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PACES - UE1 2013-2014 ED 2 Biochimie Catabolisme glucidique Production dénergie Mise en réserve de lénergie Régulation hormonale.

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1 PACES - UE ED 2 Biochimie Catabolisme glucidique Production dénergie Mise en réserve de lénergie Régulation hormonale

2 Question 1 Le schéma ci-dessous représente une séquence métabolique de la glycolyse anaérobie (la réversibilité des réactions nest pas précisée). Chacune des cases vides correspond à un composé (I, II, III, IV…) et les chiffres (1), (2) et (3) indiquent les enzymes impliquées. A: le composé I est le 3- phosphoglycéraldéhyde B: le composé V est le phosphoénolpyruvate C:lenzyme (1) est une déshydrogénase D:lenzyme (2) est une phosphatase E:plusieurs iso-enzymes existent pour lenzyme (3)

3 Question 1 : le schéma ci-dessous représente une séquence métabolique de la glycolyse anaérobie Pi 3 PGA-DH P-glycérate kinase 3-P-glycéraldéhyde (3-PGA) NAD + NADH + H + ADP ATP pyruvate LDH A : I est le 3-phosphoglycéraldéhyde B : V est le phospho- énolpyruvate (V) : Pyruvate C : lenzyme (1) est une déshydrogénase D : lenzyme (2) est une phosphatase Kinase E : plusieurs iso-enzymes existent pour lenzyme (3)

4 Lactate déshydrogénase LDH : 5 isoenzymes 2 gènes 2 polypeptides : M(uscle) et H(eart) M4M4 M3HM3HM2H2M2H2 MH 3 H4H4 dépôt association non covalente de 4 chaînes polypeptidiques H ou M

5 Question 2 Le schéma ci-dessous représente un point de contrôle important de la glycolyse hépatique : A : E1 est une phosphatase B : E2/E2 est la PFK-1 C : le composé (2) est un activateur de la PFK-1 D : lAMPc active une protéine kinase E : la production dAMPc a pour conséquence une déphosphorylation de lenzyme bifonctionnelle E2/E'2

6 néoglucogenèse Question 2 : le schéma ci-dessous représente un point de contrôle important de la glycolyse hépatique ATP ADP PFK-1 PP = protéine phosphatase 2A PKA = protéine kinase dépendant de lAMPc E2/E2 : PFK-2/Fr-2,6-bisphosphatase glycolyse ATP ADP 2H 2 O 2P i PP H2OH2O Pi 2ADP 2ATP PKA

7 ATP ADP ATP ADP H2OH2O Pi 2H 2 O 2P i PP PFK-1 2ADP 2ATP PKA E2/ E2 PFK-2/FBPase-2 C : (2) est un activateur de la PFK-1 A : E1 est une phosphatase B : E2/E2 est la PFK-1 E1 est une kinase / PFK1 phosphofructokinase Question 2ADP AMP + Citrate - AMP est activateur E2/E2 PFK-2 / Fr 2,6-bisphosphatase-2

8 E : la production dAMPc a pour conséquence une déphosphorylation de lenzyme bifonctionnelle E2/E'2 ATP ADP ATP ADP H2OH2O Pi 2H 2 O 2P i PP PFK-1 E2/E2 PFK-2/FBPase-2 Question 2 F-2,6-BP + D : lAMPc active une protéine kinase une phosphorylation de E2/E2 PKA 2ADP 2ATP

9 A: E3 est la glycérolkinase B: E6 est la fructose-6- phosphatase C: E8 est la glucose-6- phosphatase. D: le composé (2) est le fructose-6-phosphate E: le fructose peut être un précurseur du glycogène Question 3 Soit le schéma métabolique suivant concernant le métabolisme du fructose (la réversibilité des réactions nest pas toujours précisée) :

10 Question 3 :métabolisme du fructose Fructokinase Aldolase B GA kinase Aldolase Triose-P-isomérase Phosphohexose isomérase GA Fr-1,6-BP Glc-6-phosphatase PiPi Pi Fr 1,6- bisphosphatase Glc-6-P Fr-6P

11 E1:Fructokinase E2:Aldolase B Aldolase E4:Triose-P-isomérase E7: Phosphohexose isomérase GA Fr-1,6-BP PiPi Pi Glc-6-P Fr-6P C : E8 est la glucose-6-phosphatase E8 : Glc-6- phosphatase A : E3 est la glycérol kinase B : E6 est la fructose-6-phosphatase E3: Glycéraldéhyde kinase Glycéraldéhyde kinase E6: Fr 1,6- bisphosphatase Fr-1,6 bis phosphatase Question 3 :métabolisme du fructose

