La GlycolyseVoie de Embden-Meyerhoff

Glucose …Pyruvate

+ ATPGlycolyseEn milieu aérobie :

Extraction de l’énergie contenue dans le glucose

Pyruvate Pyruvate CO2 + H2O

Mitochondrie

Cycle de Krebs Chaîne de transport des électronsGlycolyse

Chap III.

Figures tirées de

Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company

Lehninger Principles of BiochemistryFourth Edition

En anaérobiose : ex : muscle en contraction très active.

Pyruvate Lactate

Dans les organismes anaérobies :

Pyruvate Éthanol

{FERMENTATIONS

BILAN : Glucose Pyruvate CO2 + H2OGlycolyse

Lactate

Ethanol

I. Petit historique de la glycolyse :description glycolyse // développement de la biochimie

1897 Edouard Buchner et Hans BuchnerDécouverte fortuite

1905 Arthur Harden et William Young

puis Gustav Embden

Otto Meyerhof

Carl Neuberg

Jacob Parnas

Otto Warburg

Gertz et Carl Cori

1940 Elucidation complète

Observation 2 :

Pi disparaît, incorporation dans ose (fructose 1,6-diphosphate)

Observation 3 :

Observation 1 :

v très rapidement

v très rapidement si + phosphate

FermentationGlucose + extrait de levure

Extrait delevure

dialyse >>inactif

chauffage à 50°C>> inactif

} mélange>> actif

contient thermolabileZYMASE

contient petitesmolécules

COZYMASE

Contribution de Arthur Harden et William Young

enzymes

Métaux, ATP, ADP, NAD+

Vue d’ensemble de la glycolyseGlucose

Glucose 6-P

Fructose 6-P

Fructose 1,6-bisP

Dihydroxy-acétone

phosphate

Glyceraldéhyde 3-P

1,3-Biphosphoglycérate

3-Phosphoglycérate 2-Phosphoglycérate Phosphoénolpyruvate

Pyruvate

Phosphorylation des hexoses

Formation des trioses

Oxydo-Réductions

Pyruvatekinase

énolase

Phosphoglycéro-mutase

Phosphoglycératekinase

Glyceraldéhyde 3-Pdéshydrogénase

Triose phosphateisomérase

Aldolase

Phosphofructo-kinase

Phosphoglucoseisomérase

Hexokinase

H2O

ADP

ATP

ADP

ADP

ADP

ATP

ATP

ATP

NADH + H+NAD+ + Pi

Réactions dans le cytoplasme

II. Les différentes étapes de la glycolyse

1. Glucose Fructose 1,6-di P

a) Glucose O

CH2OH

+ ATP

O

CH2O PO 32-

ADP + H+

O CH2OHPO32-OCH2

CH2O PO 32-

OPO32-OCH 2

ATP

ADP + H+

Hexokinase

b) Isomérisation

c) Fructose 1-6 di P

Phosphoglucoseisomérase

Phosphofructokinase(allostérique)

