Lehninger Principles of Biochemistry La Gluconéogenèse Chap VIII. Synthèse de glucose à partir de lactate, acides aminés, glycérol Lactate formé par muscle squelettique en action si glycolyse  cycle de Krebs + chaîne respiratoire Acides aminés dérivés des protéines pdt jeûne, dégradation des protéines Glycérol provient de l’hydrolyse des triglycérides FOIE (9/10è) CORTEX RENAL (1/10è) pas de gluconéogenèse dans CERVEAU et MUSCLE SQUELETTIQUE Figures tirées de Lehninger Principles of Biochemistry Fourth Edition Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company

I. Description de la voie de synthèse du glucose Glucose 6-phosphate Fructose 6-phosphate Fructose 1,6-bisphosphate Glyceraldéhyde 3-P Dihydroxyacétone P 1,3-diphosphoglycérate Glycérol 3-phosphoglycérate 2-phosphoglycérate Phosphoénolpyruvate certains acides aminés Oxaloacétate Lactate Pyruvate certains acides aminés

II. La pyruvate carboxylase a : Pyruvate + CO2 + ATP + H2O Oxaloacétate + ADP + Pi + 2 H+ pyruvate carboxylase (enzyme allostérique) (biotine, CoA) ATP ADP + pyruvate carboxylase

phosphoénolpyruvate carboxykinase b. Oxaloacétate + GTP phosphoénolpyruvate carboxykinase Phosphoénolpyruvate + GDP + CO2 GDP CO2 Phosphoénolpyruvate carboxykinase Bilan : Pyruvate + ATP + GTP + H2O phosphoénolpyruvate + ADP + GDP + Pi + 2 H+ Rq : souvent les décarboxylations permettent des réactions qui autrement auraient été hautement endergoniques

fructose 1,6 diphosphatase Formation du fructose 6-phosphate fructose 1,6 di-P + H2O fructose 6-P + Pi fructose 1,6 diphosphatase Réaction éxergonique Formation du glucose glucose 6-P + H2O glucose + Pi glucose 6 phosphatase enz liée au réticulum endoplasmique pas présente dans le cerveau ni dans le muscle  pas de synthèse de glucose

Mécanisme d’action de la pyruvate carboxylase (Merton, Mutter, 1960) Enzyme mitochondriale Gpt prosthétique = biotine transporteur de CO2 biotine Lysine E

La pyruvate carboxylase est mitochondriale CO2 + ATP ADP + Pi Oxaloacétate NADH + H+ NAD+ Malate Malate NAD+ NADH + H+ Oxaloacétate

Glycolyse - Gluconéogenèse Phospho-fructokinase Glucose 6-phosphatase Hexokinase Phospho-fructokinase Fructose 1,6-diphosphatase

Phosphoénol-pyruvate carboxykinase Pyruvate carboxylase Pyruvate kinase Phosphoénol-pyruvate carboxykinase

III. Bilan énergétique de la gluconéogenèse 2 pyruvate + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 6 H2O Glucose + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi + 2 H+ + 2 NAD+ G’° = -9 kcal/mol Si inverse de la glycolyse : 2 pyruvate + 2 ATP + 2 NADH + 2 H2O Glucose + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ G’° = +20 kcal/mol

IV. Régulation glycolyse / gluconéogenèse Citrate  AMP  Fructose 2,6-diP  AMP  Citrate  Fructose 2,6-diP  … ADP  ADP ATP  Fructose 1,6-P ADP  Acétyl-CoA 

Les cycles futiles A B ATP ADP H2O Pi 100 90 A B ATP ADP H2O Pi 120 72 Amplification de signaux A B ATP ADP H2O Pi 100 90 Flux net 10 Effecteurs allostériques : Stimulation 20 % Inhibition 20 % A B ATP ADP H2O Pi 120 72 Flux net 48 Production de chaleur