12 Glycéraldéhyde E1:Fructokinase Aldolase B E3: Glycéraldéhyde kinase Aldolase B E4:Triose-P-isomérase Phosphohexose isomérase Fr-1,6-BP E8 : Glc-6- phosphatase PiPi Pi E6: Fr 1,6- bisphosphatase Glc-6-P Fr-6P D: le composé 2 est le fructose-6-phosphate E : le fructose peut être un précurseur du glycogène Question 3 :métabolisme du fructose 2 = Fr-1,6-BP OUI dans le foie

13 Question 4: Concernant la glucose-6-phosphate déshydrogénase: A: elle catalyse l'étape d'engagement de la voie des pentose- phosphates B: elle est régulée par la disponibilité en NAD + C: son substrat est le glucose-1-phosphate D: elle a pour cofacteur, la thiamine diphosphate E: elle est impliquée dans le métabolisme du glutathion au niveau des érythrocytes NADP + Glucose-6-P OH H O CH 2 O OH H H H H P H O CH 2 O OH H H H P O 6-P-Gluconolactone glucose-6-P-deshydrogénase NADPH + H + NADP + Glc-6P

14 peroxyde ROH Glutathion réduit Glutathion oxydé glutathion peroxydase glutathion réductase NADP+ Glc-6-P glucose-6-phosphate deshydrogénase

15 Question 5 Soit la séquence métabolique suivante se produisant dans le globule rouge (les composés ne sont pas tous forcément représentés) : E3 E2 Pyruvate E1 E4 3-Phospho- glycéraldéhyde I II IV III Pi V VI VII VIII A : cette séquence se produit dans la mitochondrie B : E1 est une déshydrogénase C : E2 est la phosphoglycérate kinase D : E4 a une activité kinasique et phosphatasique E : le bilan énergétique de la séquence est de 3,5 ATP

16 Question 5 Soit la séquence métabolique suivante se produisant dans le globule rouge (les composés ne sont pas tous forcément représentés) : E3 E2 Pyruvate E1 E4 3-Phospho- glycéraldéhyde I II IV III Pi V VI VII VIII 3 PGA-DH 1,3-bis phosphoglycérate NAD + NADH +H + Lactate LDH ADP ATP 3-PG E2 = Phospho glycérate kinase 2,3-BPG Shunt de Rapoport bisphosphoglycérate mutase I IV bisphosphoglycérate phosphatase IV II E4 = enzyme bifonctionnelle

17 E3 E2 Pyruvate E1 E4 3-Phospho- glycéraldéhyde I II IV III Pi V VI VII VIII 1,3-bis phosphoglycérate NAD + NADH +H + ADP ATP 3-PG 2,3-BPG Lactate LDH B : E1 est une déshydrogénase Question 5 C : E2 est la phosphoglycérate kinase A : cette séquence se produit dans la mitochondrie E4 : enzyme bifonctionnelle BPG phosphatase/mutase D : E4 a une activité kinasique et phosphatasique NON 3-PGA-DH E2 : PGK E4 : enzyme bifonctionnelle PGK

18 E3 E2 Pyruvate E1 E4 3-phospho- glycéraldéhyde I II IV III Pi V VI VII VIII 3 PGA-DH1,3-BPG NAD + NADH + H + ADP ATP 2,3-BPG Lactate LDH Question 5 E : le bilan énergétique de la séquence est de 3,5 ATP 1 ou 2 ATP formés 3-PG ADP ATP PEP2-PG HOH2OHOH2O

19 Question 1 Soit la réaction de transformation du pyruvate en acétylCoA A : cette réaction a lieu dans le cytosol B : cette réaction est une décarboxylation oxydative C : cette réaction fait intervenir, entre autres coenzymes, le TDP, le FAD et la biotine D : le NADH finalement produit donnera naissance à 2,5 ATP grâce à la chaîne respiratoire E : lacétyl-CoA produit est destiné à rentrer dans le cycle de Krebs Production de lénergie

