BIO 2 - Glucides 1 - Formation d'ATP Flashcards
BIO-07 à BIO-15 (inclusivement) Avoir en main le schéma (voir cahier complet) puisqu'il est fourni à l'examen. Il aidera à répondre à plusieurs questions!
BIO-07.01
Que désigne l’abréviation ATP?
Adénosine triphosphate
BIO-07.01
Quelle est la principale fonction de l’ATP dans la contraction du muscle cardiaque?
Fournir l’énergie nécessaire à la contraction musculaire.
ATP = Forme d’énergie la plus fréquente utilisée par les cellules.
BIO-07.02
Qu’advient-il de l’ATP lors de son utilisant dans le muscle?
Une de ses deux liaisons riches (AMP~P~P) en énergie est hydrolysée, ce qui libère de l’énergie.
ATP + H2O → ADP + Pi
BIO-07.03
D’où provient l’ATP utilisée dans les contractions musculaires?
- Carburants sont emmagasinés dans des cellules spécialisées et sont exportés dans le sang pour être converti en ATP par les cellules n’ayant pas ces réserves de carburant
- Alimentation : Très peu d’ATP
- Pas de réserve provenant d’un autre tissu
- Réserves d’ATP intracellulaires ne durent que 1 à 3 secondes
ATP ne peut franchir les membranes cellulaires
BIO-07.04
Nommez les mécanismes de régénération de l’ATP dans les cellules musculaires.
- Régénération de l’ADP en ATP par phosphorylation (ADP + créatine-phosphate)
- Régénération de l’ADP en ATP par phosphorylation (ADP + ADP → ATP + AMP)
- Phosphorylation de l’ADP en ATP a/n du substrat (métabolites)
- Régnération de l’ADP en ATP par phosphorylation oxydative (électrons des métabolites + O2)
BIO-07.05
Quelles sont les fonctions de la créatine kinase dans la cellule musculaire?
Schéma 2-6
- Production d’ATP (créatine-P + ADP → créatine + ATP)
- Mise en réserve de groupements phosphate (crée de la créatine-P)
Même réaction, mais qui peut être réalisée dans un sens ou dans l’autre.
BIO-08.01
Nommer, par ordre d’importance, les principaux carburants sanguins du muscle cardiaque.
- Acides gras (70-80%)
- Glucose (10-15%)
- Lactate (10-15%)
- Acides aminés
Oxydation du lactate : Coeur et foie principalement.
BIO-08.02
Comment sont obtenus les carburants sanguins du muscle cardiaque à partir des aliments.
Exemple de M Bouchard : Lait, café sucré, pain beurré
- Lait : Tryglycérols (acides gras) et lactose (glucose + galactose), quelques acides aminés
- Café sucré : Saccharase (glucose + fructose)
- Pain beurré : Amidon (glucose), acides gras
- Lactate : Obtenu via les globules rouges ou les muscles (effort intense)
BIO-08.03
Quelles sont les distinctions entre un carburant et l’ATP?
- Carburant : Substance relativement complexe qui est dégradée/oxydée
- Carburant est dégradé et libère de l’énergie pouvant être utilisée pour régénérer de l’ATP
- Carburant fournit des électrons qui seront combinés à O2 et H+ pour fournir énergie à la phosphorylation oxydative (création d’ATP)
- Carburants peuvent être exportés d’un tissu à un autre via le sang (pas l’ATP)
BIO-09.01
Nommer les principales étapes d’oxydation du glucose en CO2
Quelles sont les voies métaboliques empruntées par le glucose?
- Glycolyse
- Oxydation du pyruvate en acétyl-CoA
- Cycle de Krebs
La #2 n’est pas, à proprement parler, une voie métabolique.
BIO-09.02
Pour chaque voie métabolique, nommer les principaux substrats et produits.
1. Glycose, 2. Oxydation du pyruvate en acétyl-CoA, 3. Cycle de Krebs
- Glycose : Glucose → Pyruvate + ATP + Perte d’électrons → Formation d’ATP
- Oxydation du pyruvate en acétyl-CoA : Pyruvate → Acétyl-CoA + CO2 + Perte d’électrons
- Cycle de Krebs : Acétyl-CoA → CO2 + Perte d’électrons + GTP
GTP = Équivalent de l’ATP
BIO-10.01
Où se produit la glycolyse dans la cellule?
Cytosol
Même si la majorité des voies cataboliques sont dans les mitochondries!
BIO-10.02
Nommer 2 réactions de la glycolyse qui consomment de l’ATP.
Important de nommer les enzymes!
- Hexokinase : Glucose + ATP → Glucose-6-P + ADP
- Phosphofructokinase (PFK) : Fructose-6-P + ATP → Fructose 1,6-biphosphate + ADP
Ces 2 réactions sont irréversibles.
BIO-10.02
Nommer 1 réaction de la glycolyse qui produit de l’ATP.
Pyruvate kinase : Phosphonolpyruvate (PEP) + ADP → Pyruvate + ATP
Phosphorylation a/n du substrat. Réaction irréversible.
BIO-10.03
Pourquoi la glycolyse produit 2 molécules de pyruvate à partir d’1 molécule de glucose?
Schéma 2-3S
- Fruction-1,6-biphosphate → Formation de 2x triose
1 molécule de 6C → 2 molécules de 3C
BIO-10.04
La glycolyse génère ou utilise de l’ATP?
Génère
+4 ATP formés par phosphorylation a/n du substrat, -2 ATP utilisés
On fait ici abstraction des 6 ATP provenant de la chapine respiratoire
BIO-10.05
La glycose est-elle une voie anabolique ou catabolique?
Expliquez.
