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Le sucre

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II. Voies METABOLIQUE

B) Les 3 ETAPES FONDamentales

1) Première étape : la glycolyse

Le glucose subit tout d'abord une glycolyse (réaction chimique) qui se déroule dans le cytoplasme de la cellule. L'oxygène du milieu n'intervient pas : cette réaction s'effectue en anaérobiose.

         Cette voie métabolique est un ensemble de réactions d'oxydoréductions : le glucose est oxydé jusqu'à former du pyruvate (molécule à trois atomes de carbone).

         Au cours de la glycolyse, le glucose est d'abord converti en glucose 6-phosphate. Remarquez l'enzyme (en rouge), l'hexokinase, qui intervient dans la réaction. C'est une kinase, enzyme catalysant les transferts d'un groupement phosphate d'une molécule à une autre. Cette réaction s'effectue par couplage de l'hydrolyse de l'ATP en ADP + Pi, car cette réaction demande de l'énergie : c'est une synthèse.
         Le glucose 6-P est ensuite converti en fructose 6-P par une autre enzyme, la phosphohexose isomérase. Il s'agit d'une isomérisation (conversion de la molécule en l'un de ses isomères) réaction réversible catalysée par une isomérase.

         Le fructose 6-P est ensuite converti en fructose 1,6 diphosphate par la phosphofructokinase. Cette réaction s'effectue aussi grâce à l'hydrolyse d'une molécule d'ATP.

         Il y a formation de 2 molécules de phosphoglycéraldéhyde: cette réaction est catalysée par une aldolase (groupe des lyases : enzyme qui brise diverses liaisons chimiques par d'autres voies que l'hydrolyse et l'oxydation).

         Puis, 2 molécules de 1,3-diphosphoglycérate sont synthétisés : cette réaction d'oxydoréduction (échange d'électrons), réversible est catalysée par une triose phosphate déshydrogénase (oxydoréductase: enzymes catalysant les réactions d'oxydoréduction).

         Il y a donc un agent oxydant et un réducteur : ici, les NAD+ sont réduits en NADH ; et le phosphoglycéraldéhyde est oxydé en 1,3-diphosphoglycérate.

         Et ainsi de suite jusqu'à l'étape finale de la formation du pyruvate par l'enzyme pyruvatekinase.
Remarque : Le nom de ces enzymes ne sont pas très important ! Sachez juste que le glucose est dégradé, ici, en pyruvate.

       Chaque étape est catalysée par une enzyme spécifique. Si une seule de ces enzymes manquait, la réaction ne pourrait pas se poursuivre jusqu'à la synthèse du pyruvate. La cellule ne pourrait faire la respiration cellulaire et produire de   l'énergie : ce serait la mort de la cellule.

         Généralement le nom des enzymes se termine par le suffixe ase et celui-ci indique leur fonction.

A savoir : Il existe d'autres voies de dégradation du glucose que par la glycolyse. La voie des pentoses phosphates, par exemple, ou encore la voie d'Entner-Doudoroff, utilisé seulement par les bactéries.

Bilan de la glycolyse :

Nous utilisons :
- 1 molécule de glucose
- 2 molécules de composés oxydés (NAD+)
- 2 molécules d'ADP
- 2 molécules de Pi (phosphate inorganique)

Pour produire :
- 2 molécules de pyruvate
- 2 molécules de composés réduits  (NADH)
- 2 molécules d'ATP
- 2 molécules d'eau (H2O)

         Nous avons finalement produit 2 molécules d'ATP pour 1 molécule de glucose. Ce bilan est faible comparé aux autres étapes de la respiration cellulaire.

         Cette première étape produit du pyruvate qui sera par la suite consommé par le cycle de Krebs en aérobiose (présence d'oxygène), après passage dans une mitochondrie. Une mitochondrie est un organite c'est-à-dire une structure spécialisée, contenue dans le cytoplasme des cellules et délimité par une membrane. Les mitochondries sont des organites compartimentés : il comporte une membrane externe, un espace inter-membranaire, une membrane interne et la matrice.

Suite > 2) Deuxième étape : le Cycle de Krebs