Glycolyse et cycle

• La glycolyse est un processus métabolique qui se déroule dans toutes les cellules (procaryotes, eucaryotes) mais à des degrés différents.
• La glycolyse est une série de 10 réactions enzymatiques catalysées par 10 enzymes localisées dans le cytoplasme.
• Tous les intermédiaires de la glycolyse sont phosphorylés.
• Il affecte chaque intermédiaire d’un groupe polaire chargé négativement qui le rend incapable de traverser la membrane cellulaire par simple diffusion.
• Le groupement phosphate intervient comme un groupe de liaison et de reconnaissance pour la formation des complexe enzyme - substrat qui contribue à la catalyse enzymatique.
• Le groupement phosphate intervient dans la conservation de l’énergie qui contribuera à la formation d’ATP.
• La glycolyse comprend deux grandes phases : la phase préparatoire d’investissement énergétique (activation avec utilisation d’ATP) et la phase de remboursement ou phase de retour d’investissement (oxydation avec production d’ATP et de NADH).
• La citrate synthase est inhibée par ATP, un inhibiteur allostérique, de manière compétitive par le succinyl-CoA.
• La régulation de la citrate synthase peut également être réalisée par modification covalente, où l'enzyme peut exister sous deux formes: une forme active non phosphorylée et une forme inactive phosphorylée.
• L'ADP est un activateur de la isocitrate déshydrogénase.
• La isocitrate déshydrogénase est inhibée par ATP, un inhibiteur allostérique, de manière compétitive par le succinyl-CoA.
• L'α cétoglutarate déshydrogénase est inhibée de manière compétitive par le produit succinyl-CoA et le NADH.
• NADH est un inhibiteur compétitif de la isocitrate déshydrogénase, produit.
• La pyruvate déshydrogénase est inhibée par le produit (compétitive) acetyl-CoA, NADH, ce qui entraîne la production d'ATP comme inhibiteur allostérique.
• La régulation de la pyruvate déshydrogénase peut également être réalisée par modification covalente, où l'enzyme peut exister sous deux formes: une forme active non phosphorylée et une forme inactive phosphorylée.
• La réaction 1 de la glycolyse est le phosphorylation du glucose par l’ATP, une réaction irréversible catalysée par l’hexokinase.
• L’ion métallique divalent forme un complexe avec l’ATP.
• Les cations font écran aux charges négatives sur les oxygènes des groupes phosphates.
• L’isomérisation du glucose - 6 - phosphate est catalysée par la glucose - 6 - phosphate isomérase.
• Bilan énergétique de la Glycolyse : Pour chaque molécule de glucose, il y a eu la consommation de 2 ATP lors de la formation du glucose 6 P et du fructose 1 - 6 - bisphosphate.
• Réaction irréversible : Clivage du fructose 1 - 6 - bisphosphate.
• Au niveau de chaque triose phosphate, il y a formation d’un NADH, H+, de 2 ATP et d’un pyruvate.
• Réaction réversible : Synthèse du phosphoénolpyruvate.
• Réaction réversible : Synthèse du 1,3 - bisphosphoglycérate.
• Réaction réversible : Synthèse de 2 - phosphoglycerate.
• Dans les voies métaboliques, les enzymes qui catalysent des réactions essentiellement irréversibles sont des sites potentiels de contrôle.
• Réaction réversible : Synthèse de fructose 1,6 - bisphosphate.
• Le bilan final conduit à la formation de 2 ATP.
• La dégradation d’une molécule de glucose dans la glycolyse conduit donc à la synthèse de 2 ATP et à la formation de 2 NADH, H+ et de 2 pyruvates, d’où la réaction globale : Glucose + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ → 2 pyruvate + 2 ATP + 2 NADH, H+.
• Chaque molécule de glucose donne 2 glycéraldéhyde 3 P.
• Réaction réversible : Synthèse de 3 - phosphoglycérate.
• Réaction réversible : Interconversion des trioses phosphates.
• Réaction irréversible : Synthèse du Pyruvate.
• Chez les procaryotes, ce cycle se déroule dans le cytosol (pas de mitochondries).
• Les cofacteurs de la pyruvate déshydrogénase sont la Thiamine (nécessaire pour la décarboxylation), FAD et NAD+ (oxydoréduction), Coenzyme A (transporteur d’acyle) et Acide lipoïque.
• La pyruvate déshydrogénase est un complexe multienzymatique composé de plusieurs sous-unités.
• La décarboxylation du pyruvate pour former l’Acétyl-CoA et toutes les réactions de la voie ont lieu dans la matrice mitochondriale.
• Une protéine membranaire transporteuse d'anions organiques transporte le pyruvate à travers la membrane interne en même temps qu'un ion Potassium chargé positivement.
• Le cycle de Krebs (ou de l’acide citrique) est la voie terminale d’oxydation du glucose et d’autres molécules énergétiques (acides aminés, acides gras).
• Après l’entrée du pyruvate dans la mitochondrie, sa décarboxylation oxydative par la pyruvate déshydrogénase entraine la formation d’une molécule énergétiquement activée (acétyl-CoA) et NADH.