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La voie des pentoses phosphate 1 ière année Pharmacie 2012- 2013 Biochimie métabolique Pr Bouhsain Sanae

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Page 1: La voie des pentoses phosphate 1 ière année Pharmacie 2012-2013 Biochimie métabolique Pr Bouhsain Sanae

La voie des pentoses phosphate

1ière année Pharmacie 2012-2013Biochimie métabolique

Pr Bouhsain Sanae

Page 2: La voie des pentoses phosphate 1 ière année Pharmacie 2012-2013 Biochimie 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

Page 3: La voie des pentoses phosphate 1 ière année Pharmacie 2012-2013 Biochimie métabolique Pr Bouhsain Sanae

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

Page 4: La voie des pentoses phosphate 1 ière année Pharmacie 2012-2013 Biochimie métabolique Pr Bouhsain Sanae

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

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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

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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

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1- Les réactions de la voie des pentoses P

Page 8: La voie des pentoses phosphate 1 ière année Pharmacie 2012-2013 Biochimie métabolique Pr Bouhsain Sanae

Réaction limitante, irréversible

Réaction limitante, irréversible

Réaction 1

Réaction 2

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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

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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

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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

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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)

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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

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2- Rôles de NADPH/H+ et du Ribose

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Rôles du Ribose

• Biosynthèse de nucléotides (ATP, GTP,…)

• Production d’acides nucléiques (ADN, ARN)

• Production de coenzymes:– NADH/H+– FADH2– Coenzyme A

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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)

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Rôle du NADPH et du glutathion (GSH) dans la protection des cellulesContre les dérivés d’O2 hautement réactifs

Danger

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3- Bilan énergétique de la voie des pentoses phosphate

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• Voie des pentoses phosphate : anabolique

• Ne consomme pas d’ATP

• Ne produit pas d’ATP

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4- Régulation de la voie des pentoses P

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• 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

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5- Anomalies de la voie des pentoses P

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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

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Conclusion

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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