Contenu
- Accumulation de glucose-6-phosphate
- Action de la protéine régulatrice de la glucokinase
- Accumulation d'ATP
- Inhibition de la pyruvate kinase
La glycolyse est le processus par lequel le glucose est converti en pyruvate ou en lactate, selon qu'il se produit dans des conditions aérobies ou anaérobies. La régulation de ce processus se produit en trois points fondamentaux où les réactions enzymatiques impliquées sont irréversibles. Ces trois enzymes sont l'hexokinase, la phosphofructokinase et la pyruvate kinase. L'inhibition de la glycolyse est un mécanisme permettant de conserver l'énergie en empêchant la dégradation de l'adénosine triphosphate.
Accumulation de glucose-6-phosphate
L'enzyme hexokinase catalyse la première étape de la glycolyse, dans laquelle elle est convertie en glucose-6-phosphate. Des concentrations élevées de ce produit inhibent l'activité enzymatique.Lorsqu'il s'accumule, le glucose-6-phosphate entre en compétition avec le substrat de glucose pour se lier au site actif de l'enzyme, ainsi qu'à un autre site allostérique. Cette liaison inhibe l'action de l'hexokinase.
Action de la protéine régulatrice de la glucokinase
Dans le foie, la conversion du glucose en glucose-6-phosphate se produit par l'action d'un variant de l'hexokinase appelé glucokinase. Contrairement à l'hexokinase, la glucokinase n'est pas affectée par les concentrations de glucose-6-phosphate et n'est donc pas inhibée par celles-ci. L'action de la glucokinase est modulée par la présence d'une protéine appelée protéine régulatrice de la glucokinase (PRG). La liaison de la PRG à l'enzyme glucokinase inhibe la glycolyse dans le foie.
Accumulation d'ATP
Dans le cycle de glycolyse, la réaction catalysée par la phosphofructokinase est la phase limitante. Cette enzyme catalyse la phosphorylation du fructose-6-phosphate par l'ATP pour produire du fructose-1,6-bisphosphate. Dans les conditions où la concentration en ATP est élevée, la glycolyse n'est pas nécessaire. Cet ATP se lie au site allostérique de l'enzyme phosphofructokinase et provoque une modification de sa conformation. Ce changement évite la liaison du substrat de fructose-6-phosphate et inhibe donc l'activité enzymatique qui, à son tour, inhibe la glycolyse.
Dans des conditions de forte concentration en ATP, il n’est pas nécessaire de recourir à la glycolyse (George Doyle / Stockbyte / Getty Images)
Inhibition de la pyruvate kinase
L'enzyme pyruvate kinase est le troisième site de régulation de la glycolyse. L'activité de cette enzyme est inhibée par la présence de concentrations élevées en ATP. La présence d'alanine, qui est biosynthétisée à partir de pyruvate, agit également en tant que facteur inhibiteur. L'ATP et l'alanine se lient à un site allostérique de l'enzyme pyruvate kinase et entraînent une réduction de son activité. Lorsque le taux de sucre dans le sang diminue, il se produit une phosphorylation de l'enzyme pyruvate kinase, qui rend l'enzyme inactive et inhibe la glycolyse.
