La voie des pentoses phosphates

Cʼest une voie de dégradation du glucose. Cette voie est étroitement imbriquée avec celle de la glycolyse. Elle se déroule surtout en conditions aérobie et dans le cytosol. A la différence de la glycolyse, cette voie nʼest pas une voie de dégradation pour la fourniture dʼénergie mais le but est double :

-­‐ Formation de NADPH : assurer le pouvoir réducteur de la cellule -­‐ Formation de ribose.

Il y a une différence très importante entre le NADPH et le NADH. Sur le plan chimique cʼest simplement un groupement phosphate supplémentaire sur le 2ʼOH de lʼadénosine. Par contre le NADH est oxydé par la chaine respiratoire et a pour but de former de lʼATP, le NADPH lui va servir de donneur dʼélectron pour un certain nombre de réactions de biosynthèse réductrices et endergoniques comme la synthèse des acides gras et du cholestérol. Ce NADPH intervient aussi dans la détoxification des peroxydes dans le GR.

Le ribose et ses dérivés sont des constituants essentiels de nombreuses molécules, les nucléotides, lʼATP, le coenzyme A, NAD+, FAD, et des acides nucléiques, lʼARN et lʼADN.

Si cette voie des pentoses phosphates se fait dans toutes les cellules, dans le cytoplasme alors lʼactivité de cette voie est différente en fonction des besoins en ribose et en NADPH. Tissus qui assurent la synthèse dʼacide gras et de cholestérol par exemple comme le tissu adipeux, le foie, la glande mammaire : les tissus sont riches en enzyme de cette voie des pentoses phosphates pour la production de NADPH indispensable a ce métabolisme. Le point de départ est le Glc-6-P et les produit finaux sont le Fr-6-P et les trioses P : le 3-P-glycéraldéhyde : les produits initiaux et finaux sont des produits de la glycolyse.

1

VOIE DES PENTOSEVOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

INTRODUCTIONINTRODUCTION

I I -- LES DIFFERENTES REACTIONSLES DIFFERENTES REACTIONS1°- Réactions d ’oxydation2°- Interconversion des pentose-phosphates3°- Réactions de transfert de radicaux carbonés4°- Schéma global

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES1°- Beaucoup plus de NADPH est nécessaire par rapport au ribose2°- Les besoins en NADPH et ribose-5-P sont équivalents3°- Beaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPH

III III -- REGULATION DE LA VOIE DES PENTOSEREGULATION DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES- Rôle du NADPH

IV IV –– PATHOLOGIEPATHOLOGIE: le déficit en G6PD

Glycogène

GlucoseHK

GKfoie

muscles

Glc-6-Pvoie des

pentose-phosphates

PFK-1

musclesFr-6-P

Fr-1,6-BP

Pyruvate

Triose-phosphates

11°°-- Réactions d’oxydationRéactions d’oxydation

NADPH NADP+OH

H O

CH2O

OH HOH

HH

P

OH

H O

CH2O

OH HH

P

O

H2O

OHCH

CHO

OHCH

OHC

H

O

LactonaseLactonase

GlucoseGlucose--66--PP

+ H+

H OH OH

O

H

CH2O P

OHCH

CH

66--PP--GluconolactoneGluconolactone

Ac. 6Ac. 6--PP--GluconiqueGluconiqueGlucoseGlucose--66--PP--deshydrogénasedeshydrogénase

ou G6PDou G6PD

11°°-- Réactions d’oxydation (suite)Réactions d’oxydation (suite)

NADPHNADP+ OHCH

OC

CH2OH

CO2OH

CHO

OHCH

OHC

H

O

OHCH

C

OHCH

OHC

O

O

Ac. 6Ac. 6--PP--GluconiqueGluconique

66--PP--Gluconate deshydrogénaseGluconate deshydrogénase

NADPH + H+

NADP+

CH2O P

OHCH

OHCH2

CH2O P

OHCH

OHCH

CH2O P

OHCH

OHCH

Ac. 3Ac. 3--cétocéto--66--PP--GluconiqueGluconique RibuloseRibulose--55--PP

22°°-- Interconversion des pentoseInterconversion des pentose--phosphatesphosphates

HOCH

OC

CH2OH

épimérase isoméraseHCOH

OC

CH2OH

HCOH

HCOH

CHO

DD--XyluloseXylulose55--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

DD--RibuloseRibulose55--phosphatephosphate

DD--RiboseRibose55--phosphatephosphate

33°°-- Réactions de transfert de radicaux carbonésRéactions de transfert de radicaux carbonés

1er - transfert d ’un chaînon dicarboné

OC

CH2OHTRANSCETOLASE

(Thiamine diphosphate ou TDP)

Groupement cétol

2e - transfert d ’un chaînon tricarboné

OC

CH2OH

TRANSALDOLASE

Groupement aldol

CHOH

I- Les différentes réactions

1- Réactions dʼoxydation

Ces réactions sont des réactions irréversibles. A partir du Glc-6-P on a une déshydrogénation qui va être réalisée sur la fonction aldéhyde, hémi acétal qui est facile à oxyder.Cette réaction est catalysée par la G-6-P déshydrogénase. Le coenzyme est le NADP+ qui est réduit en NADPH + H+. On obtient le lactone : le 6-P-Gluconolactone. Ce composé est instable, il va sʼhydrolyser grâce à la lactonase ce qui va donner de lʼac-6-P-gluconique. Cʼest la première réaction de la voie des pentoses, cʼest une réaction limitante. La voie est contrôlée par la Glc-6-P déshydrogénase qui va être inhibé par une forte concentration de NADPH. Lʼacide -6-P gluconique va être oxydé sur son groupement OH du C3.  Oxydation en cétole par la 6-P-Gluconate déshydrogénase. Cette enzyme possède un coenzyme NADP+ qui est de nouveau transformé en NADPH + H+. On a aussi un composé intermédiaire, lʼacide -3-céto-6-P-gluconique. Cʼest un acide B-cétonique qui est instable. On va avoir une décarboxylation spontanée pour former le ribulose -5-P. Celui-ci va achever la phase oxydative de la voie de pentoses phosphates. Au terme on a la formation de 2 molécules de NADPH pour une molécule de Glc-6-P dégradé. On a un ribulose -5-P de formé. Cʼest la voie principale de formation de NADPH dans la cellule. On perd un carbone et on obtient le ribulose 5P.

