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DESTINEE DU PYRUVATE EN AEROBIOSE ET ANAEROBIOSE.

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1 DESTINEE DU PYRUVATE EN AEROBIOSE ET ANAEROBIOSE

2 PLAN I/ Introduction II/ Catabolisme aérobie 1/ Transport du pyruvate dans les mitochondries 2/ Oxydation du pyruvate 3/ Régulation de la pyruvate déshydrogénase III/ Catabolisme anaérobie

3 INTRODUCTION -Deux possibilités de transformation pour le pyruvate: La dégradation aérobie en CO2 et H2O dans la mitochondrie La transformation anaérobie en lactate dans le cytoplasme -Le choix de la voie métabolique dépend de: la présence de mitochondries La quantité dO2 disponible

4 INTRODUCTION -Diverses réactions utilisent le NAD+mais deux réactions seulement en produisent significativement: Loxydation du NADH, H+ en NAD+ dans la mitochondrie au cours de la chaine respiratoire La réduction du pyruvate en lactate dans le cytoplasme couplée à une oxydation du NADH, H+ en NAD+

5 CATABOLISME AEROBIE -En présence dO2: -le NAD+ est régénéré dans la chaine respiratoire. - Le pyruvate pénètre dans la mitochondrie où il est oxydé en acétyl-CoA grâce à la pyruvate déshydrogénase. -Grâce au cycle de lacide citrique (dans lequel sengage lacétyl-CoA) et à la chaine respiratoire, de grandes quantités dATP sont formées

6 CATABOLISME AEROBIE En absence dO2 intracellulaire: - Accumulation de NADH, H+ dans le cytosol par manque de régénération de NAD+ par la chaine respiratoire - La conséquence est larrêt de la glycolyse car le 3PGA nest pas transformé en 1,3 biPglycérate (le NAD+ étant indispensable à la réaction) - Dans ce cas le pyruvate soriente vers la formation du lactate avec oxydation du NADH, H+ en NAD+ et la glycolyse peut alors continuer

7 CATABOLISME AEROBIE 1/ Transport du pyruvate dans les mitochondrie: -Le pyruvate est transporté vers les mitochondries grâce à un transporteur spécifique qui apporte non seulement le pyruvate mais aussi des ions H+ -Ceci parce que lacétyl CoA ne peut être formé que dans les mitochondries (pyruvate déshydrogénase intra mitochondriale)

8 CATABOLISME AEROBIE 2/ Oxydation du pyruvate: -Le pyruvate est transformé en acétyl CoA par décarboxylation oxydative -Réaction irréversible catalysée par plusieurs enzymes regroupées en un complexe multienzymatique associé à la membrane mitochondriale interne: cest le complexe de la pyruvate déshydrogénase

9 CATABOLISME AEROBIE - Ce complexe est composé de 3 enzymes et de 5 coenzymes: Pyruvate déshydrogénase Dihydrolipoyl acétyltransférase Dihydrolipoyl déshydrogénase TPP Acide lipoique Coenzyme A FADH NADH

10 CATABOLISME AEROBIE Pyruvate + H+ + CoA-SH + NAD+ Acétyl CoA + CO2 + NADH, H+

11 CATABOLISME AEROBIE 3/ Régulation de la pyruvate déshydrogénase: -A lieu sur la première enzyme du complexe multienzymatique: pyruvate déshydrogénase proprement dite -Celle-ci subit aussi bien une régulation allostérique quune régulation par phosphorylation

12 CATABOLISME AEROBIE a/ Régulation allostérique: -LADP, le NAD+ et le CoA: activent la pyruvate déshydrogénase (par déficit énergétique dans la cellule) -LATP, le NADH, H+ et lacétyl CoA: inhibent la pyruvate déshydrogénase (bonne réserve énergétique dans la cellule)

13 CATABOLISME AEROBIE b/ Régulation par phosphorylation: 2 enzymes servent exclusivement à la régulation du complexe multienzymatique: - Une protéine kinase spécifique qui phosphoryle la pyruvate déshydrogénase - Une phosphatase spécifique qui déphosphoryle la pyruvate déshydrogénase

14 CATABOLISME AEROBIE Si bonne réserve énergétique: il y a phosphorylation de la pyruvate déshydrogénase et donc inactivation du complexe En cas de forte concentration en pyruvate: il y a déphosphorylation de la pyruvate déshydrogénase et donc activation du complexe qui va dégrader le pyruvate pour produire de lénergie

15 CATABOLISME ANAEROBIE -Déficit en NAD+ dans le cytosol car la chaine respiratoire ne peut plus réoxyder le NADH,H+ -Pour éviter larrêt de la glycolyse et la mort de la cellule, le NADH, H+ est régénéré en NAD+ grâce à la LDH avec formation de lactate Pyruvate + NADH, H+ Lactate + NAD+ LDH

16 CATABOLISME ANAEROBIE

17 - Les principaux producteurs de lactate sont: Les érythrocytes (ne possèdent pas de mitochondries): la glycolyse anaérobie est la seule possibilité de produire de lénergie (2ATP) Les cellules musculaires : en cas deffort musculaire important, il y a un déficit en oxygène dans le muscle (il ny en a plus assez dans le sang pour répondre aux besoins des muscles) La chaine respiratoire et le cycle du citrate ne fonctionnent plus de façon maximale, ce qui explique la conversion du pyruvate en lactate avec formation de NAD+

18 CATABOLISME ANAEROBIE - 5 isoenzymes de la LDH: La LDH5 isoenzyme du muscle, catalyse la réduction rapide du pyruvate en lactate, même à faible concentration du pyruvate Le foie utilise le lactate pour le transformer en pyruvate (grâce à la LDH5) qui suit la voie de la néoglucogénèse La LDH1 isoenzyme du cœur, est spécialisée dans loxydation rapide du lactate en pyruvate grâce à la richesse du cœur en oxygène. Le pyruvate est ensuite utilisé dans le métabolisme aérobie.


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