20 Question 1 Soit la réaction de transformation du pyruvate en acétylCoA A : cette réaction a lieu dans le cytosol B : cette réaction est une décarboxylation oxydative C : cette réaction fait intervenir, entre autres coenzymes, le TDP, le FAD et la biotine dans la mitochondrie Complexe de la pyruvate déshydrogénase Pyruvate + NAD + + CoASH CO 2 + NADH + H + + CH 3 - C~SCoA O Acétyl-CoA Thiamine diphosphate (TDP) Acide lipoïque CoA-SH FAD NAD + 5 coenzymes

21 CH 3 -CO-COOH CO 2 TDP E1 = Pyruvate déshydrogénase E2 = dihydrolipoamide transacétylase CO CH 3 L SH S ~ HSCoA CH 3 -C ~ SCoA CH 3 -CHOH-TDP O FADH 2 L S S L SH SHSH FAD E3 = Dihydrolipoamide déshydrogénase NAD + NADH + H + ~

22 E : lacétyl-CoA produit est destiné à rentrer dans le cycle de Krebs Question 1 (suite) Transformation du pyruvate en acétyl-CoA D : le NADH finalement produit donnera naissance à 2,5 ATP grâce à la chaîne respiratoire Complexe de la pyruvate déshydrogénase Pyruvate + NAD + + CoASH CO 2 + NADH + H + + CH 3 - C~SCoA O Acétyl-CoA 2 CO 2 Acétyl-CoA Chaîne respiratoire ATP KREBS Pyruvate H + et e -

23 Question 2 Chaque tour de spire de la -oxydation d'une mole d'acyl-coenzyme A: A : comporte 2 réactions d'oxydation B : comporte 2 réactions d'hydratation C : comporte 1 réaction de thiolyse D : nécessite une molécule de CoA-SH E : fournit 12 ATP, grâce aux coenzymes réduits obtenus et grâce à la dégradation totale de l'acétyl-CoA

24 Question 2 Chaque tour de spire de la -oxydation d'une mole d'acyl-coenzyme A: oxydation hydratation thiolyse

25 Question 2 Chaque tour de spire de la -oxydation d'une mole d'acyl-coenzyme A acyl CoA (n) acyl CoA (n-2) CH 3 - C~SCoA O CoASH A : comporte 2 réactions d'oxydation C : comporte 1 réaction de thiolyse B : comporte 2 réactions d'hydratation D : nécessite une molécule de CoA-SH Acyl-CoA deshydrogénase L-3-OH acyl-CoA deshydrogénase Enoyl-CoA hydratase Acyl-CoA thiolase

26 1 tour de spire de -oxydation : FADH 2, NADH + H +, acétyl CoA E : fournit 12 ATP, grâce aux coenzymes réduits obtenus et grâce à la dégradation totale de l'acétyl-CoA acyl CoA (n) acyl CoA (n-2) CH 3 - C~SCoA O CoA-SH FAD FADH 2 NAD + NADH, H + cycle de Krebs Question 2 Chaque tour de spire de la -oxydation d'une mole d'acyl-coenzyme A cycle de Krebs 1,5 ATP 2,5 ATP

27 citrate synthase Oxaloacétate aconitase NAD + NADH NAD + NADH NAD + NADH isocitrate déshydrogénase complexe de l -cétoglutarate déshydrogénase CoA-SH succinate thiokinase (succinyl CoA synthétase) FAD FADH 2 succinate déshydrogénase fumarase malate déshydrogénase dégradation de lacétyl CoA dans le cycle de Krebs : 10 ATP 1 FADH 2 (1,5 ATP) + 3 NADH, H + ( 7,5 ATP )+ 1 ATP 10 ATP

28 1 tour de spire de -oxydation : 4 ATP 1 FADH 2 (1,5 ATP) et 1 NADH, H + (2,5 ATP) 4 ATP Bilan = 14 ATP formés dégradation de lacétyl CoA dans le cycle de Krebs : 10 ATP 1 FADH 2 (1,5 ATP) + 3 NADH, H + ( 7,5 ATP )+ 1 ATP 10 ATP E : fournit 12 ATP, grâce aux coenzymes réduits obtenus et grâce à la dégradation totale de l'acétyl-CoA Question 2 Chaque tour de spire de la -oxydation d'une mole d'acyl-coenzyme A

29 Question 3 La cétogenèse et la cétolyse A : lacétoacétylCoA est hydrolysé directement en acétoacétate B : les corps cétoniques sont synthétisés à partir dacétylCoA venant des acides gras C : les corps cétoniques peuvent être transformés en glucose dans le foie D : 3-OH butyrate et acétoacétate sont utilisés par les tissus périphériques E : laccumulation de corps cétoniques est une caractéristique du diabète sucré de type I