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VOIE DES PENTOSEVOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

INTRODUCTIONINTRODUCTION

I I -- LES DIFFERENTES REACTIONSLES DIFFERENTES REACTIONS1°- Réactions d ’oxydation2°- Interconversion des pentose-phosphates3°- Réactions de transfert de radicaux carbonés4°- Schéma global

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES1°- Beaucoup plus de NADPH est nécessaire par rapport au ribose2°- Les besoins en NADPH et ribose-5-P sont équivalents3°- Beaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPH

III III -- REGULATION DE LA VOIE DES PENTOSEREGULATION DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES- Rôle du NADPH

IV IV –– PATHOLOGIEPATHOLOGIE: le déficit en G6PD

Glycogène

GlucoseHK

GKfoie

muscles

Glc-6-Pvoie des

pentose-phosphates

PFK-1

musclesFr-6-P

Fr-1,6-BP

Pyruvate

Triose-phosphates

11°°-- Réactions d’oxydationRéactions d’oxydation

NADPH NADP+OH

H O

CH2O

OH HOH

HH

P

OH

H O

CH2O

OH HH

P

O

H2O

OHCH

CHO

OHCH

OHC

H

O

LactonaseLactonase

GlucoseGlucose--66--PP

+ H+

H OH OH

O

H

CH2O P

OHCH

CH

66--PP--GluconolactoneGluconolactone

Ac. 6Ac. 6--PP--GluconiqueGluconiqueGlucoseGlucose--66--PP--deshydrogénasedeshydrogénase

ou G6PDou G6PD

11°°-- Réactions d’oxydation (suite)Réactions d’oxydation (suite)

NADPHNADP+ OHCH

OC

CH2OH

CO2OH

CHO

OHCH

OHC

H

O

OHCH

C

OHCH

OHC

O

O

Ac. 6Ac. 6--PP--GluconiqueGluconique

66--PP--Gluconate deshydrogénaseGluconate deshydrogénase

NADPH + H+

NADP+

CH2O P

OHCH

OHCH2

CH2O P

OHCH

OHCH

CH2O P

OHCH

OHCH

Ac. 3Ac. 3--cétocéto--66--PP--GluconiqueGluconique RibuloseRibulose--55--PP

22°°-- Interconversion des pentoseInterconversion des pentose--phosphatesphosphates

HOCH

OC

CH2OH

épimérase isoméraseHCOH

OC

CH2OH

HCOH

HCOH

CHO

DD--XyluloseXylulose55--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

DD--RibuloseRibulose55--phosphatephosphate

DD--RiboseRibose55--phosphatephosphate

33°°-- Réactions de transfert de radicaux carbonésRéactions de transfert de radicaux carbonés

1er - transfert d ’un chaînon dicarboné

OC

CH2OHTRANSCETOLASE

(Thiamine diphosphate ou TDP)

Groupement cétol

2e - transfert d ’un chaînon tricarboné

OC

CH2OH

TRANSALDOLASE

Groupement aldol

CHOH

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VOIE DES PENTOSEVOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

INTRODUCTIONINTRODUCTION

I I -- LES DIFFERENTES REACTIONSLES DIFFERENTES REACTIONS1°- Réactions d ’oxydation2°- Interconversion des pentose-phosphates3°- Réactions de transfert de radicaux carbonés4°- Schéma global

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES1°- Beaucoup plus de NADPH est nécessaire par rapport au ribose2°- Les besoins en NADPH et ribose-5-P sont équivalents3°- Beaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPH

III III -- REGULATION DE LA VOIE DES PENTOSEREGULATION DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES- Rôle du NADPH

IV IV –– PATHOLOGIEPATHOLOGIE: le déficit en G6PD

Glycogène

GlucoseHK

GKfoie

muscles

Glc-6-Pvoie des

pentose-phosphates

PFK-1

musclesFr-6-P

Fr-1,6-BP

Pyruvate

Triose-phosphates

11°°-- Réactions d’oxydationRéactions d’oxydation

NADPH NADP+OH

H O

CH2O

OH HOH

HH

P

OH

H O

CH2O

OH HH

P

O

H2O

OHCH

CHO

OHCH

OHC

H

O

LactonaseLactonase

GlucoseGlucose--66--PP

+ H+

H OH OH

O

H

CH2O P

OHCH

CH

66--PP--GluconolactoneGluconolactone

Ac. 6Ac. 6--PP--GluconiqueGluconiqueGlucoseGlucose--66--PP--deshydrogénasedeshydrogénase

ou G6PDou G6PD

11°°-- Réactions d’oxydation (suite)Réactions d’oxydation (suite)

NADPHNADP+ OHCH

OC

CH2OH

CO2OH

CHO

OHCH

OHC

H

O

OHCH

C

OHCH

OHC

O

O

Ac. 6Ac. 6--PP--GluconiqueGluconique

66--PP--Gluconate deshydrogénaseGluconate deshydrogénase

NADPH + H+

NADP+

CH2O P

OHCH

OHCH2

CH2O P

OHCH

OHCH

CH2O P

OHCH

OHCH

Ac. 3Ac. 3--cétocéto--66--PP--GluconiqueGluconique RibuloseRibulose--55--PP

22°°-- Interconversion des pentoseInterconversion des pentose--phosphatesphosphates

HOCH

OC

CH2OH

épimérase isoméraseHCOH

OC

CH2OH

HCOH

HCOH

CHO

DD--XyluloseXylulose55--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

DD--RibuloseRibulose55--phosphatephosphate

DD--RiboseRibose55--phosphatephosphate

33°°-- Réactions de transfert de radicaux carbonésRéactions de transfert de radicaux carbonés

1er - transfert d ’un chaînon dicarboné

OC

CH2OHTRANSCETOLASE

(Thiamine diphosphate ou TDP)

Groupement cétol

2e - transfert d ’un chaînon tricarboné

OC

CH2OH

TRANSALDOLASE

Groupement aldol

CHOH

2- Interconversion des pentoses phosphates

Ce ribulose va donner soit par épimérisation du C3 du D-xénulose-5-P. soit par isomérisation de la fonction cétone en aldose par une isomérase : on aura du ribose-5-P.

Pour les cellules qui ont besoin de ribose pour les nucléotides, la voie des pentoses sʼarrête ici.

A partir du ribulose on a du xénulose et du ribose : nécessaire pour la voie des PP

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VOIE DES PENTOSEVOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

INTRODUCTIONINTRODUCTION

I I -- LES DIFFERENTES REACTIONSLES DIFFERENTES REACTIONS1°- Réactions d ’oxydation2°- Interconversion des pentose-phosphates3°- Réactions de transfert de radicaux carbonés4°- Schéma global

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES1°- Beaucoup plus de NADPH est nécessaire par rapport au ribose2°- Les besoins en NADPH et ribose-5-P sont équivalents3°- Beaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPH

III III -- REGULATION DE LA VOIE DES PENTOSEREGULATION DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES- Rôle du NADPH

IV IV –– PATHOLOGIEPATHOLOGIE: le déficit en G6PD

Glycogène

GlucoseHK

GKfoie

muscles

Glc-6-Pvoie des

pentose-phosphates

PFK-1

musclesFr-6-P

Fr-1,6-BP

Pyruvate

Triose-phosphates

11°°-- Réactions d’oxydationRéactions d’oxydation

NADPH NADP+OH

H O

CH2O

OH HOH

HH

P

OH

H O

CH2O

OH HH

P

O

H2O

OHCH

CHO

OHCH

OHC

H

O

LactonaseLactonase

GlucoseGlucose--66--PP

+ H+

H OH OH

O

H

CH2O P

OHCH

CH

66--PP--GluconolactoneGluconolactone

Ac. 6Ac. 6--PP--GluconiqueGluconiqueGlucoseGlucose--66--PP--deshydrogénasedeshydrogénase

ou G6PDou G6PD

11°°-- Réactions d’oxydation (suite)Réactions d’oxydation (suite)

