Glycolyse anaérobie ce qui est, réactions, chemins fermentatifs

Qu'est-ce que la glycolyse anaérobie?

La Glycolyse anaérobie o anaérobie est une voie catabolique utilisée par de nombreux types de cellules pour la dégradation du glucose en l'absence d'oxygène. C'est-à-dire que le glucose n'est pas complètement oxydé au dioxyde de carbone et à l'eau, comme c'est le cas avec la glycolyse aérobie, mais les produits fermentatifs sont générés.

Il s'appelle la glycolyse anaérobie, car elle se déroule sans la présence d'oxygène, qui, dans d'autres cas, fonctionne comme l'accepteur final d'électrons dans la chaîne de convoyeurs de mitochondries, où de grandes quantités d'énergie sont produites à partir du traitement des produits glycolytiques.

Selon l'organisme, une condition d'anaérobiose ou l'absence d'oxygène entraînera la production d'acide lactique (cellules musculaires, par exemple) ou d'éthanol (levures), du pyruvate généré par le catabolisme du glucose.

En conséquence, les performances énergétiques baissent considérablement, car seulement deux moles d'ATP sont produites pour chaque mole de glucose qui est traitée, par rapport aux 8 moles qui peuvent être obtenues pendant la glycolyse aérobie (uniquement dans la phase glycolytique).

La différence dans le nombre de molécules d'ATP a à voir avec la réoxydation du NADH, qui ne génère pas d'ATP supplémentaire, contrairement à ce qui se passe dans la glycolyse aérobie, qui pour chaque NADH a obtenu 3 molécules d'ATP.

Réactions

La glycolyse anaérobie n'est pas du tout issue de la glycolyse aérobie, car le terme "anaérobie" fait plutôt référence à ce qui se passe après la voie glycolytique, c'est-à-dire à la destination des produits de réaction et des intermédiaires.

Peut vous servir: respiration trachéale

Ainsi, dans les réactions de la glycolyse anaérobie, dix différentes enzymes participent, à savoir:

1-hexoquinase (HK): Utilisez une molécule d'ATP pour chaque molécule de glucose. Produit du glucose 6-phosphate (G6P) et de l'ADP. La réaction est irréversible et mérite des ions de magnésium.

 2-FOSFOGLUCOSO ISOMERASA (PGI): ISOMERIZA LE G6P A FRUCTOSE 6-Phosphate (F6P).

 3-phosphofrucerachinase (PFK): fosphoryila le f6p a fructose 1.6-biphosphate (f1.6-bp) en utilisant une molécule d'ATP pour chaque F6P, cette réaction est également irréversible.

 4-aldolase: Échec de la molécule F1.6-BP et produit du glycéraldéhyde 3-phosphate (GAP) et du phosphate de dihydroxyacétone (DHAP) et de dihydroxyacétone (DHAP).

 5-phosphate isomérase (TIM): participe à l'interconversion DHAP et GAP.

 6-glycéraldéhyde 3-phosphate déshydrogénase (GAPDH): utilisez deux molécules NAD⁺ et 2 molécules de phosphate inorganiques (PI) pour la phosphorylation de l'espace, donne 1,3 bifosphoglycérate (1,3-bpg) et 2 NADH.

 7-fosfoglinerato quinasa (PGK): produit deux molécules d'ATP en raison de la phosphorylation au niveau du substrat de deux molécules ADP. Imphas avec le donneur de groupe phosphate toutes les molécules de 1,3 pb. Produit 2 molécules à 3 phosphoglycérate (3pg).

 8-fosfoglinerato mutasa (PGM): réorganiser la molécule de 3pg pour provoquer un intermédiaire avec une plus grande énergie, le 2pg.

 199.

10-pyruvate kinase (PYK): le phosphoenolpyruvate est utilisé par cette enzyme pour former du pyruvate. La réaction implique le transfert du groupe phosphate en position 2 du phosphoénolpiration à une molécule ADP. 2 pyruvates et 2 ATP sont produits pour chaque glucose.