30 Question 3 La cétogenèse et la cétolyse A : lacétoacétylCoA est hydrolysé directement en acétoacétate B : les corps cétoniques sont synthétisés à partir dacétylCoA venant des acides gras 3-hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA (HMG-CoA) HMG-CoA synthase acétoacétate acétyl-CoA HMG-CoA lyase acétoacétyl-CoA 2 acétyl-CoA thiolase CoASH acétone CO 2 3-OH butyrate NADH, H + NAD + Cétogenèse Mitochondrie hépatique

31 Question 3 La cétogenèse et la cétolyse C : les corps cétoniques peuvent être transformés en glucose dans le foie D : 3-OH butyrate et acétoacétate sont utilisés par les tissus périphériques Utilisation par les tissus des corps cétoniques formés dans le foie quand les sources de glucose sont insuffisantes (jeûne) acétoacétate acétoacétyl-CoA 3-OH butyrate déshydrogénase 3-OH butyrate NADH, H + NAD + Succinyl-CoA succinate acétyl-CoA 3-cetoacyl-CoA transférase thiolase Cétolyse

32 Question 3 E : laccumulation de corps cétoniques est une caractéristique du diabète sucré de type I Diabète de type I = défaut de production dinsuline Le glucose ne peut pas pénétrer dans les cellules pour être utilisé comme source dénergie Formation de corps cétoniques

33 Question 4 Le cycle de Krebs (cycle de lacide citrique) A : le cycle de lacide citrique est présent dans toutes les cellules B : lacide citrique est formé par condensation de lacide succinique avec lacétylCoA C : sur les 8 réactions du cycle, 3 produisent du FADH 2 et une produit du NADH, H + D : une réaction anaplérotique du cycle de Krebs est catalysée par la pyruvate carboxylase E : le bilan énergétique de la dégradation dun acétylCoA (cycle de Krebs + chaîne respiratoire) est de 12,5 ATP

34 Question 4 Le cycle de Krebs (cycle de lacide citrique) A : le cycle de lacide citrique est présent dans toutes les cellules B : lacide citrique est formé par condensation de lacide succinique avec lacétylCoA dans les cellules qui ont des mitochondries pas de cycle de Krebs dans les hématies pas de cycle de Krebs dans les hématies Condensation de lacétylCoA et de loxaloacétate H2OH2O HSCoA C SCoA O CH 3 + COOH C CH 2 HO COOH CH 2 COOH CO COOH CH 2 oxaloacétate citrate citrate synthase acétylCoA

35 Question 4 C : sur les 8 réactions du cycle, 3 produisent du FADH 2 et une produit du NADH, H + citrate synthase Oxaloacétate aconitase NAD + NADH NAD + NADH NAD + NADH isocitrate déshydrogénase complexe de l -cétoglutarate déshydrogénase CoA-SH succinate thiokinase (succinyl CoA synthétase) FAD FADH 2 succinate déshydrogénase fumarase malate déshydrogénase X X 1 FADH 2 et 3 NADH, H +

36 Question 4 D : une réaction anaplérotique du cycle de Krebs est catalysée par la pyruvate carboxylase E : le bilan énergétique de la dégradation dun acétyl-CoA (cycle de Krebs + chaîne respiratoire) est de 12,5 ATP Pyruvate + CO 2 + ATP Oxaloacétate + ADP + Pi + 2 H + Formation doxaloacétate : pyruvate carboxylase (biotine) isocitrate déshydrogénase -cétoglutarate déshydrogénase succinyl-CoA synthétase (GTP) succinate déshydrogénase malate déshydrogénase NADH ou FADH 2 formés ATP formés 1 NADH – 1 FADH 2 1 NADH 2,5 1, ATP anaplérotique : qui fournit un composé du cycle de Krebs

37 Question 5Soit le schéma métabolique suivant (X, 1, 2, 3 et 4 sont les principaux métabolites ; E1, E2, E3 et E4 les enzymes; tous les intervenants ne sont pas représentés) A: 1 est un produit de la glycolyse B: X est loxaloacétate C : lenzyme E1 est activée par l'acétyl-CoA D : lenzyme E3 est laspartate aminotransférase E : lenzyme E4 a pour coenzyme le couple NAD + / NADH + H +