NADPHNADP+ OHCH

OC

CH2OH

CO2OH

CHO

OHCH

OHC

H

O

OHCH

C

OHCH

OHC

O

O

Ac. 6Ac. 6--PP--GluconiqueGluconique

66--PP--Gluconate deshydrogénaseGluconate deshydrogénase

NADPH + H+

NADP+

CH2O P

OHCH

OHCH2

CH2O P

OHCH

OHCH

CH2O P

OHCH

OHCH

Ac. 3Ac. 3--cétocéto--66--PP--GluconiqueGluconique RibuloseRibulose--55--PP

22°°-- Interconversion des pentoseInterconversion des pentose--phosphatesphosphates

HOCH

OC

CH2OH

épimérase isoméraseHCOH

OC

CH2OH

HCOH

HCOH

CHO

DD--XyluloseXylulose55--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

DD--RibuloseRibulose55--phosphatephosphate

DD--RiboseRibose55--phosphatephosphate

33°°-- Réactions de transfert de radicaux carbonésRéactions de transfert de radicaux carbonés

1er - transfert d ’un chaînon dicarboné

OC

CH2OHTRANSCETOLASE

(Thiamine diphosphate ou TDP)

Groupement cétol

2e - transfert d ’un chaînon tricarboné

OC

CH2OH

TRANSALDOLASE

Groupement aldol

CHOH

3- Transfert de radicaux C

Elles permettent de relier la voie des pentoses à la glycolyse. Ces réaction sont réversible : va et vient de transfert de groupements de 2 ou 3 C qui peut apparaitre complexe. En fait il nʼy a que 2 enzymes qui interviennent et qui vont catalyser 3 réactions successives.- Transfert dʼun chainon di carboné par une trans-cétolase qui a besoin dʼun coenzyme, la thiamine di P : transfert dʼun groupement P- Transfert dʼun chainon tri carboné par une transaldolase qui nʼa pas de coenzyme particulier- Transfert par la transcétolase dʼun chainon dicarboné. Dans tout les cas le donneur : cétose et accepteur : aldose.

Le bilan : 3 pentoses vont donner deux fructoses et un C3.

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VOIE DES PENTOSEVOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

INTRODUCTIONINTRODUCTION

I I -- LES DIFFERENTES REACTIONSLES DIFFERENTES REACTIONS1°- Réactions d ’oxydation2°- Interconversion des pentose-phosphates3°- Réactions de transfert de radicaux carbonés4°- Schéma global

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES1°- Beaucoup plus de NADPH est nécessaire par rapport au ribose2°- Les besoins en NADPH et ribose-5-P sont équivalents3°- Beaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPH

III III -- REGULATION DE LA VOIE DES PENTOSEREGULATION DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES- Rôle du NADPH

IV IV –– PATHOLOGIEPATHOLOGIE: le déficit en G6PD

Glycogène

GlucoseHK

GKfoie

muscles

Glc-6-Pvoie des

pentose-phosphates

PFK-1

musclesFr-6-P

Fr-1,6-BP

Pyruvate

Triose-phosphates

11°°-- Réactions d’oxydationRéactions d’oxydation

NADPH NADP+OH

H O

CH2O

OH HOH

HH

P

OH

H O

CH2O

OH HH

P

O

H2O

OHCH

CHO

OHCH

OHC

H

O

LactonaseLactonase

GlucoseGlucose--66--PP

+ H+

H OH OH

O

H

CH2O P

OHCH

CH

66--PP--GluconolactoneGluconolactone

Ac. 6Ac. 6--PP--GluconiqueGluconiqueGlucoseGlucose--66--PP--deshydrogénasedeshydrogénase

ou G6PDou G6PD

11°°-- Réactions d’oxydation (suite)Réactions d’oxydation (suite)

NADPHNADP+ OHCH

OC

CH2OH

CO2OH

CHO

OHCH

OHC

H

O

OHCH

C

OHCH

OHC

O

O

Ac. 6Ac. 6--PP--GluconiqueGluconique

66--PP--Gluconate deshydrogénaseGluconate deshydrogénase

NADPH + H+

NADP+

CH2O P

OHCH

OHCH2

CH2O P

OHCH

OHCH

CH2O P

OHCH

OHCH

Ac. 3Ac. 3--cétocéto--66--PP--GluconiqueGluconique RibuloseRibulose--55--PP

22°°-- Interconversion des pentoseInterconversion des pentose--phosphatesphosphates

HOCH

OC

CH2OH

épimérase isoméraseHCOH

OC

CH2OH

HCOH

HCOH

CHO

DD--XyluloseXylulose55--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

DD--RibuloseRibulose55--phosphatephosphate

DD--RiboseRibose55--phosphatephosphate

33°°-- Réactions de transfert de radicaux carbonésRéactions de transfert de radicaux carbonés

1er - transfert d ’un chaînon dicarboné

OC

CH2OHTRANSCETOLASE

(Thiamine diphosphate ou TDP)

Groupement cétol

2e - transfert d ’un chaînon tricarboné

OC

CH2OH

TRANSALDOLASE

Groupement aldol

CHOH

2

3e - transfert d ’un chaînon dicarboné

OC

CH2OH TRANSCETOLASE(TDP)

Dans tous les cas: le donneur = cétose et l’accepteur = aldose

1°- C5 + C5 C3 + C7

2°- C7 + C3 C4 + C6

3°- C5 + C4 C3 + C6

3 C5 2 C6 + 1 C3

BILAN:

1 1 -- TRANSCETOLASETRANSCETOLASE

HCOH

HCOH

CHO

HOCH

OC

CH2OH

+ HCOH

OC

CH2OH

+HCOH

HOCH

CHO

GroupeGroupecétolcétol

*

*

DD--XyluloseXylulose55--phosphatephosphate

DD--SedoheptuloseSedoheptulose77--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

DD--RiboseRibose55--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

DD--GlycéraldéhydeGlycéraldéhyde33--phosphate phosphate

2 2 -- TRANSALDOLASETRANSALDOLASE

GroupeGroupealdolaldol

CHO

OC

CH2OH

HCOH

HOCH OC

CH2OH

HOCH

**

DD--SedoheptuloseSedoheptulose77--phosphatephosphate

DD--ErythroseErythrose44--phosphatephosphate

DD--GlycéraldéhydeGlycéraldéhyde33--phosphate phosphate

HCOH

HCOH

CHO

CH2O P

+HCOH

HCOH

CH2O P

+HCOH

HCOH

CHO

CH2O P

HCOH

CH2O P

HCOH

HOCH

DD--FructoseFructose66--phosphatephosphate

CHO

OC

CH2OH

HOCHCHOOC

CH2OH*

3 3 -- TRANSCETOLASETRANSCETOLASE

DD--ErythroseErythrose44--phosphatephosphate

HCOH

HCOH

CHO

CH2O P

+HCOH

CH2O P

HCOH

HOCH

DD--FructoseFructose66--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

DD--GlycéraldéhydeGlycéraldéhyde33--phosphate phosphate

DD--XyluloseXylulose55--phosphatephosphate

HCOH

HOCH

CH2O P

+

Schéma global de la voie des pentoseSchéma global de la voie des pentose--phosphatesphosphates

56CO2

56CO2

56CO2

3

64

6

3

7

G6PDet

6PGD

Transcétolase Transaldolase Transcétolase P-triose isom.aldolase

Schéma global de la voie des pentoseSchéma global de la voie des pentose--phosphatesphosphates

56CO2

56CO2

56CO2

7

3 4

36

6

6

56CO2

56CO2

56CO2

6

3

64

6

3

7

G6PDet

6PGD

Transcétolase Transaldolase Transcétolase P-triose isom.aldolase

a- Transcétolase.

