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SBM-1003 (Biochimie et métabolisme) > 1- Les grandes voies métaboliques et rappels des notions de base > Flashcards

1- Les grandes voies métaboliques et rappels des notions de base Flashcards

1
Q

Vrai ou Faux: Les organismes vivants sont à l’équilibre, ou, du moins, recherchent l’équilibre.

A

Faux. Les organismes vivants sont dans un état stable, grâce à des réactions métaboliques complexes. Ils nécessitent un apport d’énergie libre constant pour maintenir un ordre dans un univers qui favorise le désordre.

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Q

Qu’est-ce que le métabolisme?

A

Processus global qui assure aux organismes vivants l’apport et l’utilisation de l’énergie libre pour assurer leurs différentes fonctions exergoniques/endergoniques couplées.

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3
Q

De quoi proviennent les réactions exergoniques?

A

Proviennent de l’oxydation des nutriments

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4
Q

À quoi sont couplées les réactions exergoniques?

A

Aux processus endergoniques nécessaires au maintien en vie

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5
Q

Vrai ou faux: Les réactions endergoniques consomment de l’énergie alors que les réactions exergoniques libère de l’énergie/chaleur

A

VRAI

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6
Q

Comment sont appelés les substrats, intermédiaires et produits dans les voies métaboliques?

A

Métabolites

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7
Q

Quels sont les 2 mécanismes utilisés pour l’énergie?

A
  1. Phototropes: Photosynthèse = CO2 + H2O = glucides + O2
  2. Chimiotropes: oxydation et dégradation des nutriments = énergie (ATP) + CO2 + H2O
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8
Q

Vrai ou Faux: Toute l’énergie libérée lors de l’oxydation et de la dégradation des nutriments est captée par notre corps.

A

Faux. Une perte d’énergie survient lors de l’évacuation de la chaleur.

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9
Q

À quoi peut servir l’énergie libérée par les réactions endergoniques/exergoniques? (2)

A

1- La majorité de cette énergie libérée sert à la synthèse d’un intermédiaire énergétique (comme l’ATP)
2- Une minorité sert à garder la température corporelle à 37 degrés celsius

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10
Q

Quelle est la molécule énergétique la plus importante?

A

ATP

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11
Q

Quelles sont les fonctions métaboliques (4) des mitochondries?

A
  • Cycle de l’acide citrique
  • Transport d’électrons et phosphorylations oxydatives,
  • Oxydation des acides gras,
  • Dégradation des acides aminés.
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12
Q

Définissez ce que sont les voies métaboliques.

A

Séries de réactions enzymatiques successives qui forment des produits spécifiques.

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13
Q

Quelles sont les deux grandes catégories de voies dans le métabolisme? Définissez-les.

A
  • Catabolisme: Dégradation exergonique (libère de l’énergie) des nutriments pour produire de l’énergie.
  • Anabolisme: Synthèse de biomolécules à partir de constituants plus simples.
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14
Q

Quelles sont les principales sources d’énergie libre pour les voies anaboliques? (2)

A

ATP et NADPH

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15
Q

Pourquoi l’ATP et le NADPH sont-elles les principales source d’énergie libre pour les voies anaboliques?

A

Leur haut potentiel énergétique leur permet de fournir l’énergie libre nécessaire aux réactions de biosynthèse.

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16
Q

Nommez les cinq caractéristiques des voies métaboliques.

A

1- Les voies métaboliques sont irréversibles.
2- L’anabolisme et le catabolisme doivent emprunter des voies différentes.
3- Chaque voie métabolique comprend une réaction d’engagement.
4- Toutes les voies métaboliques sont régulées.
5- Chez les eucaryotes, les voies métaboliques se déroulent dans des sites intracellulaires spécifiques.

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17
Q

1- Qu’est ce que le NADPH?
2- Que possède-t-il?
3- C’est la forme réduite de quelle molécule?

A

1- C’est une forme de molécule énergétique
2- Il possède une capacité de réduction dans certaines réactions
3- C’est la forme réduite du NADP+

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18
Q

Expliquez le processus de dégradations des macromolécules

A

On dégrade les macromolécules (métabolites complexes) pour former des produits plus simples. Cette dégradation est couplée à la génération de molécules énergétiques (ATP/NADPH). Par la suite, on peut se servir de l’ATP/NADPH et des produits simples pour faire la biosynthèse de molécules complexes

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19
Q

Quelles sont les fonctions métaboliques (4) du cytosol?