38 Question 5Soit le schéma métabolique suivant (X, 1, 2, 3 et 4 sont les principaux métabolites ; E1, E2, E3 et E4 les enzymes; tous les intervenants ne sont pas représentés) pyruvate oxaloacétate malate ASP citrate A: 1 est un produit de la glycolyse B: X est loxaloacétate GLU = glutamate ASP = aspartate

39 pyruvate oxaloacétate Pyruvate carboxylase malate Asp ASAT citrate Malate deshydrogénase Question 5 E : lenzyme E4 a pour coenzyme le couple NAD + / NADH + H + D : lenzyme E3 est laspartate aminotransférase C : lenzyme E1 est activée par l'acétyl-CoA Citrate synthase

40 Question 6Chaîne respiratoire A : les NADH, H+ sont réoxydés au niveau de la membrane mitochondriale externe B : les équivalents réducteurs sont transférés dun couple redox à lautre dans le sens du gradient de potentiel allant du plus négatif au plus positif C : en tenant compte du gradient de protons, la réaction catalysée par le complexe I sécrit : NADH + UQ + 5 H + ma NAD + + UQH H + cy D : la succinate déshydrogénase fait partie du cycle de Krebs et de la chaîne respiratoire E : loxygène est un des substrats du complexe III

41 Question 6Chaîne respiratoire A : les NADH, H + sont réoxydés au niveau de la membrane mitochondriale externe MME MMI - complexes I à IV - ATP synthase - Translocases EIM Canaux de porine membrane mitochondriale interne

42 Question 6 (suite) Chaîne respiratoire B : les équivalents réducteurs sont transférés dun couple redox à lautre dans le sens du gradient de potentiel allant du plus négatif au plus positif du plus réducteur vers le plus oxydant C : en tenant compte du gradient de protons, la réaction catalysée par le complexe I sécrit : NADH + UQ + 5 H + ma NAD + + UQH H + cy D : la succinate déshydrogénase fait partie du cycle de Krebs et de la chaîne respiratoire La réaction de transfert délectrons est couplée au transfert de 4 protons de la matrice (ma) vers lEIM (cy) (UQ = ubiquinone, UQH2 = ubiquinol) FAD FADH 2 CH 2 COOH fumaratesuccinate CH COOH HOOC Krebs:étape 6 Chaîne respiratoire : complexe II

43 4H + 2H + 4H + NAD + Fumarate ½O 2 +2H + H2OH2O ADP+Pi H+H+ ATP E : loxygène est un des substrats du complexe III Question 6Chaîne respiratoire O 2 = Accepteur des e - du complexe IV (cytochrome oxydase) NON

44 NADH : 10 H + passent dans lEIM synthèse de 2.5 ATP FADH 2 : 6 H + passent dans lEIM synthèse de 1.5 ATP UQ 4 H + EspaceIntermembranaire Matrice mitochondriale CI Succinate NAD + CIII CIV 4 H + 2H + Fumarate Cyt c 1 2 O H + H2OH2O MMI C II Cyt C FADH 2 NADH + H + FAD

45 Question 7 Concernant la synthèse de lATP par la chaîne respiratoire A : le transfert d'électrons à l'O 2 est couplé à la synthèse d'ATP B : ladénosine nucléotide translocase est un antiport C : la sous-unité F1 de l'ATP synthase contient le site de synthèse de l'ATP D : lorsquon ajoute du dinitrophénol à une préparation de mitochondries, celles-ci peuvent consommer loxygène mais ne synthétisent plus dATP E : lénergie nécessaire est fournie uniquement par un gradient électrique

46 4H + 2H + 4H + NAD + Fumarate ½O 2 +2H + H2OH2O ADP+Pi H+H+ ATP Question 7 Concernant la synthèse de lATP par la chaîne respiratoire A : le transfert d'électrons à l'O2 est couplé à la synthèse d'ATP

47 ATP 4- ADP 3- ATP 4- ADP 3- 3H + H+H+H+H+ H+H+H+H+ H 2 PO4 - Espaceintermembranaire Matrice Adénosinenucléotidetranslocase(antiport) ATPsynthase PhosphateTranslocase(symport) F0 F1 4 H + 1 ATP

48 Question 7 Concernant la synthèse de lATP par la chaîne respiratoire A : le transfert d'électrons à l'O 2 est couplé à la synthèse d'ATP B : ladénosine nucléotide translocase est un antiport C : la sous-unité F1 de l'ATP synthase contient le site de synthèse de l'ATP D : lorsquon ajoute du dinitrophénol à une préparation de mitochondries, celles-ci peuvent consommer loxygène mais ne synthétisent plus dATP Le DNP est un acide qui soppose au gradient de protons + H + + H + NO 2 OH NO 2 O-O- Agent découplant : 2,4-dinitrophénol ou DNP