Fructose 1-6 di P

Glucose 6 P

Fructose 6 P

aldose

cétose

2. Formation de 2 Glyceraldéhyde 3-phosphate

a) Coupure d’1 Fructose 1,6-bisphosphate

b) Isomérisation

+ C O

CH2OH

CH2O PO 32-

C O

CH2O PO 32-

C HHO

CH OH

CH OH

CH2O PO 32-

CH OH

CH2O PO 32-

OC

H

Aldolase

Glyceraldéhyde3-phosphate

Dihydroxyacétonephosphate

CH OH

CH2O PO 32-

OC

H

C O

CH2OH

CH2O PO 32-

TriosephosphateisoméraseDHAP GA-3P

cétosealdose

Bilan : Fructose 1,6 di-P 2 glyceraldéhyde 3-P

3. Conversion d’1 GA 3 P 1,3 DG

CH OH

CH2O PO 32-

CO-

CH OH

CH2O PO 32-

CO PO 3

2-

CH OH

CH2O PO 32-

OC

H

4. Formation d’1 ATP

NAD+ + PiNADH + H+

ADPATP

Glyceraldéhyde 3 P

1-3 diphosphoglycérate

3-phospho glycérate

Glyceraldéhyde 3phosphate

déshydrogénase

Phosphoglycératekinase

Acyl phosphate

5. Formation de pyruvate et production d’un second ATP

a) Réarrangement intramoléculaire

C

CO-

CH2OH

H O PO 32-CH OH

CH2O PO 32-

CO-

3-phosphoglycérate 2-phosphoglycérate

Phosphoglycéromutase

b) Enolisation (déshydratation)

2-phosphoglycérate phosphoénolpyruvate

énolaseC O PO 3

2-

CH2

CO-

+ H2OC

CO-

CH2OH

H O PO 32-

c) Formation du pyruvate

C O PO 32-

CH2

CO-

+ ADP+ H+

CH3

C O

CO-

+ ATP

phosphoénolpyruvate PYRUVATE

pyruvate kinase

III. Bilan de la glycolyse

Glucose + 2 NAD+ + 2 Pi + 2 ADP

2 Pyruvate + 2 NADH + 2 ATP + 2 H2O + 2 H+

2 ATP formés

Glucose + ATP Glucose 6-P + ADPGlucose 6-P Fructose 6-P

Fructose 6-P + ATP Fructose 1,6 di-P + ADP

Fructose 1,6 di-P 2 Glyceraldéhyde 3-P

2 GA 3-P + 2 NAD+ + 2 Pi 2 1,3-DPG + NADH + 2 H+

2 1,3-DPG + 2 ADP 2 3-phosphoglycérate + 2 ATP

2 3-phosphoglycérate 2 2-phosphoglycérate

2 2-phosphoglycérate 2 phosphoénolpyruvate + 2 H2O2 phosphoénolpyruvate + 2 ADP 2 pyruvate + 2 ATP

IV. Importance des phosphorylations

On observe 2 stratégies de phosphorylation :

de l’ATP est utilisé au début

puis du phosphate inorganique (couplage avec des réactions RedOx)

Tous les intermédiaires sont phosphorylés :

Interactions ioniques avec aa sites actifs meilleure interactionenz / substrat

Composés hydrophiles maintient des molécules énergétiquesdans les cellules

charges négatives :

cellule

Glucose Glucose Glucose 6-P

seuledestinéeTransporteur actif

Importance de la phosphorylation du glucose

V. Hexokinase

L’enzyme se replie autour des substrats pour les piéger.Les molécules d’eau sont éliminées du site actif.

Hexokinase : transfert d’un groupe phosphoryle d’un ATP à un accepteur = kinase

Transfert sur oses à 6 carbones

Nécessité de magnésium (Mg++) ou manganèse (Mn++)

VI. La glyceraldéhyde 3 P déshydrogénase

> Réaction catalysée :

C

O

HR + H+ + NADHO- PC

O

R+ Pi + NAD+

> Intermédiaire de réactions :

C

O

HR XC

O

R

OC

O

R P

O

O-

O-

Très difficile carnécessite l’éliminationd’1 ion hydrure.

oxydation

phosphorylation

Réaction thermodynamiquement défavorable, rendue possible par 1réact° thermodynamiquement favorable, l’oxydation d’1 aldéhyde

VII. Régulation de la glycolyse

glycolyseFormation d’ATP, NADH

Formation de précurseurs

Harmonisation des besoins de la cellule

Site de ctrl = Enz catalysant des réact°s irréversibles

Glc 6-P

ATP, citrate

ATP

AMP,

fructose 2,6 di-P

signaux derichesse E >> frein

glycolyse.

signaux depauvreté E >>

stimult° glycolyse.

> hexokinase

> phosphofructokinase

> pyruvate kinase