des phosphorylations
On observe 2 stratégies de phosphorylation :
de l’ATP est utilisé au début
puis du phosphate inorganique (couplage avec des réactions RedOx)
Tous les intermédiaires sont phosphorylés :
Interactions ioniques avec aa sites actifs meilleure interactionenz / substrat
Composés hydrophiles maintient des molécules énergétiquesdans les cellules
charges négatives :
cellule
Glucose Glucose Glucose 6-P
seuledestinéeTransporteur actif
Importance de la phosphorylation du glucose
V. Hexokinase
L’enzyme se replie autour des substrats pour les piéger.Les molécules d’eau sont éliminées du site actif.
Hexokinase : transfert d’un groupe phosphoryle d’un ATP à un accepteur = kinase
Transfert sur oses à 6 carbones
Nécessité de magnésium (Mg++) ou manganèse (Mn++)
VI. La glyceraldéhyde 3 P déshydrogénase
> Réaction catalysée :
C
O
HR + H+ + NADHO- PC
O
R+ Pi + NAD+
> Intermédiaire de réactions :
C
O
HR XC
O
R
OC
O
R P
O
O-
O-
Très difficile carnécessite l’éliminationd’1 ion hydrure.
oxydation
phosphorylation
Réaction thermodynamiquement défavorable, rendue possible par 1réact° thermodynamiquement favorable, l’oxydation d’1 aldéhyde
VII. Régulation de la glycolyse
glycolyseFormation d’ATP, NADH
Formation de précurseurs
Harmonisation des besoins de la cellule
Site de ctrl = Enz catalysant des réact°s irréversibles
Glc 6-P
ATP, citrate
ATP
AMP,
fructose 2,6 di-P
signaux derichesse E >> frein
glycolyse.
signaux depauvreté E >>
stimult° glycolyse.
> hexokinase
> phosphofructokinase
> pyruvate kinase