49 Question 7 Concernant la synthèse de lATP par la chaîne respiratoire E : lénergie nécessaire est fournie uniquement par un gradient électrique et un gradient de pH Hypothèse de Mitchell : couplage chimio-osmotique La MMI est imperméable aux protons La chaîne membranaire de transfert délectrons est couplée à un transport actif de protons vers lEIM Le transport des protons de lEIM vers la matrice fournit lénergie nécessaire à la synthèse dATP

50 ATP 4- ADP 3- ATP 4- ADP 3- 3H + H+H+H+H+ H+H+H+H+ H 2 PO4 - Espaceintermembranaire Matrice ATPsynthase F0 F1 4 H + 1 ATP Le transport des protons de lEIM vers la matrice fournit lénergie nécessaire à la synthèse dATP

51 Mise en réserve de lénergie Question 1 Quelles enzymes, entre autres, sont nécessaires à la néoglucogenèse hépatique à partir du glycérol ? A : malate deshydrogénase B : glycérol-3-phosphate deshydrogénase C : énolase D : glucose-6-phosphatase E : aldolase

52 ATPADP Glycérol Glycérol kinase Glycérol-3-P NAD + NADH,H + PDHA Glc-6P Glycérol-3-Pdeshydrogénase GA3P Fr-1,6-BP Aldolase Fr-6P Fr 1,6 BP phosphatase Glucose Phospho hexose isomérase Glc-6-phosphatase Question 1 Quelles enzymes, entre autres, sont nécessaires à la néoglucogenèse hépatique à partir du glycérol ? A : malate deshydrogénase B : glycérol-3-phosphate deshydrogénase C : énolase D : glucose-6-phosphatase E : aldolase

53 Question 2 Soit le carrefour métabolique suivant où (1) (2) (3) et (4) sont des voies métaboliques A : ce carrefour est présent dans tous les tissus B : pour entrer dans la mitochondrie, le pyruvate doit être activé C : (1) est une voie de la néoglucogenèse D : les voies (2) et (4) fonctionnent simultanément dans le foie E : un excès dATP inhibe la voie (3) (4) (2) (3) Glucose Glycogène Acides aminés Pyruvate (1) Glycogène

54 Question 2 Soit le carrefour métabolique suivant où (1) (2) (3) et (4) sont des voies métaboliques (4) (2) (3) Glucose Glycogène Acides aminés Pyruvate (1) Néoglucogenèse Dégradation du glycogène Glycolyse Synthèse de glycogène Glycogène A : ce carrefour est présent dans tous les tissus B : pour entrer dans la mitochondrie le pyruvate doit être activé Le pyruvate entre librement dans la mitochondrie où il est activé en acétyl CoA Dans le foie uniquement

55 Question 2 Soit le carrefour métabolique suivant où (1) (2) (3) et (4) sont des voies métaboliques (4) (2) (3) Glucose Glycogène Acides aminés Pyruvate (1) Néoglucogenèse Dégradation du glycogène Glycolyse Synthèse de glycogène Glycogène C : (1) est une voie de la néoglucogenèse D : les voies (2) et (4) fonctionnent simultanément dans le foie E : un excès dATP inhibe la voie (3) glycogènogenèse et glycogénolyse sont coordonnées et antagonistes Un excès dATP inhibe la glycolyse

56 Question 3: Soit le schéma métabolique suivant A : (1) est lUDP-glucose B : (4) est le glucose C : (5) est du glycogène (n-1) D : E3 est la glucose-6-phosphatase E : E7 est la Glc-1-phosphatase

57 Obj: réserve de glucose Question 3 Pi Glycogène n-1 Glc-1-P Glycogène phosphorylase glycolyse glucokinase PP UTP UDP-Glc UDP UTP UDPG-pyro- phosphorylase Glycogène synthase Nucléoside diphosphate kinase Glc-6-P Phosphoglucomutase Obj: libérer du glucose Glc Glc-6-phosphatase

