La Gluconéogenèse - IBMC

Chap VIII.
La Gluconéogenèse
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
certains acides aminés
Lactate
Glucose
Glucose 6-phosphate
Fructose 6-phosphate
Fructose 1,6-bisphosphate
Glyceraldéhyde 3-P Dihydroxyacétone P
1,3-diphosphoglycérate
3-phosphoglycérate
2-phosphoglycérate
Phosphoénolpyruvate
Oxaloacétate
Pyruvate
Glycérol
certains acides aminés

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

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

Formation du fructose 6-phosphate
fructose 1,6 di-P + H 2O fructose 6-P + Pi
fructose 1,6 diphosphatase
Réaction éxergonique
Formation du glucose
glucose 6-P + H 2O 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
HN
HC
O
C
NH
CH
H2C C
S
H
transporteur de CO 2
CH 2
O
CH 2 CH 2 CH 2 C
NH (CH 2) 4
NH
CH
C O
biotine Lysine E

Réaction dans le site 1 :
Biotine-Enzyme + ATP + HCO 3 -
CO 2 ~Biotine-Enz + ADP + Pi
Réaction dans le site 2 :
CO 2 ~Biotine-Enz + Pyruvate
Biotine-Enz + Oxaloacétate
ΔG’°= - 4,7 kcal/mole
Mn 2+
Activation de la pyruvate carboxylase par l’acétyl-CoA
Mg 2+
Acétyl-CoA
>> changement de conformation de l’enz

La pyruvate carboxylase est mitochondriale
Pyruvate
Pyruvate
Oxaloacétate
Malate
Malate
Oxaloacétate
CO 2 + ATP
ADP + Pi
NADH + H +
NAD +
NAD +
NADH + H +

Hexokinase
Phosphofructokinase
Glycolyse - Gluconéogenèse
Glucose
6-phosphatase
Fructose
1,6-diphosphatase

Pyruvate
kinase
Pyruvate
carboxylase
Phosphoénolpyruvate
carboxykinase

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

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

Les cycles futiles
ATP ADP
100
A B
90
Pi
Effecteurs allostériques :
Stimulation 20 %
Inhibition 20 %
H 2O
ATP ADP
120
A B
72
Pi
H 2O
Amplification de signaux
Flux net 10
Flux net 48
Production de chaleur