Le donneur est un cétose et lʼaccepteur cʼest le ribose-5-P, cʼest un aldose : cʼest une transcétolase.

2

3e - transfert d ’un chaînon dicarboné

OC

CH2OH TRANSCETOLASE(TDP)

Dans tous les cas: le donneur = cétose et l’accepteur = aldose

1°- C5 + C5 C3 + C7

2°- C7 + C3 C4 + C6

3°- C5 + C4 C3 + C6

3 C5 2 C6 + 1 C3

BILAN:

1 1 -- TRANSCETOLASETRANSCETOLASE

HCOH

HCOH

CHO

HOCH

OC

CH2OH

+ HCOH

OC

CH2OH

+HCOH

HOCH

CHO

GroupeGroupecétolcétol

*

*

DD--XyluloseXylulose55--phosphatephosphate

DD--SedoheptuloseSedoheptulose77--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

DD--RiboseRibose55--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

DD--GlycéraldéhydeGlycéraldéhyde33--phosphate phosphate

2 2 -- TRANSALDOLASETRANSALDOLASE

GroupeGroupealdolaldol

CHO

OC

CH2OH

HCOH

HOCH OC

CH2OH

HOCH

**

DD--SedoheptuloseSedoheptulose77--phosphatephosphate

DD--ErythroseErythrose44--phosphatephosphate

DD--GlycéraldéhydeGlycéraldéhyde33--phosphate phosphate

HCOH

HCOH

CHO

CH2O P

+HCOH

HCOH

CH2O P

+HCOH

HCOH

CHO

CH2O P

HCOH

CH2O P

HCOH

HOCH

DD--FructoseFructose66--phosphatephosphate

CHO

OC

CH2OH

HOCHCHOOC

CH2OH*

3 3 -- TRANSCETOLASETRANSCETOLASE

DD--ErythroseErythrose44--phosphatephosphate

HCOH

HCOH

CHO

CH2O P

+HCOH

CH2O P

HCOH

HOCH

DD--FructoseFructose66--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

DD--GlycéraldéhydeGlycéraldéhyde33--phosphate phosphate

DD--XyluloseXylulose55--phosphatephosphate

HCOH

HOCH

CH2O P

+

Schéma global de la voie des pentoseSchéma global de la voie des pentose--phosphatesphosphates

56CO2

56CO2

56CO2

3

64

6

3

7

G6PDet

6PGD

Transcétolase Transaldolase Transcétolase P-triose isom.aldolase

Schéma global de la voie des pentoseSchéma global de la voie des pentose--phosphatesphosphates

56CO2

56CO2

56CO2

7

3 4

36

6

6

56CO2

56CO2

56CO2

6

3

64

6

3

7

G6PDet

6PGD

Transcétolase Transaldolase Transcétolase P-triose isom.aldolase

b- Transaldolase.

2

3e - transfert d ’un chaînon dicarboné

OC

CH2OH TRANSCETOLASE(TDP)

Dans tous les cas: le donneur = cétose et l’accepteur = aldose

1°- C5 + C5 C3 + C7

2°- C7 + C3 C4 + C6

3°- C5 + C4 C3 + C6

3 C5 2 C6 + 1 C3

BILAN:

1 1 -- TRANSCETOLASETRANSCETOLASE

HCOH

HCOH

CHO

HOCH

OC

CH2OH

+ HCOH

OC

CH2OH

+HCOH

HOCH

CHO

GroupeGroupecétolcétol

*

*

DD--XyluloseXylulose55--phosphatephosphate

DD--SedoheptuloseSedoheptulose77--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

DD--RiboseRibose55--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

DD--GlycéraldéhydeGlycéraldéhyde33--phosphate phosphate

2 2 -- TRANSALDOLASETRANSALDOLASE

GroupeGroupealdolaldol

CHO

OC

CH2OH

HCOH

HOCH OC

CH2OH

HOCH

**

DD--SedoheptuloseSedoheptulose77--phosphatephosphate

DD--ErythroseErythrose44--phosphatephosphate

DD--GlycéraldéhydeGlycéraldéhyde33--phosphate phosphate

HCOH

HCOH

CHO

CH2O P

+HCOH

HCOH

CH2O P

+HCOH

HCOH

CHO

CH2O P

HCOH

CH2O P

HCOH

HOCH

DD--FructoseFructose66--phosphatephosphate

CHO

OC

CH2OH

HOCHCHOOC

CH2OH*

3 3 -- TRANSCETOLASETRANSCETOLASE

DD--ErythroseErythrose44--phosphatephosphate

HCOH

HCOH

CHO

CH2O P

+HCOH

CH2O P

HCOH

HOCH

DD--FructoseFructose66--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

DD--GlycéraldéhydeGlycéraldéhyde33--phosphate phosphate

DD--XyluloseXylulose55--phosphatephosphate

HCOH

HOCH

CH2O P

+

Schéma global de la voie des pentoseSchéma global de la voie des pentose--phosphatesphosphates

56CO2

56CO2

56CO2

3

64

6

3

7

G6PDet

6PGD

Transcétolase Transaldolase Transcétolase P-triose isom.aldolase

Schéma global de la voie des pentoseSchéma global de la voie des pentose--phosphatesphosphates

56CO2

56CO2

56CO2

7

3 4

36

6

6

56CO2

56CO2

56CO2

6

3

64

6

3

7

G6PDet

6PGD

Transcétolase Transaldolase Transcétolase P-triose isom.aldolase

Le D-fructose 6P peut rejoindre la glycolyse.

c- Transcétolase

A partir des 3 pentoses on a deux Fr-6-P et un D-GA-3P formés. A partir de 6molécules de Glc-6-P on a 5-Fr-6-P

2

3e - transfert d ’un chaînon dicarboné

OC

CH2OH TRANSCETOLASE(TDP)

Dans tous les cas: le donneur = cétose et l’accepteur = aldose

1°- C5 + C5 C3 + C7

2°- C7 + C3 C4 + C6

3°- C5 + C4 C3 + C6

3 C5 2 C6 + 1 C3

BILAN:

1 1 -- TRANSCETOLASETRANSCETOLASE

HCOH

HCOH

CHO

HOCH

OC

CH2OH

+ HCOH

OC

CH2OH

+HCOH

HOCH

CHO

GroupeGroupecétolcétol

*

*

DD--XyluloseXylulose55--phosphatephosphate

DD--SedoheptuloseSedoheptulose77--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