58 NON Obj: réserve de glucose Obj: libérer du glucose Question 3 Pi Glycogène n-1 Glc-1-P Glycogène phosphorylase glycolyse Glc-6-P Phosphoglucomutase glucokinase PP UTP UDP-Glc UDPG-pyro- phosphorylase Glycogène synthase UDP UTP Nucléoside diphosphate kinase GlcGlc-6-phosphatase A : (1) est lUDP-glucose B : (4) est le glucose

59 NON UDPG : forme activée du glucose pour la synthèse de glycogène Question 3 Pi Glycogène n-1 Glc-1-P Glycogène phosphorylase glycolyse Glc-6-P Phosphoglucomutase glucokinase PP UTP UDP-Glc UDPG-pyro- phosphorylase Glycogène synthase UDP UTP Nucléoside diphosphate kinase GlcGlc-6-phosphatase C : (5) est du glycogène (n-1)

60 NON Question 3 Pi Glycogène n-1 Glc-1-P Glycogène phosphorylase glycolyse Glc-6-P Phosphoglucomutase glucokinase PP UTP UDP-Glc UDPG-pyro- phosphorylase Glycogène synthase UDP UTP Nucléoside diphosphate kinase GlcGlc-6-phosphatase E : E7 est la Glc-1-phosphatase D : E3 est la glucose-6-phosphatase

61 Question 4 (concours ) A: la glycogène synthase est active sous forme déphosphorylée B: la glycogène synthase a comme substrat le glucose C: lUDP-glucose est un intermédiaire commun à la synthèse et à la dégradation du glycogène D: la protéine kinase A est le relais de linsuline au cours de lactivation de la synthèse du glycogène E: la protéine phosphatase-1 (sous forme phosphorylée active) agit en même temps sur la phosphorylase kinase et la glycogène synthase, entraînant la dégradation du glycogène ainsi que linhibition de sa synthèse

62 Question 4 (concours ) A: la glycogène synthase est active sous forme déphosphorylée Synthase active UDP-Glc Glycogène Synthase inactive P PP1 P B: la glycogène synthase a comme substrat le glucose UDP-Glc X C: lUDP-glucose est un intermédiaire commun à la synthèse et à la dégradation du glycogène NON

63 Pi Glycogène n-1 Glc- 1-P glycolyse Glc-6-P Phosphoglucomutase PP UTP UDP-Glc Glycogène synthase (E6) UDP UTP GlcGlc-6-phosphatase Glycogène phosphorylase (E1) glucokinase Le glucose-1-P est un intermédiaire commun à la synthèse et à la dégradation du glycogène

64 Question 4 (concours ) D: la protéine kinase A est le relais de linsuline au cours de lactivation de la synthèse du glycogène protéine kinase B (PKB) Relais de linsuline NON AMP C et PKA Relais du glucagon Récepteur Insuline PKB P PKB active PP1 PP1 active P Activation de la glycogène synthase Récepteur Glucagon Stimulation de ladénylate cyclase ATP AMPc PKA PKA active Activation de la phosphorylase

65 Question 4 (concours ) E: la protéine PP1 (sous forme phosphorylée active) agit en même temps sur la phosphorylase kinase et la glycogène synthase, entraînant la dégradation du glycogène ainsi que linhibition de sa synthèse PP1 PKB PP1 PInsuline P Synthase active Synthase inactive P UDP-Glc Glycogène Glc-6-P Glc-1-P Pase kinase inactive Pase kinase active P PP1 PP1 P Pase active Pase inactive P dégradation du glycogène inhibée Synthèse de glycogène activée X X

66 Récepteur Protéine kinase B ou PKB PKB P active PP1 PP1 active P Glycogène phosphorylase Glycogène phosphorylase kinase inactive glycogénolyse Glycogène synthase active Synthèse de glycogène Insuline Mise en réserve du glucose Action hypoglycémiante

67 Libération de glucose Action hyperglycémiante inactive P Glycogène synthase Synthèse de glycogène Récepteur ATP AMPc Glucagon Stimulation de ladénylate cyclase R Protéine kinase A C C R AMPc + Glycogène phosphorylase Glycogène phosphorylase kinase active Glycogénolyse P active P

68 Question 5: Régulation du métabolisme A: linsuline, le glucagon et ladrénaline sont les 3 principales hormones hyperglycémiantes B: linsuline est libérée par exocytose de la cellule du pancréas en réponse à un taux de glucose élevé C: le glucagon stimule la glycolyse dans le foie D: le cortisol stimule la néoglucogenèse hépatique E: le diabète sucré, non équilibré, est caractérisé par une hypoglycémie à jeun

