Glucokinase, Hexokinase et Fructose 2,6 diphosphate

[Half]

Bonjour !

Je suis entrain de relire mon cours de biochimie de la tut' rentrée portant sur la glycolyse.

J'ai réussi à bien comprendre le principe mais je bloque sur ces deux enzymes.

En gros voila ce que j'arrive à comprendre (dites moi si c'est déjà bon ça ^^) :

-La glucokinase est l'enzyme présent au niveau du foie et des cellules Beta. Elle a pour rôle de transformer le glucose en glucose 6 phosphate (on peut dire que c'est son rôle ou elle ne fait qu’accélérer la réaction ?). De cette façon le taux de glucose dans le sang diminue car il est stocké dans les cellules (le G6-P ne peut pas sortir des cellules). Elle n'est pas inhiber par le G6-P car elle doit réguler la glycémie et elle doit empêcher une hyperglycémie, une inhibition entraînerait l'absence de transformation du glucose en G6-P et donc une hyperglycémie. -J'ai juste jusque là ?-

-L'hexokinase , elle, est présente essentiellement dans les muscles. Elle a aussi pour rôle de transformer le glucose en G6-P mais elle va être inhiber par ce G6-P. En effet, lors d'un effort physique intense ou d'une période absorptive le corps a besoin d'énergie dans un court laps de temps. De ce fait le glucose ne doit pas être stocké dans les cellules sous forme de G6-P mais doit être immédiatement dégradé. -J'ai juste là aussi ?-

J'ai pour le moment compris ça plus ou moins bien. Cependant, je ne comprends pas au niveau de l'hexokinase pourquoi le G6-P va inhiber l'hexokinase. Comme je l'ai dit ci dessus c'est pour garder du glucose afin qu'il soit dégrader. Cependant la dégradation du glucose en énergie commence par la formation de G6-P à partir du glucose.
Je ne sais pas si vous voyez où je veux en venir. L'hexokinase est inhibée pour empêcher la formation de G6-P et garder le maximum de glucose. Cependant ce glucose doit être dégradé pour produire de l'énergie, et la première étape de cette dégradation (donc de cette glycolyse) est le formation de G6-P.

Je n'arrive donc pas à comprendre ce passage, il doit surement y avoir une raison logique j'espère que vous pourrez m'éclairer.

Enfin, quelles sont les conséquences du fait que l'hexokinase atteint rapidement sa Vmax alors que la glucokinase non ?

A présent pour la F 2,6 diP :

-Est-ce un enzyme ?
-Quelle est son rapport avec l'enzyme PFK-2/FDP-2

J'ai compris que son rôle était de permettre la glycolyse et de stopper la production de glucose. Elle agit donc en présence d'insuline non (càd lorsque le corps à besoin de dégrader le glucose) ?

Pour l'ensyme PFK-2 / FDP-2 qu'est ce qu'une activité kinase et une activité phosphatase ? J'ai également du mal à comprendre pourquoi son niveau de phosphorylation détermine son activité :s

J'espère vraiment que vous saurez me répondre, merci d'avance.

[nenyan]

-La glucokinase est l'enzyme présent au niveau du foie et des cellules Beta. Elle a pour rôle de transformer le glucose en glucose 6 phosphate (on peut dire que c'est son rôle ou elle ne fait qu’accélérer la réaction ?). De cette façon le taux de glucose dans le sang diminue car il est stocké dans les cellules (le G6-P ne peut pas sortir des cellules). Elle n'est pas inhiber par le G6-P car elle doit réguler la glycémie et elle doit empêcher une hyperglycémie, une inhibition entraînerait l'absence de transformation du glucose en G6-P et donc une hyperglycémie. -J'ai juste jusque là ?-

C'est presque bon, juste un détail : une rétroinhibition de la glucokinase par le G6P n'entrainerait pas une hyperglycémie (dans le sens ou elle n'en serait pas la cause), mais entraverait sa gestion, et donc ton hyperglycémie durerait plus longtemps du fait de sa moins bonne gestion par l'appareil hépatique.

-L'hexokinase , elle, est présente essentiellement dans les muscles. Elle a aussi pour rôle de transformer le glucose en G6-P mais elle va être inhiber par ce G6-P. En effet, lors d'un effort physique intense ou d'une période absorptive le corps a besoin d'énergie dans un court laps de temps. De ce fait le glucose ne doit pas être stocké dans les cellules sous forme de G6-P mais doit être immédiatement dégradé. -J'ai juste là aussi ?-

Le glucose ne sera jamais stocké sous forme de G6P, ou même sous forme de glucose libre dans les cellules. En fait, le glucose dégradé pendant la glycolyse aura deux origines possibles : soit tu es en période postprandiale et tu as beaucoup de glucose libre dans ton sang (hyperglycémie), il va falloir faire chuter la glycémie, pour ça, il y a deux solutions :
1. Le stockage, que tu verras plus tard, du glucose sous forme de glycogène.
2. La dégradation du glucose, qui fournira de l'énergie, pour former d'autres formes de réserves : les lipides (tu verras tout ça plus tard)

La rétroinhibition de l'hexokinase permet en fait de ne pas faire rentrer trop de glucose dans la glycolyse, pour éviter d'avoir un excès d'énergie, produite en pure perte.

