Quelques principes générauxpour la régulation du

métabolisme• Thermodynamique du couplage de 2 réactions• Rôle de l’ATP• Phosphorylation résidus aa.

– Protéine kinase• PKA et cAMP• AMPK

– Protéine phosphatase• ∆ [Ca++]• Isoenzymes

REGULATION du METABOLISME

- Quantité d’enzyme (lente): régulation transcriptionnelleet hormonale

- Contrôle de l’activité catalytique (rapide)

- Contrôle de l’accessibilité des substrats:

compartimentation

transports membranaires

PKA: protéine kinase dépendante de l’AMPc

PKA liée à un pseudo-substrat

PKA liée à un pseudo-substrat

• ATPases: ATP ------> ADP + Pi (1)• Ligases: ATP ------> AMP + PPi (2)• ATP synthases ADP+Pi ---> ATP (3)• Adénylate kinase 2ADP <---> ATP + AMP (4)

A l’équilibre:

INTERCONVERSION DES NUCLEOTIDES AMP, ADP et ATP

!

Keq

=ATP[ ] AMP[ ]ADP[ ]

2= 0,44

" ADP[ ]2

# Keq

= ATP[ ] AMP[ ]

"AMP[ ]ATP[ ]

$ADP[ ]ATP[ ]

%

& '

(

) *

2

!

" AMP[ ] est un signal de régulation métabolique

Dans les conditions physiologiques normales une cellule maintient:

[ADP] = 10% [ATP][AMP] = 1% [ATP]

Erythrocytes:

!

ATP[ ] = 1850 µM

ADP[ ] = 145 µM

AMP[ ] = 5 µM

________________

" = 2000 µM

Si ATP[ ]#de 10% : $ AMP[ ], $ ADP[ ]?

La cascade des protéines kinases activées parl’AMP est un détecteur de l’état énergétique

des cellules

AMPKinase

• AMPK: protéine kinase activée par l’AMP• découverte: capacité à inactiver par

phosphorylation l’HMG-CoA réductase etl’acétylCoA carboxylase

• stimulation par l’AMP: inhibition synthèse desacides gras en réponse à une déficienceénergétique cellulaire

• cibles enzymatiques nombreuses• Globalement: inhibition de l’anabolisme et

activation du catabolisme

HMG-CoA: 3-hydroxy-3-méthyl-glutaryl-CoA

AMPK régit la balance énergétiqueintracellulaire

Modèle de régulation de AMPK par l’AMP et par phosphorylation

AMPK régit la balance énergétiqueintracellulaire

AMPKK a été identifiée comme la protéine kinase LKB1

Rôle de l’AMPK pour l’homéostasieénergétique globale de l’organisme

REGULATION DE L’AMPK PAR LESADIPOKINES

Pour la balance énergétique globale del’organisme

Essentiellement leptine et adiponectine

Leptine: signale un état adéquat des réserveslipidiques globales de l’organisme.

- restreint la prise de nourriture ( AMPK del’ hypothalamus)- stimule les dépenses énergétiques (AMPKdes muscles: oxydation des acides gras)

Adiponectine: stimule les dépenses énergétiques AMPK muscles et foie

- oxydation acides gras (muscles et foie)- néoglucogenèse (foie)

Site de liaison du calcium

Changements structurauxde la calmodulineassociés avec la liaison du calcium

rouge: acidebleu: basiquenoir: hydrophobe

Exemple d’interaction de la Calmoduline avec une protéine cible:la CaM kinase I

Isoenzymes LDH

Isoenzymes LDH

• LDH = 5 types de tétramère formés de 2 sortes desous-unités de 35 kD, (H, cœur; M, muscle et foie)

• affinité substrats: H4 > M4

• H4: inhibition allostérique par [pyruvate] élevée

Variations du profil des isozymes cardiaques de la LDH au cours du développement

(Symboles : carré, H; rond, M)

cours

Texte tapé à la machine

Distribution des isoenzymes de LDH parmi les principaux organes

CYCLE de CORI