A
  • Glycolyse
  • Voie des pentoses phosphate
  • Biosynthèse des acides gras
  • Plusieurs réactions de la gluconéogenèse.
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20
Q

Vrai ou faux: Les lipides et les acides gras libèrent beaucoup d’énergie?

A

VRAI

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21
Q

Expliquez le processus de dégradation des glucides.

A

On dégrade les glucides en leur forme plus simple (le glucose). Le glucose est métabolisé dans toutes les cellules (cytosol) par le processus de la glycolyse dans le but de générer des molécules plus simples (pyruvates) pour préparer l’entrée dans le cycle de Krebs. Le cycle de Krebs génère des transporteurs d’électrons: NADH, FADH2 qui vont transférer les électrons pour utiliser dans les mitochondries avec la phosphorylation oxydative. Cela va générer une grande quantité d’ATP

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22
Q

Expliquez pourquoi les voies métaboliques sont régulées

A

Car si toutes les voies métaboliques fonctionnaient en même temps, on aurait un état d’équilibre ce qui gaspillerait de l’énergie

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23
Q

Vrai ou faux: Même si les voies métaboliques sont irréversibles, certaines réactions contenues dans celles-ci peuvent être réversibles

A

VRAI, bien que les voies métaboliques soient irréversibles, certaines réactions contenues dans celle-ci peuvent être réversibles (toujours lié à la thermodynamique de la réaction)

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24
Q

Quelle est la fonction métabolique des lysosomes?

A

Digestion enzymatique de constituants et de substances ingérées.

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25
Q

Quelles sont les fonctions métaboliques (3) du noyau?

A

Réplication de l’ADN, transcription de l’ADN, maturation de l’ARN.

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26
Q

Quelles sont les fonctions métaboliques (2) de l’appareil de Golgi?

A

1- Maturation post-traductionnelle de protéines membranaires ou sécrétées
2- Formation de la membrane plasmique et des vésicules de sécrétion

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27
Q

Quelle est la fonction métabolique du réticulum endoplasmique rugueux (RER)?

A

Synthèse de protéines liées aux membranes ou sécrétées

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28
Q

Quelle est la fonction métabolique du réticulum endoplasmique lisse(REL)?

A

Biosynthèse de lipides et d’hormones stéroïdiennes

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29
Q

Quelles sont les fonctions métaboliques (2) des peroxysomes (glyoxysomes chez les plantes)?

A
  • Réactions oxydatives catalysées par les aminoacides oxydases et la catalase
  • Chez les plantes; réactions du cycle du glyoxylate
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30
Q

La quasi-totalité de toutes les réactions des voies métaboliques sont des…

A

Réactions organiques enzymatiques

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31
Q

On peut diviser les réactions biochimiques en 4 catégories. Lesquelles?

A

1- Réactions de transfert de groupes
2- Oxydoréductions
3- Éliminations, isomérisations et réarrangements
4- Réactions de formation et de rupture de lien C-C

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32
Q

Dans les systèmes biologiques, les réactions chimiques impliquent fréquemment la rupture d’une liaison ____. Cette liaison peut être ____.

A

Dans les systèmes biologiques, les réactions chimiques impliquent fréquemment la rupture d’une liaison C-H. Cette liaison peut être homolytique ou hétérolytique.

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33
Q

Décrivez les ruptures homolytiques.

A

Le clivage se fait au milieu de la liaison covalente entre C-H. Chaque atome porte un électron. On parle alors de radicaux libres, hautement instables. Réactions d’oxydoréduction.

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34
Q

Décrivez les ruptures hétérolytiques.

A

Le clivage se fait se façon symétrique, de sorte qu’un seul des atomes C ou H conservera les 2 électrons de la liaison covalente. Si c’est le C, on parle alors de Carbanion et de Proton (forme prédominante). Si c’est le H, on parle alors de Carbocation et d’Ion Hydride.

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35
Q

Les composés qui participent aux réactions avec rupture hétérolytiques et à la formation de liaisons sont classés en 2 grandes catégories. Lesquels? Définissez-les.

A
  1. Nucléophiles - Composés riches en électrons - Sont chargés négativement ou ont des paires d’électrons non-partagés - Caractères nucléophiles et basiques étroitement liés
  2. Électrophiles - Composés déficients en électrons - Peuvent être chargés positivement ou pas
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36
Q

Les transferts de groupes (aussi appelé substitution nucléophile) dans les systèmes biochimiques impliquent le transfert…

A

D’un groupe électrophile d’un nucléophile à l’autre.

