QCM : Régulation glycolyse et néoglucogenèse — 29 questions

Explication

La lactate déshydrogénase réduit le pyruvate en lactate en consommant du NADH et régénère ainsi le NAD+ sans oxygène. Le transfert vers la chaîne respiratoire correspond à la régénération aérobie du NAD+ et non à la fermentation lactique.

Explication

La membrane mitochondriale interne ne laisse pas traverser directement le NADH, mais ses électrons peuvent être transférés par des navettes vers la chaîne respiratoire. La chaîne respiratoire utilise bien ces électrons pour régénérer le NAD+.

Explication

La navette glycérol-phosphate transmet les électrons du NADH cytoplasmique au FAD mitochondrial, tandis que la navette malate-aspartate produit du NADH mitochondrial. Les deux systèmes contournent l’imperméabilité de la membrane au NADH cytoplasmique, sans le faire entrer directement.

Explication

Le shunt détourne le 1,3-bisphosphoglycérate vers le 2,3-bisphosphoglycérate, avant de rejoindre la glycolyse sous forme de 3-phosphoglycérate. Il ne suit donc pas directement la séquence classique menant à la production d’ATP de la réaction 7.

Explication

Le shunt de Rapoport forme du 2,3-bisphosphoglycérate, mais il contourne la réaction 7 et ne produit donc pas l’ATP normalement associé à cette étape. Son intérêt réside dans la modulation de l’affinité de l’hémoglobine pour l’oxygène, plutôt que dans ce gain d’ATP.

Explication

La phase préparatoire transforme le glucose en fructose-1,6-bisphosphate avant de le cliver en deux trioses phosphates. La production d’ATP et de NADH appartient à la phase de rendement, qui vient ensuite.

Explication

La phase préparatoire consomme deux ATP : un lors de l’action de l’hexokinase et un lors de celle de la phosphofructokinase. Les réactions de la phase de rendement produisent des ATP au lieu de constituer cet investissement initial.

Explication

Après le clivage du fructose-1,6-bisphosphate, les deux glycéraldéhyde-3-phosphates sont convertis en pyruvates et produisent quatre ATP ainsi que deux NADH par glucose. Les deux ATP consommés précédemment relèvent de la phase préparatoire.

Explication

La glycolyse produit globalement deux pyruvates, deux NADH et deux ATP nets, car quatre ATP sont formés après un investissement initial de deux ATP. La formation de lactate correspond à une étape anaérobie ultérieure qui régénère le NAD+.

Explication

Les étapes irréversibles et régulées sont catalysées par l’hexokinase ou la glucokinase, PFK1 et la pyruvate kinase. PFK1 intervient dans l’étape d’engagement, tandis que l’hexokinase agit avant le choix définitif de la voie métabolique.

Explication

La régulation allostérique modifie rapidement l’activité enzymatique, en quelques millisecondes, tandis que la phosphorylation agit en quelques secondes et la régulation transcriptionnelle en plusieurs heures. La transcription constitue donc le mécanisme le plus lent parmi ces trois niveaux.

Explication

Le glucose-6-phosphate exerce un rétrocontrôle négatif sur l’hexokinase musculaire, ce qui réduit la poursuite de la phosphorylation et de l’importation du glucose. Cette régulation ne correspond pas à une activation de l’hexokinase par son produit.

Explication

GLUT2 possède un $K_M$ de 15–20 mM et la glucokinase a une affinité environ 50 fois plus faible que l’hexokinase, ce qui favorise la captation hépatique à glycémie élevée. GLUT4 et l’hexokinase sont plutôt associés à une captation musculaire et adipocytaire à plus faible glycémie.

Explication

Dans le foie, le glucagon augmente l’AMP cyclique et active la PKA, qui phosphoryle PK L. Cette phosphorylation rend PK L inactive et ralentit la glycolyse hépatique.

