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La voie des pentoses phosphate
1ière année Pharmacie 2012-2013Biochimie métabolique
Pr Bouhsain Sanae
glycogène
Glycogènogenese Glycogènolyse
Voie des Pentose phosphate
Ribose, NADPH
glycolyse lactate
H2O+CO2
Oxydation aérobique
Digestion absorption
Aliments
Lactate, acides aminés, glycerol
glucose
néoglucogénèse
VOIES MÉTABOLIQUES DU GLUCOSE
plan
Introduction
1- Les réactions de la voie des pentoses P
2-Le rôle de NADPH/H+ et du ribose-5P
3- Le bilan énergétique
4- La régulation
5- Les principales anomalies de la voie des pentoses P
Conclusion
Introduction • Autre dénomination: Shunt des Hexoses ou pentoses Monophosphate
• Voie cytoplasmique anabolique
• Objectifs: 1- Formation de NADPH nécessaire à :
• Des réactions anaboliques réductrices: acides gras, cholestérol, hormones stéroïdes ….
• Des réactions de réduction particulières: • dans les hématies: réaction de réduction du glutathion dont la forme réduite est
antioxydante
2- Production de résidus ribose – 5-phosphate pour la synthèse des nucléotides puriques et pyrimidiques ( et des coenzymes pyridiniques et flaviniques)
Voie non productrice d’énergie contrairement à la glycolyse
Introduction (2)
• Voie des pentoses phosphate est ubiquiste:– Dans le foie (synthèse des acides gras, cholestérol)
– Dans le tissu adipeux (synthèse des acides gras)
– Dans la glande mammaire au cours de la lactation (synthèse des acides gras)
– Dans les tissus stéroïdogènes: corticosurrénales, testicules, ovaires et placenta
– Dans les globules rouges (réduction du glutathion)
• Substrat de la voie des pentoses P: glucose-6P
Voie des Pentoses-Phosphatedu glucose 6P au ribose 5P
• Deux phases:– oxydative et irreversible produisant:
• 2 molécules de NADPH,H+• Le ribulose P: premier pentose phosphate de la
voie
– non oxydative et reversible: Étape d’isomérisation des pentoses phosphate:
produit le ribose-5-Phosphate
Étape recombinant les pentoses-Phosphate en hexoses-phosphate
1- Les réactions de la voie des pentoses P
Réaction limitante, irréversible
Réaction limitante, irréversible
Réaction 1
Réaction 2
II- Partie non oxydative de la voie des pentoses P
C
C
C
CH2OPO32
O
OHH
OHH
CH2OH
C
C
C
CH2OPO32
O
HHO
OHH
CH2OH
C
C
C
CH2OPO32
OH
OHH
OHH
HC O
H
ribulose-5- phosphate
xylulose-5- phosphate
ribose-5- phosphate
Epimerase
Isomerase
Le ribulose 5 P peut être le substrat de 2 enzymes:
-Isomèrase: conduisant du ribulose 5 P au Ribose 5 P
- Épimérase: le ribulose 5 P est transformé en xylulose 5 P
Cétose
Cétose
Aldose
Réaction 3a
Réaction 3b
Transcétolase: transfère un cétol à 2-C: [–CO – CH2OH]
D’un cétose donneur (xylulose-5-P) à un aldose accepteur (ribose-5-P)
Coenzyme: thiamine pyrophosphate (TPP)
C
C
C
CH2OPO32
O
HHO
OHH
CH2OH
C
C
C
CH2OPO32
OH
OHH
OHH
HC O
H C
C
C
CH2OPO32
OH
OHH
OHH
C H
H
HC
C
CH2OPO32
O
OHH
C
CH2OH
O
HO
+ +
xylulose- ribose- glyceraldehyde- sedoheptulose- 5-phosphate 5-phosphate 3-phosphate 7-phosphate