Voies fermentaires

La fermentation est le terme utilisé pour indiquer que le glucose ou d'autres nutriments sont dégradés en l'absence d'oxygène, afin d'obtenir l'énergie.

En l'absence d'oxygène, la chaîne de convoyeur électronique n'a pas d'accepteur final et ne se produit donc pas de phosphorylation oxydative qui paie de grandes quantités d'énergie sous forme d'ATP. Le NADH n'est pas reoxyd par l'itinéraire mitochondrial mais par des itinéraires alternatifs, qui ne produisent pas d'ATP.

Il peut vous servir: pyruvate kinase: structure, fonction, régulation, inhibition

Sans assez de nad⁺ Le chemin glycolytique.

Certaines cellules ont des mécanismes alternatifs pour faire face aux périodes d'anaérobiose, et généralement ces mécanismes impliquent un certain type de fermentation. D'autres cellules, au contraire, dépendent presque exclusivement des processus fermentatifs pour la subsistance.

Les produits des voies fermentaires de nombreux organismes sont économiquement pertinents pour l'homme; Les exemples sont la production d'éthanol par certaines levures dans l'anaérobiose et la formation d'acide lactique par les lactations-bactéries utilisées pour la production de yaourt.

Production d'acide lactique

De nombreux types de cellules en l'absence d'oxygène produisent de l'acide lactique grâce à la réaction catalysée par le complexe de lactate de déshydrogénase, qui utilise les carbones pyruvate et le NADH produit dans la réaction GAPDH.

Fermentation lactique (source: sjantoni [cc by-sa 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)] via Wikimedia Commons)

Production d'éthanol

Le pyruvate est converti en acétaldéhyde et CO2 par la pyruvate décarboxylase. L'acétaldéhyde est ensuite utilisé par l'alcool déshydrogénase, qui le réduit en produisant de l'éthanol et en régénérant une molécule NAD⁺ pour chaque molécule de pyruvate qui entre de cette façon.

Fermentation alcoolique (Source: Arobson1 [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)] via Wikimedia Commons)

Fermentation aérobie

La glycolyse anaérobie a comme principale caractéristique du fait que les produits finaux ne correspondent pas à CO₂ et l'eau, comme dans le cas de la glycolyse aérobie. À sa place, des réactions de fermentation typiques sont générées.

Certains auteurs ont décrit un processus de «fermentation aérobie» ou de glycolyse aérobie pour certains organismes, parmi lesquels certains parasites de la famille des trypanosomatides et de nombreuses cellules cancéreuses cancéreuses se distinguent.

Il peut vous servir: thermorécepteurs: chez l'homme, chez les animaux, dans les plantes

Dans ces organismes, il a été démontré que même en présence d'oxygène, les produits du chemin glycolytique possible de ses carbones.

Bien que la «fermentation aérobie» du glucose n'implique pas l'absence totale d'activité respiratoire, car ce n'est pas un processus de tous ou rien. Cependant, la bibliographie indique l'excrétion de produits tels que le pyruvate, le lactate, le succinate, le mal et d'autres acides organiques.

Glycolyse et cancer

De nombreuses cellules cancéreuses montrent une augmentation du glucose et du flux glycolytique.

Les tumeurs chez les patients cancéreux se développent rapidement, donc les vaisseaux sanguins sont en hypoxie. Ainsi, le supplément d'énergie de ces cellules dépend principalement de la glycolyse anaérobie.

Cependant, ce phénomène est aidé par un facteur de transcription inductible par l'hypoxie (HIF), qui augmente l'expression des enzymes glycolytiques et des transporteurs de glucose dans la membrane par des mécanismes complexes.

Les références

1. Cazzulo, J. J. (1992). Fermentation aérobie du glucose par les trypanosomatides. Le journal FASB, 6, 3153-3161.
2. Jones, W., & Bianchi, k. (2015). Glycolyse aérobie: au-delà de la prolifération. Frontières en immunologie, 6, 1-5.