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37
Q

Quels sont les groupement les plus fréquemment transférés dans les réaction biochimiques?

A
  • Acyle
  • Phosphoryle
  • Glycosyle
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38
Q

Quel groupe est transféré? Comment se nomme l’intermédiaire?

A

Groupement acyle. Intermédiaire tétrahédrique.

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39
Q

Quel groupe est transféré? Comment se nomme l’intermédiaire?

A

Groupement phosphoryle. Intermédiaire bipyramidal trigonal

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40
Q

Quel groupe est transféré? Comment se nomme l’intermédiaire?

A

Groupement phosphoryle. Intermédiaire bipyramidal trigonal.

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41
Q

Quel groupe est transféré? Comment se nomme l’intermédiaire?

A

Groupement glycosyle.
Ion oxonium; resonance-carbocation stabilisé

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42
Q

Les réactions d’oxydoréduction (redox) se traduisent par…

A

La perte ou le gain d’électrons.

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43
Q

Plusieurs réactions rédox impliquent la rupture d’une liaison ____ avec la perte de ____.

A

Plusieurs réactions rédox impliquent la rupture d’une liaison C-H avec la perte de deux électrons par l’atome de carbone.

44
Q

Les électrons perdus par l’atome de carbone dans une réaction rédox sont transférés à…

A

Un accepteur d’électrons comme le NAD+.

45
Q

Pour les réactions aérobies, l’accepteur terminal des paires d’électrons provenant des métabolites oxydés est…

A

L’oxygène moléculaire.

46
Q

Vrai ou Faux: L’O2 ne peut accepter le transfert d’électrons qu’un à la fois. Expliquez

A

Vrai. Ceci est possible grâce à l’intervention de coenzymes, dont la flavine adénine dinucléotide (FAD).

47
Q

Les réactions d’élimination mènent à la formation de…

A

Doubles liaisons C-C.

48
Q

La substance la plus souvent éliminée est…

A

H2O

49
Q

Quelles sont les autres substances qui peuvent être éliminées?

A

NH3, ROH (alcool) ou RNH2 (amine primaire)

50
Q

Choisir en la forme trans ou cis: la plus utilisée en biochimie

A

Trans

51
Q

Que sont des isomères?

A

Molécules avec la même formule brute mais possédant des propriétés chimiques et biologiques différentes.

52
Q

Quel est le type d’isomère?

A

Isomères de structure.

53
Q

Quels sont les 2 types de stéréoisomères?

A

Diastéréoisomères et énantiomères.

54
Q

Quel est le type d’isomère?

A

Diastéréoisomères.

55
Q

Quel est le type d’isomère?

A

Énantiomères

56
Q

Définissez les énantiomères.

A

Molécules isomères images l’une de l’autre dans un miroir mais non-superposables.

57
Q

À quoi font référence les lettres L et D?

A

Désignent la conformation actuelle de la molécule en 3D.

58
Q

À quoi font référence les symboles +/-?

A

Lévrogyre (-) et Dextrogyre (+) indiquent les propriétés optiques des molécules.

59
Q

Définissez les réactions d’isomérisation biochimiques.

A

Impliquent le déplacement intramoléculaire d’un atome afin de déplacer la position d’une double liaison.

60
Q

Expliquez le fonctionnement d’une réaction d’isomérisation.

A

Un proton est enlevé d’un atome de carbone et ajouté à un autre.

61
Q

Quelle est la réaction d’isomérisation la plus importante dans le métabolisme?

A

L’interconversion aldose-cétose –> réaction acido-basique qui mène à la formation d’intermédiaires anion ènediolate
ex: phosphoglucose isomérase

62
Q

De quel type d’isomérisation s’agit-il?

A

Isomérisation aldose-cétose. 1: aldose. 2: cétose. Intermédiaire cis-ènediolate

63
Q

Qu’est-ce que la racémisation?

A

Réaction d’isomérisation dans laquelle un atome de H d’un centre chiral modifie sa localisation stéréochimique.

64
Q

Donnez un exemple de racémisation.

A

Conversion de la forme lévrogyre (-) vers la forme dextrogyre (+).

65
Q

Qu’est-ce que l’épimérisation?

A

C’est une réaction d’isomération dans laquelle la molécule contient plus d’un carbone chiral. Toutefois, elle se produit autour d’un seul carbone asymétrique.

66
Q

Quel est le type d’isomère?

