La voie des pentoses phosphate 1ière année Pharmacie 2012-2013 Biochimie métabolique Pr Bouhsain Sanae

VOIES MÉTABOLIQUES DU GLUCOSE glycogène Glycogènogenese Glycogènolyse Aliments lactate glycolyse Digestion absorption glucose Oxydation aérobique Lactate, acides aminés, glycerol H2O+CO2 néoglucogénèse Voie des Pentose phosphate Ribose, NADPH

plan Introduction 1- Les réactions de la voie des pentoses P 2-Le rôle de NADPH/H+ et du ribose-5P 3- Le bilan énergétique 4- La régulation 5- Les principales anomalies de la voie des pentoses P Conclusion

Introduction Autre dénomination: Shunt des Hexoses ou pentoses Monophosphate Voie cytoplasmique anabolique Objectifs: 1- Formation de NADPH nécessaire à : Des réactions anaboliques réductrices: acides gras, cholestérol, hormones stéroïdes …. Des réactions de réduction particulières: dans les hématies: réaction de réduction du glutathion dont la forme réduite est antioxydante 2- Production de résidus ribose – 5-phosphate pour la synthèse des nucléotides puriques et pyrimidiques ( et des coenzymes pyridiniques et flaviniques) Voie non productrice d’énergie contrairement à la glycolyse

Introduction (2) Voie des pentoses phosphate est ubiquiste: Dans le foie (synthèse des acides gras, cholestérol) Dans le tissu adipeux (synthèse des acides gras) Dans la glande mammaire au cours de la lactation (synthèse des acides gras) Dans les tissus stéroïdogènes: corticosurrénales, testicules, ovaires et placenta Dans les globules rouges (réduction du glutathion) Substrat de la voie des pentoses P: glucose-6P

Voie des Pentoses-Phosphate du glucose 6P au ribose 5P Deux phases: oxydative et irreversible produisant: 2 molécules de NADPH,H+ Le ribulose P: premier pentose phosphate de la voie non oxydative et reversible: Étape d’isomérisation des pentoses phosphate: produit le ribose-5-Phosphate Étape recombinant les pentoses-Phosphate en hexoses-phosphate

1- Les réactions de la voie des pentoses P

Réaction 1 Réaction 2 Réaction limitante, irréversible Réaction 1

II- Partie non oxydative de la voie des pentoses P Le ribulose 5 P peut être le substrat de 2 enzymes: Isomèrase: conduisant du ribulose 5 P au Ribose 5 P - Épimérase: le ribulose 5 P est transformé en xylulose 5 P Réaction 3a Cétose Réaction 3b Aldose Cétose

Transcétolase: transfère un cétol à 2-C: [–CO – CH2OH] Réaction 4 Transcétolase: transfère un cétol à 2-C: [–CO – CH2OH] D’un cétose donneur (xylulose-5-P) à un aldose accepteur (ribose-5-P) Coenzyme: thiamine pyrophosphate (TPP)

- transfère un aldol à 3-C: –CH2OH–CO–CH2OH Réaction 5 Transaldolase: - transfère un aldol à 3-C: –CH2OH–CO–CH2OH D’un cétose donneur (sedoheptulose-7P) à un aldose accepteur (glyceraldehyde-3P)

Réaction 6 Transcétolase: transfère un cétol à 2-C: [–CO – CH2OH] d’un cétose donneur (xylulose-5-P) à un aldose accepteur (érythrose 4P) Coenzyme: thiamine pyrophosphate (TPP)

______________________ 3 molécules de ribulose 5P (3 x5= 15C) sont converties en: 2 Fructose 6P (6x2= 12C) 1 molécule de GAP ( 3C) C5 + C5  C3 + C7 C3 + C7  C6 + C4 C5 + C4  C6 + C3 ______________________ 3 C5  2 C6 + C3 -2 +2 -3 -2 -2 +3 Soit : 6 C5  4 C6 + 2C3 6 C5  5 C6 +2

2- Rôles de NADPH/H+ et du Ribose

Rôles du Ribose Biosynthèse de nucléotides (ATP, GTP,…) Production d’acides nucléiques (ADN, ARN) Production de coenzymes: NADH/H+ FADH2 Coenzyme A

Rôles du NADPH/H+ Dans les biosynthèses réductrices: foie: cholestérol et des acides gras Tissu adipeux: acides gras Glande mammaire: acides gras du lait Glandes surrénales: stéroides (glucocorticoides, aldostérone et hormones sexuelles ) Testicules et ovaires: hormones sexuelles Protection et élimination: Foie: hydroxylations pour élimination des substances non hydrosolubles Érythrocytes: restauration par réduction du glutathion (protection contre les oxydations)

Rôle du NADPH et du glutathion (GSH) dans la protection des cellules Contre les dérivés d’O2 hautement réactifs Danger Danger

3- Bilan énergétique de la voie des pentoses phosphate

Voie des pentoses phosphate : anabolique Ne consomme pas d’ATP Ne produit pas d’ATP

4- Régulation de la voie des pentoses P

Seule la partie oxydative est régulée Glucose-6-P déshydrogénase Première réaction Réaction irreversible Enzyme clé, enzyme limitante Régulation allostérique: Inhibition par NADPH, activation par NADP+ Enzyme inductible: Induite par l’insuline

5- Anomalies de la voie des pentoses P

Déficit en glucose 6P déshydrogénase maladie héréditaire fréquente Déficit héréditaire s’exprime essentiellement dans le GR Insuffisance en voie de pentose-P: insuffisance en NADPH,H+ Déficit en glutathion réduit (GSH) Fragilisation paroi érythrocytaire: Anémie hémolytique Asymptomatique Déclenchée par infections, médicaments ou ingestion de fèves Douleur, fièvre, frissons et chute brutale de l’hématocrite

Conclusion

Ce qu’il faut retenir Voie des pentoses Phosphate: Partir de 6C5 et arriver à 5C6 Production de NADPH et du Ribose 5P Importance de NADPH dans la protection des cellules contre les radicaux réactifs de l’oxygène Déficit en G6PD érythrocytaire: anémie hémolytique