Métabolisme du glycogène Dégradation du glycogène Synthèse du glycogène Contrôle du métabolisme

Métabolisme du glycogène Glucose est la source d’énergie principale pour tous les tissus Homéostasie du glucose par synthèse et dégradation de polysaccharides Polysaccharides chez l’homme et les animaux: glycogène Polysaccharides chez les plantes: amidon Les fonctions du glucose 1. Source d ’énergie 2. Précurseur du groupe ribose des nucléotides 3. Fournit des équivalents de réduction sous forme de NADPH aux réactions de biosynthèse

Structure du glycogène

La glycogénolyse Le glycogène se trouve dans les muscles et le foie sous forme de granules cytosoliques (taille de 10 à 40 nm) Dans les muscles: Glycogène glucose 6-phosphate glycolyse énergie Dans le foie: Glycogène glucose circulation absorption par autres cellules (ery ’s, adipocytes, cellules du cerveau) Glycogène phosphorylase Glycogène + Pi --->Glycogène + Glucose 1-phosphate (n résidus) (n-1 résidus) Glycogène phosphorylase scinde la liaison terminale a-(1 4) de l ’extrémité non réductrice enzyme à pyridoxal phosphate

La réaction catalysée par la glycogène phosphorylase

Glycogène phosphorylase

Contrôle allostérique de glycogène phosphorylase

La glycogénolyse (2) Action de la glycogène phosphorylase

La glycogénolyse (3) Effets de l’enzyme de débranchement

La glycogénolyse (4) Glucose 6-phosphate + H2O Glucose + Pi Glucose-6-phosphatase

Synthèse de glycogène par une voie différente

Synthèse de glycogène par une voie différente (2)

La régulation du métabolisme de glycogène (1) La régulation se passe à quatre niveaux: L’organisme dans son ensemble Le récepteur à la surface de la cellule La transduction du signal Événements intracellulaires

La régulation du métabolisme de glycogène (2) A. Les hormones Rôle du glycogène Redistribution du glucose Réserve en abondance (après repas) Libération du glucose en cas de disette (jeûne, fuite, lutte) Organes impliqués Pancréas Glandes surrénales Foie Muscles Adipocytes Les signaux Hormones: insuline, glucagon Métabolites: glucose, lactate

La régulation du métabolisme de glycogène (3) L ’insuline: Protéine de 51 acides aminés Sécrétée par des cellules b du pancréas Taux de glucose , taux d ’insuline L ’insuline stimule la consommation de glucose Le diabète sucré du type I Taux excessif du glucose Déficit d’insuline (lésion du pancréas)

La régulation du métabolisme de glycogène (4) Le glucagon Protéine de 29 acides aminés Sécrétée par des cellules a du pancréas Taux de glucose , taux du glucagon L’action de l ’insuline et du glucagon s’opposent Taux du glucagon élevé pendant le jeûne Le diabète sucré du type I Taux anormal et élevé du glucagon

La régulation du métabolisme de glycogène (5) L ’adrénaline (épinéphrine) Catécholamine dérivée de la tyrosine Adrénaline Est sécrétée par les glandes surrénales en réponse de fuite ou de lutte Accélère la dégradation du glycogène

La régulation du métabolisme de glycogène (6) B. Récepteurs d ’hormones La spécificité d’une hormone dépend de la présence de récepteurs Sensibles à l’insuline: Cellules des muscles Adipocytes Foie Insensibles à l ’insuline Cellules du sang Cellules du cerveau Le diabète du type II (diabète des adultes): Les récepteurs d’insuline répondent mal avec comme résultat un taux anormalement élevé de glucose Récepteur de glucagon: le foie seulement Récepteurs adrénergiques fixent l’adrénaline Différents sous-types: a1 et b

La régulation du métabolisme de glycogène (7) C. Les protéines G (fixent des nucléotides de guanine) Les protéines G sont des transducteurs intracellulaires. Elles constituent une famille de protéines Rôle typique d’une protéine G

Rôle typique d’une protéine G Hormone récepteur protéine G enzyme cascade Exemples Insuline récepteur protéine G transporteur de glucose Glucagon récepteur protéine Gs adénylate cyclase AMPc réponse Adrénaline récepteur b-adrénergique protéine Gs adénylate cyclase AMPc phospholipase C

La régulation du métabolisme de glycogène (8) D. Messagers seconds Exemples: l’inositol 1,4,5-tris-phosphate de diacylglycérol

Attachement de l’adrénaline au récepteur a1-adrénergique

Protéines contrôlant le métabolisme intracellulaire du glycogène

Effet de l’AMPc-protéine kinase sur la phosphorylase kinase et glycogène synthase

AMPc phosphodiestérase

Rôle de la protéine phosphatase-1

Inhibition de la protéine phosphatase-1 par l’inhibiteur-1

Régulation du métabolisme du glycogène par le glucose

Stimulation des récepteurs a-adrénergiques