A

Épimères

67
Q

Définissez les réactions de réarrangements.

A

Elles modifient les squelettes carbonés. Ces réactions rompent et reforment des liaisons C-C. Il existe peu de réactions métaboliques de ce genre.

68
Q

De quel type de réaction s’agit-il?

A

Réarrangements

69
Q

Quel type de réaction constitue la base du métabolisme de dégradation et de biosynthèse?

A

Les réactions de formation et de ruptures de liaisons carbone-carbone.

70
Q

La dégradation du glucose en CO2 implique…

A

La rupture de cinq liaisons C-C.

71
Q

Les réactions de synthèse impliquent…

A

L’addition d’un carbanion nucléophile sur un atome de carbone électrophile (création liaison CC)

72
Q

Les processus endergoniques qui assurent le maintien de la vie des organismes sont rendus possibles par ….

A

… les réactions exergoniques de l’oxydation des nutriments.

73
Q

Le couplage des réactions endergoniques et exergoniques dépend étroitement de…

A

La synthèse d’intermédiaires «riches en énergie». Ces intermédiaires servent de «monnaie» universelle d’énergie libre nécessaire aux processus endergoniques biologiques.

74
Q

Vrai ou Faux: Les réactions de transfert de groupements phosphoryle ont une importance métabolique considérable.

A

Vrai. Par exemple, l’hydrolyse de l’ATP libère l’énergie nécessaire à de nombreux processus biochimiques.

75
Q

Comment la régénération de l’ATP est-elle assurée?

A

Par couplage avec un processus métabolique encore plus exergonique que son hydrolyse.

76
Q

Définissez ce qu’est l’énergie libre de Gibbs (enthalpie libre).

A

Potentiel thermodynamique qui représente le maximum d’énergie utilisable pour effectuer un travail mécanique.

77
Q

Pour une réaction chimique, que signifie la valeur ΔG?

A

Indique la différence en énergie qui résulte quand les réactifs chimiques passent d’un état à un autre. Delta G est la force motrice pour les réactions chimiques La tendance pour atteindre l’équilibre est poussée par la valeur du deltaG.

78
Q

Quand est-ce qu’une réaction chimique (ou enzymatique) est dite favorable (spontanée)? Quand est-elle défavorable (non spontanée)?

A

Favorable: lorsque deltaG est négatif
Défavorable: lorsque deltaG est positif

79
Q

Quelle est la formule de l’énergie libre de Gibbs en conditions non-standard?

A

ΔG = ΔG° + RTln Q

80
Q

Que représente Q dans la formule de l’énergie de Gibbs?

A

Q = quotient réactionnel Q = [C] c * [D] d / [A] a * [B] b En conditions standards, ΔG° = ΔG, donc [A]=[B]=[C]=[D]=1M, donc Q=1

81
Q

Que vaut ΔG pour une réaction à l’équilibre?

A

ΔG = 0

82
Q

Le ΔG est la force pour atteindre l’équilibre chimique. Que vaut alors Q?

A

Q = Keq

83
Q

Quelle est l’équation de l’énergie libre de Gibbs à l’équilibre?

A

ΔG° = - RTlnKeq = -RT ln [C] c[D] d/[A] a[B] b

84
Q

Que vaut ΔG° lorsque Keq>1? Que vaut ΔG° lorsque Keq<1?

A

Keq>1, ΔG°<0 Keq<1, ΔG°>0

85
Q

Si ΔG = ΔG° + RTlnQ et ΔG°= -RTlnKeq Alors ΔG = RTlnQ - RTlnKeq Donc ΔG = RT ln [Q/Keq] Que peut on conclure de la relation entre Q et Keq?

A

Quand Q>Keq, ΔG>0 Quand Q<Keq, ΔG<0 Quand Q=Keq, ΔG=0

86
Q

Que signifient ΔG, ΔG°, ΔG’ et ΔG°’?

A

ΔG: E de Gibbs en conditions physiologiques; [R] et [P] variables ΔG°: E de Gibbs en conditions standards; [R] et [P] = 1M ΔG’: E de Gibbs en conditions physiologiques et pH 7 ΔG°’: E de Gibbs en conditions standards et pH 7

87
Q

Les liaisons dont l’hydrolyse s’accompagne d’un ΔG°’ très négatif (-25kJ/mol) sont appelées…

A

Liaisons à haut potentiel énergétique ou liaisons «riches en énergie». Habituellement représentées par le signe ~ ATP: AR-P~P~P

88
Q

Pourquoi les réactions de transfert de groupement phosphoryle de l’ATP sont-elles si exergoniques?