Transcetolase Réaction 4
Transaldolase:
- transfère un aldol à 3-C: –CH2OH–CO–CH2OH
D’un cétose donneur (sedoheptulose-7P) à un aldose accepteur (glyceraldehyde-3P)
C H 2 O H
C
C H
HC
HC
HC
H 2 C
O H
O H
O PO 32
O H
H O
O
HC
HC
HC
H 2 C
O
O H
O PO 32
O H
HC
HC
H 2 C
O
O PO 32
O H
H 2 C
C
C H
HC
HC
H 2 C
O H
O PO 32
O H
O H
H O
O
se d o h e p tu lo se - g ly c e ra ld e h y d e - e ry th ro se - f ru c to se - 7 -p h o sp h a te 3 -p h o sp h a te 4 -p h o sp h a te 6 -p h o sp h a te
T ra n sa ld o la se
+ +
Réaction 5
Transcétolase:
transfère un cétol à 2-C: [–CO – CH2OH] d’un cétose donneur (xylulose-5-P) à un aldose accepteur (érythrose 4P)
Réaction 6
Coenzyme: thiamine pyrophosphate (TPP)
3 molécules de ribulose 5P (3 x5= 15C) sont converties en:
-2 Fructose 6P (6x2= 12C)
-1 molécule de GAP ( 3C)
C5 + C5 C3 + C7
C3 + C7 C6 + C4
C5 + C4 C6 + C3
______________________
3 C5 2 C6 + C3
Soit :
6 C5 4 C6 + 2C3
6 C5 5 C6
-2
+2
+3-3 -2
+2
2- Rôles de NADPH/H+ et du Ribose
Rôles du Ribose
• Biosynthèse de nucléotides (ATP, GTP,…)
• Production d’acides nucléiques (ADN, ARN)
• Production de coenzymes:– NADH/H+– FADH2– Coenzyme A
Rôles du NADPH/H+
• Dans les biosynthèses réductrices:– foie: cholestérol et des acides gras– Tissu adipeux: acides gras– Glande mammaire: acides gras du lait– Glandes surrénales: stéroides (glucocorticoides, aldostérone et
hormones sexuelles )– Testicules et ovaires: hormones sexuelles
• Protection et élimination:– Foie: hydroxylations pour élimination des substances non
hydrosolubles– Érythrocytes: restauration par réduction du glutathion (protection
contre les oxydations)
Rôle du NADPH et du glutathion (GSH) dans la protection des cellulesContre les dérivés d’O2 hautement réactifs
Danger
3- Bilan énergétique de la voie des pentoses phosphate
• Voie des pentoses phosphate : anabolique
• Ne consomme pas d’ATP
• Ne produit pas d’ATP
4- Régulation de la voie des pentoses P
• Seule la partie oxydative est régulée
• Glucose-6-P déshydrogénase– Première réaction– Réaction irreversible– Enzyme clé, enzyme limitante– Régulation allostérique:
• Inhibition par NADPH, • activation par NADP+
– Enzyme inductible: Induite par l’insuline
5- Anomalies de la voie des pentoses P
Déficit en glucose 6P déshydrogénase
• maladie héréditaire fréquente
• Déficit héréditaire s’exprime essentiellement dans le GR
• Insuffisance en voie de pentose-P: – insuffisance en NADPH,H+– Déficit en glutathion réduit (GSH)
• Fragilisation paroi érythrocytaire: Anémie hémolytique– Asymptomatique
– Déclenchée par infections, médicaments ou ingestion de fèves
– Douleur, fièvre, frissons et chute brutale de l’hématocrite
Conclusion
Ce qu’il faut retenir
• Voie des pentoses Phosphate:– Partir de 6C5 et arriver à 5C6– Production de NADPH et du Ribose 5P
• Importance de NADPH dans la protection des cellules contre les radicaux réactifs de l’oxygène
• Déficit en G6PD érythrocytaire: anémie hémolytique
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