DD--RiboseRibose55--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

DD--GlycéraldéhydeGlycéraldéhyde33--phosphate phosphate

2 2 -- TRANSALDOLASETRANSALDOLASE

GroupeGroupealdolaldol

CHO

OC

CH2OH

HCOH

HOCH OC

CH2OH

HOCH

**

DD--SedoheptuloseSedoheptulose77--phosphatephosphate

DD--ErythroseErythrose44--phosphatephosphate

DD--GlycéraldéhydeGlycéraldéhyde33--phosphate phosphate

HCOH

HCOH

CHO

CH2O P

+HCOH

HCOH

CH2O P

+HCOH

HCOH

CHO

CH2O P

HCOH

CH2O P

HCOH

HOCH

DD--FructoseFructose66--phosphatephosphate

CHO

OC

CH2OH

HOCHCHOOC

CH2OH*

3 3 -- TRANSCETOLASETRANSCETOLASE

DD--ErythroseErythrose44--phosphatephosphate

HCOH

HCOH

CHO

CH2O P

+HCOH

CH2O P

HCOH

HOCH

DD--FructoseFructose66--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

DD--GlycéraldéhydeGlycéraldéhyde33--phosphate phosphate

DD--XyluloseXylulose55--phosphatephosphate

HCOH

HOCH

CH2O P

+

Schéma global de la voie des pentoseSchéma global de la voie des pentose--phosphatesphosphates

56CO2

56CO2

56CO2

3

64

6

3

7

G6PDet

6PGD

Transcétolase Transaldolase Transcétolase P-triose isom.aldolase

Schéma global de la voie des pentoseSchéma global de la voie des pentose--phosphatesphosphates

56CO2

56CO2

56CO2

7

3 4

36

6

6

56CO2

56CO2

56CO2

6

3

64

6

3

7

G6PDet

6PGD

Transcétolase Transaldolase Transcétolase P-triose isom.aldolase

Schémas global de la voie des pentoses phosphates :

2

3e - transfert d ’un chaînon dicarboné

OC

CH2OH TRANSCETOLASE(TDP)

Dans tous les cas: le donneur = cétose et l’accepteur = aldose

1°- C5 + C5 C3 + C7

2°- C7 + C3 C4 + C6

3°- C5 + C4 C3 + C6

3 C5 2 C6 + 1 C3

BILAN:

1 1 -- TRANSCETOLASETRANSCETOLASE

HCOH

HCOH

CHO

HOCH

OC

CH2OH

+ HCOH

OC

CH2OH

+HCOH

HOCH

CHO

GroupeGroupecétolcétol

*

*

DD--XyluloseXylulose55--phosphatephosphate

DD--SedoheptuloseSedoheptulose77--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

DD--RiboseRibose55--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

DD--GlycéraldéhydeGlycéraldéhyde33--phosphate phosphate

2 2 -- TRANSALDOLASETRANSALDOLASE

GroupeGroupealdolaldol

CHO

OC

CH2OH

HCOH

HOCH OC

CH2OH

HOCH

**

DD--SedoheptuloseSedoheptulose77--phosphatephosphate

DD--ErythroseErythrose44--phosphatephosphate

DD--GlycéraldéhydeGlycéraldéhyde33--phosphate phosphate

HCOH

HCOH

CHO

CH2O P

+HCOH

HCOH

CH2O P

+HCOH

HCOH

CHO

CH2O P

HCOH

CH2O P

HCOH

HOCH

DD--FructoseFructose66--phosphatephosphate

CHO

OC

CH2OH

HOCHCHOOC

CH2OH*

3 3 -- TRANSCETOLASETRANSCETOLASE

DD--ErythroseErythrose44--phosphatephosphate

HCOH

HCOH

CHO

CH2O P

+HCOH

CH2O P

HCOH

HOCH

DD--FructoseFructose66--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

DD--GlycéraldéhydeGlycéraldéhyde33--phosphate phosphate

DD--XyluloseXylulose55--phosphatephosphate

HCOH

HOCH

CH2O P

+

Schéma global de la voie des pentoseSchéma global de la voie des pentose--phosphatesphosphates

56CO2

56CO2

56CO2

3

64

6

3

7

G6PDet

6PGD

Transcétolase Transaldolase Transcétolase P-triose isom.aldolase

Schéma global de la voie des pentoseSchéma global de la voie des pentose--phosphatesphosphates

56CO2

56CO2

56CO2

7

3 4

36

6

6

56CO2

56CO2

56CO2

6

3

64

6

3

7

G6PDet

6PGD

Transcétolase Transaldolase Transcétolase P-triose isom.aldolase

2

3e - transfert d ’un chaînon dicarboné

OC

CH2OH TRANSCETOLASE(TDP)

Dans tous les cas: le donneur = cétose et l’accepteur = aldose

1°- C5 + C5 C3 + C7

2°- C7 + C3 C4 + C6

3°- C5 + C4 C3 + C6

3 C5 2 C6 + 1 C3

BILAN:

1 1 -- TRANSCETOLASETRANSCETOLASE

HCOH

HCOH

CHO

HOCH

OC

CH2OH

+ HCOH

OC

CH2OH

+HCOH

HOCH

CHO

GroupeGroupecétolcétol

*

*

DD--XyluloseXylulose55--phosphatephosphate

DD--SedoheptuloseSedoheptulose77--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

DD--RiboseRibose55--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

HCOH

CH2O P

DD--GlycéraldéhydeGlycéraldéhyde33--phosphate phosphate

2 2 -- TRANSALDOLASETRANSALDOLASE

GroupeGroupealdolaldol

CHO

OC

CH2OH

HCOH

HOCH OC

CH2OH

HOCH

**

DD--SedoheptuloseSedoheptulose77--phosphatephosphate

DD--ErythroseErythrose44--phosphatephosphate

DD--GlycéraldéhydeGlycéraldéhyde33--phosphate phosphate

HCOH

HCOH

CHO

CH2O P

+HCOH

HCOH

CH2O P

+HCOH

HCOH

CHO

CH2O P

HCOH

CH2O P

HCOH

HOCH

DD--FructoseFructose66--phosphatephosphate

CHO

OC

CH2OH

HOCHCHOOC

CH2OH*

3 3 -- TRANSCETOLASETRANSCETOLASE

DD--ErythroseErythrose44--phosphatephosphate

HCOH

HCOH

CHO

CH2O P

+HCOH

CH2O P

HCOH

HOCH

DD--FructoseFructose66--phosphatephosphate

HCOH

CH2O P

DD--GlycéraldéhydeGlycéraldéhyde33--phosphate phosphate

DD--XyluloseXylulose55--phosphatephosphate

HCOH

HOCH

CH2O P

+

Schéma global de la voie des pentoseSchéma global de la voie des pentose--phosphatesphosphates

56CO2

56CO2

56CO2

3

64

6

3

7

G6PDet

6PGD

Transcétolase Transaldolase Transcétolase P-triose isom.aldolase

Schéma global de la voie des pentoseSchéma global de la voie des pentose--phosphatesphosphates

56CO2

56CO2

56CO2

7

3 4

36

6

6

56CO2

56CO2

56CO2

6

3

64

6

3

7

G6PDet

6PGD

Transcétolase Transaldolase Transcétolase P-triose isom.aldolase

II- Les bilans de la voie des pentoses phosphates

Cette voie peut être différente suivant les besoins de la cellule en NADPH et en ribose-5-P.