A

Car les molécules d’ATP sont hautement instables. La résonnance d’électrons ne se fait pas bien car il y a compétition pour les électrons au sein de la liason anhydre phosphorique. Il y a aussi répulsion des charges négatives des molécules d’oxygène. L’hydrolyse permet de stabiliser la résonance et supprime la répulsion entre les atomes d’O2.

89
Q

Nommez trois exemples d’utilisation de l’ATP.

A

1- Amorçage de la dégradation des substrats.
2- Activation des acides aminés lors de la synthèse protéique.
3- Processus biologiques nécessitant un apport énergétique.(fonction ATPase) - ex: contraction musculaire, transport membranaire, réplication de l’ADN, mouvement flagellaire des spermatozoïdes.

90
Q

Définissez ce que sont les réactions d’oxydo-réduction.

A

Se traduisent par des transferts d’électrons.

91
Q

Vrai ou Faux: Les rédox ont une importance biochimique considérable. Expliquez

A

Vrai. La plus grande partie de l’énergie libre des organismes vivants est fournie par les réactions d’oxydo-réduction. Ex: le glucose est oxydé (perte d’électrons) en CO2 et l’O2 est réduit (gain d’électrons) en H2O

92
Q

Vrai ou Faux: Les réaction d’oxydo-réduction peuvent ressembler à des réactions de transfert de groupes. Expliquez

A

Vrai. Les groupes transférés sont les électrons, qui vont d’un donneur d’électrons (agent réducteur) vers un accepteur d’électrons (agent oxydant).

93
Q

Ces demi-réactions (rédox) ont lieu au cours du métabolisme oxydatif lors du transfert vital d’électrons, qui se déroule dans les ____, sous la dépendance de la ____.

A

Ces demi-réactions (rédox) ont lieu au cours du métabolisme oxydatif lors du transfert vital d’électrons, qui se déroule dans les mitochondries, sous la dépendance de la cytochrome C oxydase.

94
Q

Dans la chaîne de transfert d’électrons mitochondriale (source primaire d’ATP chez les eucaryotes), comment sont transférés les électrons?

A

Les électrons sont transférés du NADH en passant par une série d’accepteurs d’électrons de potentiels de réduction croissants.

95
Q

Quel est l’intermédiaire riche en énergie synthétisé dans les chimiotrophes? De quoi est-il synthétisé?

A

ATP à partir de l’ADP et P

96
Q

Comment l’énergie libre libérée dans le catabolisme est captée?

A

En synthétisant de l’ATP à partir de l’ADP et phosphate ou réduire la coenzyme NADP+ en NADPH.

97
Q

Que sont les réactions des voies métaboliques?

A

Des réactions organiques enzymatiques

98
Q

Quelle est la différence de rupture de lien entre un système biologique et biochimique?

A

Biochimique : C-C Biologique : C-H

99
Q

Quelles sont les caractéristiques d’une réaction homolytique? (4)

A

1- Instable
2- Réaction d’oxydo-réduction
3- 1 électron sur C
4- 1 électron sur H

100
Q

Quelles sont les caractéristiques d’une réaction hétérolytique? (2 options)

A

Forme prédominante : 2 électrons sur C Sinon : 2 électrons sur H

101
Q

Quelles sont les 2 grandes catégories de composés qui participent aux réactions avec rupture hétérolytique et formation de liaisons?

A

Les nucléophiles et les électrophiles

102
Q

Nommez un synonyme de transfert de groupe.

A

Substitution nucléophile

103
Q

Vrai ou Faux. Toutes les réactions métaboliques sont irréversibles.

A

Faux. Ce sont les voies métaboliques qui sont irréversibles. Certaines réactions métaboliques sont réversibles.

104
Q

La formation d’une imine est une réaction …?

A

nucléophile-électrophile

105
Q

Quels sont les intermédiaires formés lors de l’interconversion aldose-cétose?

A

Les intermédiaires anion ènediolate

106
Q

Pourquoi les réactions de transfert de groupement phosphoryle de l’ATP sont-elles si exergoniques?

A

Dans un lien phosphoanhydride, la résonance d’électrons ne se fait pas bien (2 possibilités) et il y a une répulsion de charges négatives entre les atomes d’oxygène.

SBM-1003 (Biochimie et métabolisme) (10 decks)

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