69 Question 5 A: linsuline, le glucagon et ladrénaline sont les 3 principales hormones hyperglycémiantes NON : linsuline est hypoglycémiante Glycogène Glc Pyruvate INSULINE Hormones antagonistes au niveau du foie Glycogène Glc Pyruvate GLUCAGON Glycogène Glc-[6-P] Pyruvate Lactate ADRENALINE Glycogène Glc Pyruvate CORTISOL Foie Muscle

70 Question 5 B: linsuline est libérée par exocytose de la cellule du pancréas en réponse à un taux de glucose élevé Taux de glucose sanguin élevé Pancréas Insuline libérée par exocytose Foie Muscle Adipocytes Cellule Cellule ATP SECRETION INSULINIQUE Granules de stockage NON les cellules libèrent du glucagon

71 Question 5 C: le glucagon stimule la glycolyse dans le foie Le GLUCAGON1- Mobilise les réserves de glycogène 2- Stimule la néoglucogenèse Effet métabolique Enzyme cible 2- F-1,6-bisphosphatase PFK1 [Fr-2,6-BP] Néoglucogenèse Glycolyse Pyruvate kinase Synthèse du glycogène 1- Glycogène phosphorylase Glycogène synthase Dégradation du glycogène NON le GLUCAGON est HYPERGLYCEMIANT le glucagon inhibe la glycolyse

72 Question 5 D: le cortisol stimule la néoglucogenèse hépatique Fourniture dacides aminés précurseurs de la néoglucogenèse Synthèse des enzymes spécifiques: PC, PEPCK, F-1,6-BPase, Glc-6-Pase Au cours du jeûne physiologique: le CORTISOL est HYPERGLYCEMIANT Effets du CORTISOL Néoglucogenèse Catabolisme protéique

73 Question 5 E: le diabète sucré, non équilibré, est caractérisé par une hypoglycémie à jeun Diabète sucré : Déficience de la sécrétion et/ou de laction de linsuline Caractérisé par une hyperglycémie à jeûn NON

74 Question 6 : Régulation du métabolisme A: en période post prandiale, linsuline permet la mise en réserve de glucose en excès sous forme de glycogène B: en période post prandiale, le glucose en excès est utilisé pour la synthèse des acides gras et leur stockage, sous forme de triglycérides, dans le tissu adipeux C: en période inter prandiale, le maintien de la glycémie est assuré par la glycogénolyse D: lors dune période de jeûne, la concentration des corps cétoniques augmente dans le sang E: lors dune période de jeûne, le maintien de la glycémie fait intervenir la néoglucogenèse

75 Question 6 : Régulation du métabolisme A: en période post prandiale, linsuline permet la mise en réserve de glucose en excès sous forme de glycogène B: en période post prandiale, le glucose en excès est utilisé pour la synthèse des acides gras et leur stockage, sous forme de triglycérides, dans le tissu adipeux Glucose provenant du sang circulant Glycogène Glc-6-P Glucose Ac Gras et Triglycérides Utilisé comme combustible Elévation du rapport insuline/glucagon GK Tissu adipeux PERIODE POST PRANDIALE (0-4h) Cellule hépatique

76 Question 6 : Régulation du métabolisme C: en période interprandiale, le maintien de la glycémie est assuré par la glycogénolyse Passage du glucose dans la circulation Glycogène Glc-6-P Glucose Augmentation du rapport glucagon/insuline PERIODE INTER PRANDIALE PERIODE INTER PRANDIALE (4-10h) Cellule hépatique

77 Question 6 : Régulation du métabolisme D: lors dune période de jeûne, la concentration des corps cétoniques augmente dans le sang E: lors dune période de jeûne, le maintien de la glycémie fait intervenir la néoglucogenèse Passage du glucose dans la circulation Pyruvate Glc-6-P Glucose Ac. gras utilisés comme combustibles Stimulation par le cortisol Ac. gras venant du tissu adipeux JEUNE PHYSIOLOGIQUE JEUNE PHYSIOLOGIQUE OA AA glycoformateurs Protéines Corps cétoniques Tissus périphériques

78 Post-prandial : glycogénogenèse (0-4H) Interprandial : glycogénolyse (4H-10H) Jeûne physiologique : (10H-24H) Ac. Gras Corps cétoniques 1 er temps : Lipolyse Glycérol Néoglucogenèse 2 ème temps : Lipolyse + Néoglucogenèse (AA) Régulation métabolique


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