1- Si la cellule a besoin de beaucoup de NADPH

Si on a besoin de beaucoup de NADPH par rapport au ribose. Cʼest le cas par exemple du tissu adipeux qui exige pour sa synthèse dʼacides gras un taux élevé de NADPH. Dans ce cas la, le GL-6-P va être entièrement oxydé en CO2, il y a dʼabord formation de ribose qui va être transformé en fructose et 3-P-GA par les étapes de transcétolase et transaldolase. Puis le Glc-6-P est reformé par la voie inverse de la glycolyse et la boucle dʼoxydation va se reproduire pour avoir

Chaque décarboxylation : deux étapes dʼoxydation : deux productions de NADPH.

3

VOIE DES PENTOSEVOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

I I -- LES DIFFERENTES REACTIONSLES DIFFERENTES REACTIONS1°- Réactions d ’oxydation2°- Interconversion des pentose-phosphates3°- Réactions de transfert de radicaux carbonés4°- Schéma global

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES1°- Beaucoup plus de NADPH est nécessaire par rapport au ribose2°- Les besoins en NADPH et ribose-5-P sont équivalents3°- Beaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPH

III III -- REGULATION DE LA VOIE DES PENTOSEREGULATION DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATESRôle du NADPH

IV IV –– PATHOLOGIEPATHOLOGIE: le déficit en G6PD

11°°-- Besoin essentiel NADPH, H+ : Schéma global Besoin essentiel NADPH, H+ : Schéma global

Glc-6-P + 12 NADP+ + 7 H2O 6 CO2 + 12 NADPH + 12 H+ + Pi

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

2NADPH 2NADP+ CO2

H2O

Glc-6-P

Fr-6-P

Fr-1,6-BP

Oxydation

3-PGA

22°°-- Besoins en NADPH et RiboseBesoins en NADPH et Ribose --55--P équivalents:P équivalents:

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

22 Besoins en NADPH et Ribose Besoins en NADPH et Ribose 55 P équivalents:P équivalents:

Glc-6-P + 2 NADP+ + H2O R-5-P + 2 NADPH + 2 H+ + CO2

Glucose 6-phosphate Ribulose 5-phosphate

Ribose 5-phosphate

2 NADP+ 2 NADPH CO2H2O

33°°-- Beaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPHBeaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPH

Glucose-6-P

Fructose-6-P

Xylulose-5-P + Erythrose-4-P

Ribose-5-P

Glycéraldéhyde-3-P

Réaction globale:Réaction globale:5 Glc-6-P + ATP 6 R-5-P + ADP + H+

Fr-1,6-BP PDHA

VOIE DES PENTOSEVOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

I I -- LES DIFFERENTES REACTIONSLES DIFFERENTES REACTIONS1°- Réactions d ’oxydation2°- Interconversion des pentose-phosphates3°- Réactions de transfert de radicaux carbonés4°- Schéma global

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES1°- Beaucoup plus de NADPH est nécessaire par rapport au ribose2°- Les besoins en NADPH et ribose-5-P sont équivalents3°- Beaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPH

III III -- REGULATION DE LA VOIE DES PENTOSEREGULATION DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATESRôle du NADPH

IV IV –– PATHOLOGIEPATHOLOGIE: le déficit en G6PD

des A. gras à partir d ’AcétylCoA

* NADP+ / NADPH : 0,01 - 0,1

* NAD+ / NADH : 1000

Rôles du NADPH

a) Donneur d ’è

b) Réactions d ’hydroxylation- Monooxygénases fonctionnant avec cytochrome P450

c) Réduction des peroxydes par l ’intermédiaire du glutathion

2- Besoins équivalents.

Ce sont les voies dʼoxydation. On a du Glc-6-P et deux NADP+ + eau qui donne du … voir le diapoOn sʼarrête à la voie dʼoxydation et on a produit du R-5-P et du NADPH donc les besoins sont équilibrés.

3

VOIE DES PENTOSEVOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

I I -- LES DIFFERENTES REACTIONSLES DIFFERENTES REACTIONS1°- Réactions d ’oxydation2°- Interconversion des pentose-phosphates3°- Réactions de transfert de radicaux carbonés4°- Schéma global

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES1°- Beaucoup plus de NADPH est nécessaire par rapport au ribose2°- Les besoins en NADPH et ribose-5-P sont équivalents3°- Beaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPH

III III -- REGULATION DE LA VOIE DES PENTOSEREGULATION DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATESRôle du NADPH

IV IV –– PATHOLOGIEPATHOLOGIE: le déficit en G6PD

11°°-- Besoin essentiel NADPH, H+ : Schéma global Besoin essentiel NADPH, H+ : Schéma global

Glc-6-P + 12 NADP+ + 7 H2O 6 CO2 + 12 NADPH + 12 H+ + Pi

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

2NADPH 2NADP+ CO2

H2O

Glc-6-P

Fr-6-P

Fr-1,6-BP

Oxydation

3-PGA

22°°-- Besoins en NADPH et RiboseBesoins en NADPH et Ribose --55--P équivalents:P équivalents:

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

22 Besoins en NADPH et Ribose Besoins en NADPH et Ribose 55 P équivalents:P équivalents:

Glc-6-P + 2 NADP+ + H2O R-5-P + 2 NADPH + 2 H+ + CO2

Glucose 6-phosphate Ribulose 5-phosphate

Ribose 5-phosphate

2 NADP+ 2 NADPH CO2H2O

33°°-- Beaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPHBeaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPH

Glucose-6-P

Fructose-6-P

Xylulose-5-P + Erythrose-4-P

Ribose-5-P

Glycéraldéhyde-3-P

Réaction globale:Réaction globale:5 Glc-6-P + ATP 6 R-5-P + ADP + H+

Fr-1,6-BP PDHA

VOIE DES PENTOSEVOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

I I -- LES DIFFERENTES REACTIONSLES DIFFERENTES REACTIONS1°- Réactions d ’oxydation2°- Interconversion des pentose-phosphates3°- Réactions de transfert de radicaux carbonés4°- Schéma global

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES1°- Beaucoup plus de NADPH est nécessaire par rapport au ribose2°- Les besoins en NADPH et ribose-5-P sont équivalents3°- Beaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPH

III III -- REGULATION DE LA VOIE DES PENTOSEREGULATION DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATESRôle du NADPH

IV IV –– PATHOLOGIEPATHOLOGIE: le déficit en G6PD

des A. gras à partir d ’AcétylCoA

* NADP+ / NADPH : 0,01 - 0,1

* NAD+ / NADH : 1000

Rôles du NADPH

a) Donneur d ’è

b) Réactions d ’hydroxylation- Monooxygénases fonctionnant avec cytochrome P450

c) Réduction des peroxydes par l ’intermédiaire du glutathion

3- Si on a beaucoup plus de ribose nécessaire

Cʼest le cas dans des cellules en division rapide qui ont besoin de précurseurs nucléotidiques pour la synthèse dʼADN. Cette fois ci on nʼa pas besoin des étapes dʼoxydation qui produisent le NADPH. Les transcétolase et transladolase fonctionnent dans lʼautre sens. Le point de départ est le Fr-6-P et le GA-3-P : réversibilité.Grace aux interconnections, on va avoir formation de xynulose-5-P qui va être converti par isomérisation en R-5-P :