Enfin, quelles sont les conséquences du fait que l'hexokinase atteint rapidement sa Vmax alors que la glucokinase non ?

Le fait que l'hexokinase atteigne rapidement sa vitesse maximale de catalyse implique que ton enzyme va se saturer très rapidement. Elle ne va donc pas pouvoir gérer une très grande quantité de glucose, et d'ailleur, c'est pas grave, puisque c'est pas son but, l'avantage par contre, c'est qu'elle va atteindre sa vitesse max très vite et sera donc très efficace pour gérer de petites quantités de glucose
A l'inverse, la glucokinase qui doit gérer des énormes quantités de glucose, ne sera normalement jamais saturée, du fait de ça très grande vitesse maximale (l'inconvénient, c'est qu'elle atteint sa vitesse maximale moins rapidement).

Alors, pour le F-2,6diP.
-> Non, ce n'est pas une enzyme, c'est un sucre, ça veut dire Fructose-2,6-diPhosphate, c'est donc un fructose qui a été phosphorylé sur les fonctions alcool portée par ses carbones n°2 et n°6.
-> Son rôle, c'est de rendre la PFK1 (phosphofructokinase 1, ça par contre, c'est une enzyme) plus active, et donc d'activer la glycolyse (et donc, non pas de stopper la production de glucose, mais d'augmenter sa dégradation)
-> Pour la PFK2/FDP2, en fait c'est une seule et même protéine, qui porte 2 activités enzymatiques (une enzyme 2 en 1 si tu veux).
L'activité kinase est portée par le site PFK2, une enzyme de la classe des kinase, c'est une enzyme qui vas phosphoryler un substrat, alors qu'une enzyme de la classe des phosphatase, va hydrolyser une liaison phosphate, et donc va arracher un phosphate à un substrat.
Cette grosse protéine qu'est le complexe PFK2/FDP2 doit nécessairement être régulée, sinon on aura les 2 activités inverses en même temps, et ça n'aurait que peu d'intéret.

Tu sais que l'insuline à pour but de faire chuter la glycémie, et tu sais que pour faire chuter la glycémie, il faut soit stocker le glucose, soit le dégrader. En l'occurance, on parle de la glycolyse, donc on s'intéresse à la dégradation du glucose. L'insuline doit donc activer la glycolyse.
On sait que le F2,6diP active la PFK1 et que la PFK1 doit être active pour faire la glycolyse. Il faut donc que l'insuline favorise la création de F2,6diP. L'insuline va donc ACTIVER le coté PFK2 de l'enzyme, et inhiber le coté FDP2 de l'enzyme. Cette activation de PFK2 et cette inhibition de FDP2 se font par DEPHOSPHORYLATION du complexe PFK2/FDP2.

A l'inverse, le glucagon doit faire remonter la glycémie, il faut donc bloquer la glycolyse : pour ça, on va devoir dégrader le F2,6diP pour arrêter d'activer la PFK1. Le glucagon va donc inhiber le coté PFK2, et activer le coté FDP2 de l'enzyme. inhibition de PFK2 et cette activation de FDP2 se font par PHOSPHORYLATION du complexe PFK2/FDP2.

[Half]

D'accord, merci beaucoup, donc en fait lors de la glycolyse il n'y a aucun stockage. Donc en fait les enzymes permettent de réguler cette glycolyse non ?

Merci beaucoup encore une fois pour cette réponse très détaillée et désolé d'avoir posé autant de questions ^^

[marquito]

Salut Half !
En effet lors de la glycolyse on ne stocke pas, on oxyde ("détruit") du glucose (c'est une voie catabolique), comme te l'a dit nenyan tu verras plus tard d'autres voies métaboliques ou là tu synthétiseras de grosses molécules pour le stockage (exemple le stockage sous forme de glycogène).

En fait ce n'est pas vraiment les enzymes qui permettent la régulation de la glycolyse. On va plutôt réguler l'activité des enzymes pour réguler la glycolyse. Les enzymes ne sont que des catalyseurs biologiques que l'on va activer ou désactiver pour réguler la glycolyse.

Voilà n'hésite pas si tu as d'autres questions