Explication

Dans le foie, PFK1 est inhibée lorsque l’ATP ou le citrate signalent une situation énergétique favorable. Elle est activée par l’AMP et le fructose-2,6-bisphosphate, qui favorisent la glycolyse.

Explication

En situation de glycémie élevée, l’insuline active une phosphoprotéine phosphatase qui déphosphoryle PFK2 et active son domaine kinase. Le fructose-2,6-bisphosphate augmente alors et stimule PFK1, contrairement à l’effet du glucagon en glycémie basse.

Explication

Le globule rouge mature est dépourvu de mitochondries, ce qui le contraint à produire son ATP par glycolyse. L’absence de mitochondries, plutôt que l’absence de noyau, explique l’impossibilité d’utiliser le cycle de Krebs et la chaîne respiratoire.

Explication

Le déficit en pyruvate kinase réduit la production d’ATP nécessaire au maintien de la structure du globule rouge, ce qui altère sa forme biconcave et entraîne une anémie hémolytique. Les autres propositions associent ce déficit à des types d’anémie ou à des variations énergétiques non décrits.

Explication

Le MODY-2 est dû à une mutation du gène de la glucokinase, exprimée notamment dans le foie et le pancréas, avec une manifestation avant 25 ans. Les autres formes proposées modifient le gène, le caractère héréditaire ou l’âge de manifestation.

Explication

Dans le foie, le fructose est converti en intermédiaires qui rejoignent principalement la glycolyse au niveau des trioses phosphates. Le fructose musculaire, en revanche, rejoint la voie au niveau du fructose-6-phosphate.

Explication

La fructokinase forme le fructose-1-phosphate, que l’aldolase B clive en glycéraldéhyde et dihydroxyacétone phosphate; la glycéraldéhyde kinase produit ensuite du glycéraldéhyde-3-phosphate. Les autres séquences attribuent au fructose des intermédiaires qui ne correspondent pas à cette voie hépatique.

Explication

Le déficit en fructokinase entraîne une fructosurie bénigne, tandis que le déficit en aldolase B provoque une intolérance au fructose avec toxicité hépatique et hypoglycémie sévère. La fructosurie bénigne ne caractérise donc pas le déficit en aldolase B.

Explication

Après phosphorylation du galactose par la galactokinase, la GALT permet la formation d’UDP-galactose et de glucose-1-phosphate à partir d’UDP-glucose. La phosphorylation initiale du galactose relève de la galactokinase, et non de la GALT.

Explication

L’UDP-galactose 4-épimérase transforme l’UDP-galactose en UDP-glucose, tandis que la phosphoglucomutase convertit le glucose-1-phosphate en glucose-6-phosphate. La formation de galactitol concerne plutôt une complication de la galactosémie dans le cristallin.

Explication

Le déficit en GALT provoque une galactosémie congénitale pouvant associer retard mental, insuffisance hépatique et cataracte précoce. La fructosurie bénigne est liée à un déficit en fructokinase, et non à un déficit en GALT.

Explication

La néoglucogenèse synthétise du glucose, principalement dans le foie, afin d’alimenter les tissus gluco-dépendants comme le cerveau et les globules rouges. La glycolyse réalise au contraire la dégradation du glucose en pyruvate.

Explication

Le foie assure environ 90 % de la néoglucogenèse, tandis que les reins et l’intestin en assurent ensemble environ 10 %. Les muscles squelettiques ne correspondent donc pas au principal compartiment de cette production.

Explication

La néoglucogenèse utilise un substrat glucoformateur tel que l’alanine, le lactate, le pyruvate ou le glycérol, ainsi que du NADH, des protons et de l’ATP. Elle ne dépend donc pas exclusivement des acides gras ni d’un apport direct de glucose.

Explication

La néoglucogenèse reprend les sept réactions réversibles de la glycolyse, mais contourne ses trois étapes irréversibles grâce à quatre réactions spécifiques. Elle ne peut donc pas simplement inverser les dix réactions glycolytiques.