3

VOIE DES PENTOSEVOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

I I -- LES DIFFERENTES REACTIONSLES DIFFERENTES REACTIONS1°- Réactions d ’oxydation2°- Interconversion des pentose-phosphates3°- Réactions de transfert de radicaux carbonés4°- Schéma global

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES1°- Beaucoup plus de NADPH est nécessaire par rapport au ribose2°- Les besoins en NADPH et ribose-5-P sont équivalents3°- Beaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPH

III III -- REGULATION DE LA VOIE DES PENTOSEREGULATION DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATESRôle du NADPH

IV IV –– PATHOLOGIEPATHOLOGIE: le déficit en G6PD

11°°-- Besoin essentiel NADPH, H+ : Schéma global Besoin essentiel NADPH, H+ : Schéma global

Glc-6-P + 12 NADP+ + 7 H2O 6 CO2 + 12 NADPH + 12 H+ + Pi

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

2NADPH 2NADP+ CO2

H2O

Glc-6-P

Fr-6-P

Fr-1,6-BP

Oxydation

3-PGA

22°°-- Besoins en NADPH et RiboseBesoins en NADPH et Ribose --55--P équivalents:P équivalents:

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

22 Besoins en NADPH et Ribose Besoins en NADPH et Ribose 55 P équivalents:P équivalents:

Glc-6-P + 2 NADP+ + H2O R-5-P + 2 NADPH + 2 H+ + CO2

Glucose 6-phosphate Ribulose 5-phosphate

Ribose 5-phosphate

2 NADP+ 2 NADPH CO2H2O

33°°-- Beaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPHBeaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPH

Glucose-6-P

Fructose-6-P

Xylulose-5-P + Erythrose-4-P

Ribose-5-P

Glycéraldéhyde-3-P

Réaction globale:Réaction globale:5 Glc-6-P + ATP 6 R-5-P + ADP + H+

Fr-1,6-BP PDHA

VOIE DES PENTOSEVOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

I I -- LES DIFFERENTES REACTIONSLES DIFFERENTES REACTIONS1°- Réactions d ’oxydation2°- Interconversion des pentose-phosphates3°- Réactions de transfert de radicaux carbonés4°- Schéma global

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES1°- Beaucoup plus de NADPH est nécessaire par rapport au ribose2°- Les besoins en NADPH et ribose-5-P sont équivalents3°- Beaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPH

III III -- REGULATION DE LA VOIE DES PENTOSEREGULATION DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATESRôle du NADPH

IV IV –– PATHOLOGIEPATHOLOGIE: le déficit en G6PD

des A. gras à partir d ’AcétylCoA

* NADP+ / NADPH : 0,01 - 0,1

* NAD+ / NADH : 1000

Rôles du NADPH

a) Donneur d ’è

b) Réactions d ’hydroxylation- Monooxygénases fonctionnant avec cytochrome P450

c) Réduction des peroxydes par l ’intermédiaire du glutathion

III- La régulation de la voie des pentoses phosphates.

La première réaction dʼoxydation qui est catalysée par la Glc-6-P déshydrogénase est une étape limitante de la voie métabolique. Le Glc-6P déshydrogénase est dʼautant plus active que le NADP+ sʼélève. Elle est inhibée par des concentrations élevées en NADPH.

Dans une cellule si on fait un rapport NADP+/NADPH. Ce ratio est très faible car la forme prédominante est la forme réduite car elle est utilisée pour les biosynthèses et la protection contre lʼoxydation.  NADP+/NADPH : 0,01 -0,1 ce qui favorise la réduction des métabolites. Si on prend le ratio NAD+/ NADH au contraire, il est très élevé, de lʼordre de 1000 et le NAD+ se trouve en majorité sous cette forme car cʼest sous cette forme quʼil est utilisé pour la glycolyse. Le rôle du NADPH est dʼune part de donner des électrons pour la synthèse dʼacide G à partir de lʼacétyl coA et synthèse du cholestérol. De plus il intervient dans des hydroxylations avec des enzymes épathiques : des monooxygénases qui fonctionnent avec le coenzyme cytochrome P450. Il agit au niveau du foie. Ces monooxygénase permettent lʼélimination de substances (non hydrosolubles) toxiques en composé hydroxylés qui sont des substances qui deviennent quand elles sont hydroxylées hydrosolubles : élimination. Cʼest important pour la détoxification des toxines hydrophobes.

4

RHNADPH, H+O2

Monooxygènases fonctionnant avec cyt P450

R-OH

Cyt P450-Monooxygénase

NADP+H2O

des A. gras à partir d ’AcétylCoA

* NADP+ / NADPH : 0,01 - 0,1

* NAD+ / NADH : 1000

Rôles du NADPH

a) Donneur d ’è

b) Réactions d ’hydroxylation- Monooxygènases fonctionnant avec cyt P450

c) Réduction des peroxydes par l ’intermédiaire du glutathion

R-OH + R ’-OH

2 H2O G-S-S-G NADPH, H+ 6-P-glucono-lactone

ou bien

Réduction des peroxydes

H2O2 2 G-SH NADP+

Glutathionperoxydase

Glutathionréductase G6PD

Glc-6-Pou bienR-O-O- R’

VOIE DES PENTOSEVOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

I I -- LES DIFFERENTES REACTIONSLES DIFFERENTES REACTIONS1°- Réactions d ’oxydation2°- Interconversion des pentose-phosphates3°- Réactions de transfert de radicaux carbonés4°- Schéma global

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES1°- Beaucoup plus de NADPH est nécessaire par rapport au ribose2°- Les besoins en NADPH et ribose-5-P sont équivalents3°- Beaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPH

III III -- REGULATION DE LA VOIE DES PENTOSEREGULATION DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATESRôle du NADPH

IV IV –– PATHOLOGIEPATHOLOGIE: le déficit en G6PD

Maladie héréditaire liée au Chr XCrises hémolytiques aiguëes déclenchées

favisme (composé réactif:divicine)par certains médicaments: analgésiques, (phénacétine), sulfamides, antipaludéens (primaquine)

C é î f i é é if

Déficit en G6PDDéficit en G6PD

Ces composés entraînent la formation de composés réactifs de l’oxygène: radical superoxyde, peroxyde d’hydrogène

400 millions de personnes atteintes• Noirs d’Afrique et d’Amérique• Pourtour méditerranéen• Asie

Protection contre le paludisme

Déficit enzymatique entraîne un manque de NADPHet de G-SH

Conséquence de la présence de certaines drogues: Formation de peroxydes très réactifs

Elimination par l’intermédiaire du G-SHp

Régénération du G-SH

Glutathion peroxydaseR-O-O- R’ + 2 G-SH R-OH + R’-OH + G-S-S-G

G-S-S-G + NADPH + H+ 2 G-SH + NADP+

Glutathion réductase

(Les cellules musculaires, le NADPH est peu nécessaire. Il faut du ribose à cause de la forte utilisation dʼATP dans le muscle.)

