Glucose-6-phosphate

Définition

Le glucose-6-phosphate (G-6-P) est une forme activée du glucose représentant le composé central du métabolisme du glucose. Il peut être transformé en fructose-6-phosphate dans la glycolyse, en acide 6-phosphogluconique dans le cycle des pentoses phosphates, en glucose-1-phosphate dans la glycogénogenèse ou redonner du glucose.

La formation du ribose-5-phosphate avec le glucose-6-phosphate :

Le glucose-6-phosphate est un précurseur de la formation du ribose-5-phosphate. Cela implique une voie cytosolique (cytoplasme soluble) appelée voie des pentoses phosphates qui, sous une forme abrégée, est résumée dans le schéma.

Explications

Le glucose-6-phosphate (G6P) est l'intermédiaire pivot du métabolisme du glucose et se situe au carrefour de différentes voies métaboliques, notamment la synthèse du glycogène, la glycolyse et la voie des pentoses phosphates. Le G6P est aussi appelé phosphohexose, ester de Robison ou D-glucopyranose 6-phosphate. Sa formule moléculaire est C₆H₁₃O₉P.

Le D-glucopyranose 6-phosphate est un cycle glucopyranose avec un phosphate remplaçant l'hydroxy dans le groupe hydroxyméthyle en position 6. Il s'agit d'un D-glucose 6-phosphate et d'un D-hexopyranose 6-phosphate. Il dérive d'un D-glucopyranose. C'est un acide conjugué d'un D-glucopyranose 6-phosphate(2-).

Action avec le glycogène

Le glucose-6-phosphate est facilement utilisé pour la synthèse et le stockage du glycogène et son métabolisme est amélioré en pyruvate via la voie glycolytique en raison de l'action de plusieurs enzymes régulatrices sous le contrôle des actions médiées par l'insuline.

L'acétyl-CoA généré à partir du pyruvate via l'action du complexe pyruvate déshydrogénase (PDC) est largement détourné pour la synthèse des acides gras à longue chaîne et du cholestérol pour la formation des VLDL, et est également oxydé via le cycle de l'acide tricarboxylique (TCA) pour générer de l'ATP pour soutenir les processus de biosynthèse, comme indiqué.

Ces voies de biosynthèse sont renforcées par l'activation de plusieurs enzymes régulatrices clés par leur déphosphorylation (modification covalente) ainsi que les changements dans les niveaux de modulateurs allostériques. La déphosphorylation de ces enzymes régulatrices est obtenue par l'activation de la phosphoprotéine phosphatase-1 (PP-1) médiée par l'action de l'insuline.

Glucose-6-phosphate isomérase (G6Pase)

La glucose-6-phosphate isomérase (EC 5.3.1.9) est une enzyme présente dans une grande partie des êtres vivants. catalyse la réaction réversible du glucose-6-phosphate en fructose-6-phosphate. Dans le cytoplasme, il fait partie des voies métaboliques de la glycolyse et de la gluconéogenèse et, dans la matrice extracellulaire, il joue le rôle de facteur neurotrophique (neutrophile) pour certains types de neurones.

La glucose-6-phosphate isomérase, ou la phosphohexose isomérase constitue une étape importante dans la glycolyse après l'hexokinase et avant la phosphofructokinase, car nous définissons ici la géométrie moléculaire qui affectera les deux étapes critiques de la glycolyse : l'étape suivante, qui ajoutera un groupe phosphate au produit de cette réaction, et l'étape 4, lors de la création de deux molécules glycéraldéhyde qui sera éventuellement les précurseurs du pyruvate. 1 Dans cette réaction, le glucose-6-phosphate est isomérisé en fructose-6-phosphate par l'enzyme glucose-6-phosphate isomérase. L'isomérisation intervient dans une réaction en 4 étapes, impliquant l'ouverture du cycle et le transfert de protons via un intermédiaire cis-énediol.

L'énergie libre de cette réaction étant égale à +1,7 kJ/mol, la réaction est non spontanée et doit être couplée.

Physiopathologie

Le glucose-6-phosphate G6P est la forme intracellulaire du glucose sanguin, sous forme de complexe G6Pase (glucose-6-phosphate isomérase). Suite à l'absorption tissulaire du glucose, via une diffusion facilitée, la phosphorylation piège le glucose en plaçant une charge négative sur la molécule, empêchant sa diffusion à travers la membrane cellulaire dans le sang. Immédiatement après avoir mangé, l'excès de glucose sanguin est absorbé par le foie, phosphorylé par la glucokinase en G6P et converti en glycogène pour le stockage.

Entre les repas, l'homéostasie glycémique est maintenue en équilibrant l'absorption tissulaire du glucose sanguin par rapport à la libération de glucose dérivé du G6P dans le sang par le foie et les reins. Par conséquent, la déphosphorylation de G6P en glucose par le système G6Pase est un point de contrôle clé pour l'homéostasie interprandiale du glucose. Conformément à cela, les seuls tissus qui expriment des niveaux élevés de G6Pase sont le foie et les reins. La libération hépatique de glucose issue de la glycogénolyse (50 %) et de la néoglucogenèse (30 %) représente la majorité du glucose libéré, le reste étant représenté par la néoglucogenèse rénale (20 %).

L'étape clé dans les voies de la glycogénolyse et de la gluconéogenèse est l'étape terminale, à savoir la déphosphorylation de la G6P en glucose par le complexe G6Pase. Les deux voies se déroulent principalement dans le cytoplasme, mais le site actif de la G6Pase réside dans la lumière du RE (réticulum endoplasmique). Par conséquent, l'hydrolyse du G6P dépend du transport du G6P cytoplasmique à travers la membrane du RE par le G6PT.

Une déficience en G6Pase ou en G6PT perturbera la production de glucose et l'homéostasie de la glycémie. L'absence d'hydrolyse du G6P dans le foie et les reins conduit à l'accumulation de G6P en excès dans le cytoplasme. Cela stimule à son tour des voies métaboliques alternatives de G6P conduisant aux conséquences physiopathologiques de la GSD-I. Une conséquence évidente est la stimulation de la formation de glycogène, qui devient progressivement excessive et conduit à une hépatomégalie et une néphromégalie.

En rapport avec "glucose-6-phosphate"

• acétylglucosamine

  

  L'acétylglucosamine est un composé de sucre, d'un groupe amine et d'un groupe acétyle, proche de la cellulose.

• ènediolate

  

  Un ènediolate est tout composé dans lequel un métal remplace un atome d'hydrogène hydroxy d'un énediol.

• glucosamine

  

  La glucosamine est un dérivé aminé (C6H13NO5) du glucose qui apparaît notamment comme constituant de substances structurelles comme la chitine et le cartilage.

• glucosane

  

  Le glucosane, ou glucane, est un homopolymère de glucose, un hydrate de carbone donnant du glucose par hydrolyse.