Etude de la glycolyse - Bilan selon le type d'ose
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a. Reconstituer une partie de la glycolyse avec les structures ci-dessous.

glycolyse glycolysis bilan energetique coenzyme ATP saccharose fructose glucose galactose biochimej metabolite

b. Quelle(s) molécule(s) n'appartient(tiennent) pas à la glycolyse ?

c. Combien d'ATP sont synthétisées au cours de cette séquence de réaction ?

d. Quel est le bilan (ATP, coenzyme réduits, ...) si la glycolyse commence à partir du galactose, du fructose ?

 

Les molécules A et C n'appartiennent pas à la glycolyse.

La molécule A est la dihydroxyacétone non phosphorylée.

Les 4 autres molécules sont impliquées dans le tronçon triose de la glycolyse (du glycéraldéhyde 3-phosphate au pyruvate).

metabolite glycolyse glycolysis bilan energetique coenzyme ATP saccharose fructose glucose galactose biochimej

Celà souligne à quel point il est important que la dihydroxyacétone soit phosphorylée en terme de bilan énergétique de la glycolyse (figure ci-dessous).

glyceraldehyde 3 phosphate pyruvate glycolyse glycolysis bilan energetique coenzyme ATP saccharose fructose glucose galactose biochimej

En effet, la dihydroxyacétone phosphate :

  • Contribue, au même titre que le glycéraldéhyde 3-phosphate, à la synthèse de 2 molécules d'ATP et de 1 molécule de NAD+ réduite.
  • Représente 95% des 2 trioses phosphates dans la cellule ! Quantitativement, c'est donc elle qui alimente la glycolyse via la triose phosphate isomérase.

En conséquence, si la dihydroxyacétone n'était pas phosphorylée, il n'y aurait que 1/20 x [2 molécules d'ATP + 1 molécule de NAD+ réduite], soit 1/40 du bilan normal.

Voir un développement sur la glycolyse.

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Bilan si la glycolyse commence à partir du galactose (monosaccharide)

Le galactose est un épimère du glucose en C4. Il est d'abord phosphorylé en galactose 1-phosphate par la galactokinase.

Le galactose 1-phosphate réagit avec l'UDP-glucose dans une réaction catalysée par la galactose 1-phosphate uridyltransférase. Les produits de cette réactions sont : le glucose 1-phosphate et l'UDP-galactose.

La phosphoglucomutase (enzyme semblable à la phosphoglycérate mutase) convertit le glucose 1-phosphate en glucose 6-phosphate qui entre dans la glycolyse.

galactose phosphate uridyltransferase UDP-glucose glycolyse glycolysis bilan energetique coenzyme ATP saccharose fructose glucose galactose biochimej

L'UDP-galactose, l'autre produit de la réaction catalysée par la galactose 1-phosphate uridyltransférase, est recyclé par transformation en UDP-glucose par l'UDP-glucose 4'-épimérase.

Donc 4 enzymes sont nécessaires pour tansformer le galactose en glucose 6-phosphate afin qu'il entre dans la glycolyse où il y est transformé en pyruvate comme le glucose.

Le bilan de l'entrée du galactose dans la glycolyse est : galactose + ATP => glucose 6-phosphate + ADP

Puisque la suite du catabolisme du galactose aboutit à 2 molécules de pyruvate en produisant 2 molécules d'ATP et 2 molécules de NADH, le bilan net est équivalent à celui du catabolisme du glucose.

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Bilan si la glycolyse commence à partir du fructose (monosaccharide) dans le foie

Dans le foie, le fructose est transformé en fructose 1-phosphate par la fructokinase. Le fructose 1-phosphate est clivé par la fructose 1-phosphate aldolase pour former la dihydroxyacétonephosphate et le glycéraldéhyde.

fructose phosphate glycolyse glycolysis bilan energetique coenzyme ATP saccharose fructose glucose galactose biochimej

Enfin, le glycéraldéhyde est phosphorylé en glycéraldéhyde 3-phosphate par la triose kinase. La figure ci-dessous resitue ces réactions dans la glycolyse.

glycolyse glycolysis bilan energetique coenzyme ATP saccharose fructose glucose galactose biochimej

Le bilan de l'entrée du fructose dans la glycolyse est : fructose + 2 ATP => glycéraldehyde 3-phosphate + dihydroxyacétone phosphate + 2 ADP

Puisque la suite du catabolisme du fructose aboutit à 2 molécules de pyruvate en produisant 2 molécules d'ATP et 2 molécules de NADH, le bilan net est équivalent à celui du catabolisme du glucose.

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Bilan si la glycolyse commence à partir du fructose dans les autres tissus

Dans les autres tissus, le fructose est tranformé en fructose 6-phosphate par l'hexokinase.

Le bilan de l'entrée du fructose dans la glycolyse est : fructose + ATP => fructose 6-phosphate + ADP

tissus glycolyse glycolysis bilan energetique coenzyme ATP saccharose fructose glucose galactose biochimej

Puisque la suite du catabolisme du fructose dans les autres tissus que le foie aboutit à 2 moles de pyruvate en produisant 2 moles d'ATP et 2 moles de NADH, le bilan net est équivalent à celui du catabolisme du glucose.

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