Réduction des peroxydes par lʼintermédiaire dʼun tri peptide : le glutathion qui présente une cystéine. Dans la première oxydation, on a formation de NADPH grâce à la Glc-6-P déshydrogénase. Il permet de réduire 1 dimère de glutathion sous forme oxydé (le disulfure de Glutathion) qui va être réduit par la glutathion réductase grâce au NADPH : deux tri peptides glutathion réduit (SH). Il permet sous forme réduite à lʼenzyme glutathion peroxydase de réduire des peroxydes et donc de les détoxifier.

4

RHNADPH, H+O2

Monooxygènases fonctionnant avec cyt P450

R-OH

Cyt P450-Monooxygénase

NADP+H2O

des A. gras à partir d ’AcétylCoA

* NADP+ / NADPH : 0,01 - 0,1

* NAD+ / NADH : 1000

Rôles du NADPH

a) Donneur d ’è

b) Réactions d ’hydroxylation- Monooxygènases fonctionnant avec cyt P450

c) Réduction des peroxydes par l ’intermédiaire du glutathion

R-OH + R ’-OH

2 H2O G-S-S-G NADPH, H+ 6-P-glucono-lactone

ou bien

Réduction des peroxydes

H2O2 2 G-SH NADP+

Glutathionperoxydase

Glutathionréductase G6PD

Glc-6-Pou bienR-O-O- R’

VOIE DES PENTOSEVOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

I I -- LES DIFFERENTES REACTIONSLES DIFFERENTES REACTIONS1°- Réactions d ’oxydation2°- Interconversion des pentose-phosphates3°- Réactions de transfert de radicaux carbonés4°- Schéma global

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES1°- Beaucoup plus de NADPH est nécessaire par rapport au ribose2°- Les besoins en NADPH et ribose-5-P sont équivalents3°- Beaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPH

III III -- REGULATION DE LA VOIE DES PENTOSEREGULATION DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATESRôle du NADPH

IV IV –– PATHOLOGIEPATHOLOGIE: le déficit en G6PD

Maladie héréditaire liée au Chr XCrises hémolytiques aiguëes déclenchées

favisme (composé réactif:divicine)par certains médicaments: analgésiques, (phénacétine), sulfamides, antipaludéens (primaquine)

C é î f i é é if

Déficit en G6PDDéficit en G6PD

Ces composés entraînent la formation de composés réactifs de l’oxygène: radical superoxyde, peroxyde d’hydrogène

400 millions de personnes atteintes• Noirs d’Afrique et d’Amérique• Pourtour méditerranéen• Asie

Protection contre le paludisme

Déficit enzymatique entraîne un manque de NADPHet de G-SH

Conséquence de la présence de certaines drogues: Formation de peroxydes très réactifs

Elimination par l’intermédiaire du G-SHp

Régénération du G-SH

Glutathion peroxydaseR-O-O- R’ + 2 G-SH R-OH + R’-OH + G-S-S-G

G-S-S-G + NADPH + H+ 2 G-SH + NADP+

Glutathion réductase

IV- Pathologie

Au niveau du globule rouge : Si on a un déficit en Glc-6p déshydrogénase, cʼest une maladie héréditaire liée au chromosome X qui se traduit par des crises hémolytiques aigues liées à la destruction des GR accompagnée de douleur, fièvre, frissons. Ces crises hémolytiques sont déclenchées par lʼingestion de fèves qui contiennent un composé oxydant : la divicine. Certains médicaments déclenchent aussi ces crises (voir le diapo). Ces composé entrainent la formation de composé réaction d elʼO, radicaux libre et peroxyde dʼhydrogène. Cʼest une des maladies héréditaires les plus fréquentes dans le monde : 400M de personnes atteintes. Elle touche tout les pays tropicaux. Ceci suit les régions de paludisme car ce déficit entraine une protection contre le paludisme. Les GR qui ont ce déficit sont des zones beaucoup moins appropriées pour le parasite. Ces parasites ont besoins des produits de la voie des pentoses phosphates. De plus, les GR fragiles vont être lysés avant que le parasite ne soit mur : empêche la propagation.

Ce déficit en G6PD entraine un manque de NADPH et donc de glutathion sous forme réduite GSH. Normalement les peroxydes sont éliminés par la glutathion peroxydase. Le dimère de glutathion doit être régénéré par la glutathion réductase qui a besoin du NADPH/ le NADPH est indispensable pour lʼintégrité des membranes de GR.Dans notre organisme les GR sont particulièrement vulnérables aux perturbations de la voie des pentoses phosphates du fait de la grande réactivité de lʼO auxquels les GR sont exposé en permanence.

Dans le GR le NADPH permet aussi le maintient du fer à lʼétat FE2+ ferreux.

Le traitement est de prévenir les crise hémolytiques par la non prise de fer et la prise de médicaments oxydants.

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RHNADPH, H+O2

Monooxygènases fonctionnant avec cyt P450

R-OH

Cyt P450-Monooxygénase

NADP+H2O

des A. gras à partir d ’AcétylCoA

* NADP+ / NADPH : 0,01 - 0,1

* NAD+ / NADH : 1000

Rôles du NADPH

a) Donneur d ’è

b) Réactions d ’hydroxylation- Monooxygènases fonctionnant avec cyt P450

c) Réduction des peroxydes par l ’intermédiaire du glutathion

R-OH + R ’-OH

2 H2O G-S-S-G NADPH, H+ 6-P-glucono-lactone

ou bien

Réduction des peroxydes

H2O2 2 G-SH NADP+

Glutathionperoxydase

Glutathionréductase G6PD

Glc-6-Pou bienR-O-O- R’

VOIE DES PENTOSEVOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES

I I -- LES DIFFERENTES REACTIONSLES DIFFERENTES REACTIONS1°- Réactions d ’oxydation2°- Interconversion des pentose-phosphates3°- Réactions de transfert de radicaux carbonés4°- Schéma global

II II -- LES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSELES BILANS DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATES1°- Beaucoup plus de NADPH est nécessaire par rapport au ribose2°- Les besoins en NADPH et ribose-5-P sont équivalents3°- Beaucoup plus de ribose est nécessaire que de NADPH

III III -- REGULATION DE LA VOIE DES PENTOSEREGULATION DE LA VOIE DES PENTOSE--PHOSPHATESPHOSPHATESRôle du NADPH

IV IV –– PATHOLOGIEPATHOLOGIE: le déficit en G6PD

Maladie héréditaire liée au Chr XCrises hémolytiques aiguëes déclenchées

favisme (composé réactif:divicine)par certains médicaments: analgésiques, (phénacétine), sulfamides, antipaludéens (primaquine)

C é î f i é é if

Déficit en G6PDDéficit en G6PD

Ces composés entraînent la formation de composés réactifs de l’oxygène: radical superoxyde, peroxyde d’hydrogène

400 millions de personnes atteintes• Noirs d’Afrique et d’Amérique• Pourtour méditerranéen• Asie

Protection contre le paludisme

Déficit enzymatique entraîne un manque de NADPHet de G-SH

Conséquence de la présence de certaines drogues: Formation de peroxydes très réactifs

Elimination par l’intermédiaire du G-SHp

Régénération du G-SH

Glutathion peroxydaseR-O-O- R’ + 2 G-SH R-OH + R’-OH + G-S-S-G

G-S-S-G + NADPH + H+ 2 G-SH + NADP+

Glutathion réductase