Catabolique
* Génère des composés simples (2 pyruvates) à partir d’un composé complexe (glucose)
* Produit de l’énergie (+2 ATP net et 2 électrons énergétique équivalent à 6 ATP (NADPH))
Une voie anabolique fait l’inverse.
Le nom des voies cataboliques se termine habituellement par ‘‘-lyse’’.
Le nom des voies anaboliques se termine habituellement par ‘‘-genèse’’.
BIO-10.06
Quelle est la coenzyme participant à la réaction d’oxydoréduction dans la glycolyse?
Nicotinamide adénine dinucléotide (NAD+/NADH)
BIO-10.06
Quelle est la fonction de la nicotinamide adénine dinucléotide?
Schéma 2-2 ou 2-3
Elle participe à la réaction d’oxydoréduction dans la glycolyse.
Transporte les électrons (vers la chaîne respiratoire de la mitochondrie)
La NAD+ accepte donc 1 électron et devient du NADH.
BIO-10.08
Quelle vitamine génère la NAD?
NAD = Nicotinamide adénine dinucléotide
Niacine
Vitamine B3
BIO-11.01
Où se situe la transformation du pyruvate en acétyl-CoA dans la cellule musculaire?
Schéma 2-4
Dans la mitochondrie
BIO-11.01
Comment s’effectue la transformation du pyruvate en acétyl-CoA dans la cellule musculaire?
Schéma 2-4
- Oxydoréduction + Décarboxylation + Formation d’une liaison riche en énergie
- Enzyme : Pyruvate déshydrogénase (PDH)
Pyruvate + NAD+ + CoA-SH → Acétyl-CoA + NADH + H+ + CO2
BIO-11.01
Quelles sont les coenzymes nécessaires à la transformation du pyruvate en acétyl-CoA dans la cellule musculaire?
- NAD+/NADH (Niacine)
- CoA-SH (Acide pantothénique)
- FAD (Riboflavine)
- TPP (Thiamine)
- Acide lipoïque
Toutes des vitamines B! (sauf l’acide lipoïque). Idem que Krebs.
BIO-12-01
Dans quelle partie de la cellule s’effectue l’oxydation de l’acétyl-CoA?
Cycle de Krebs
- Principalement dans la matrice de la mitochondrie
- Aussi sur la face interne de la membrane interne
BIO-12.02
Quelle voie métabolique est responsable de l’oxydation complète de l’acétyl-CoA?
Schéma 2-4
Cycle de Krebs
Synonymes : Cycle de l’acide citrique/Cycle des acides tricarboxyliques
BIO-12.02
Quels sont les principaux métabolites du cycle de Krebs?
Schéma 2-4
- Acétyl-CoA
- Citrate
- Alpha-cétoglutarate
- Succinyl-CoA
- Fumarate
- Malate
- Oxaloacétate
En gras dans le schéma 2-4
BIO-12.03
Quelles sont les 2 fonctions principales du cycle de Krebs?
- Carrefour métabolique des métabolismes des glucides, lipides et acides aminés
- Voie catabolique avec génération de CO2 et d’intermédiaires énergétiques (NADH, FADH2, GTP)
BIO-12.04
Quelles est la réaction de la synthèse du citrate?
Cycle de Krebs. Nommer l’enzyme!
- acétyl~CoA + oxaloacétate + H2O → citrate + CoA-SH
- Enzyme : Citrate synthase
- Irréversible
La perte de liaison de l’acétyl-CoA favorise la synthèse du citrate.
BIO-12.04
Quelles est la réaction de la synthèse du succinyl-CoA?
Cycle de Krebs. Nommer l’enzyme!
- Alpha-cétoglutarate + CoA-SH + NAD+ → CO2 + NADH + Succinyl-CoA
- Enzyme : Alpha-cétoglutarate déshydrogénase
Mêmes coenzymes que la pyruvate déshydrogénase.
BIO-12.04
Quelles est la réaction de la synthèse de l’oxaloacétate?
Cycle de Krebs. Nommer l’enzyme!
- Malate + NAD+ → NADH + Oxaloacétate
- Enzyme : Malate déshydrogénase
BIO-12.05
Combien de molécules de CO2 sont formées dans la mitochondrie à partir d’1 molécule de glucose dans un myocyte bien oxygéné?
Cycle de Krebs. Schéma 2-4
6 CO2/glucose
1 Glucose = 2 Pyruvates = 3 décarboxylations oxydatives/pyruvate.
Enzymes impliquées dans la décarboxylation oxydatives :
* Pyruvate déshydrogénase
* Alpha-cétoglutarate déshydrogénase
BIO-13
Décrire le fonctionnement de la chaîne respiratoire.
- Les coenzymes de l’oxydoréduction du glucose en CO2 deviennent oxydées.
- Les coenzymes oxydées doivent être réoxydées (recyclées) afin de retourner dans le cycle de Krebs.
Schéma 2-5
BIO-13.01
Où s’effectue la réoxydation (recyclage) des coenzymes dans la cellule?
Face interne de la membrane interne de la mitochondrie
La membrane externe est très perméable aux petites molécules
BIO-13.02
Qui suis-je? Ensemble des structures et des processus biochimiques chargés de la réoxydation des coenzymes du cycle de Krebs?
Chaîne respiratoire
BIO-13.03
Comment se nomment les complexes enzymatiques de la chaîne respiratoire?
Complexe I, II, III et IV
Chaque complexe est un ensemble de protéines(structurales et catalytiques) ayant pour but d’accomplir des réactions d’oxydoréductions et de transporter des électrons.
BIO-13.03
Quels sont les sites d’entrée des électrons provenant du NADH et du FADH2 dans la chaîne respiratoire?
Quel complexe est l’agent oxydant de chaque molécule ci-haut?
- NADH : Complexe I
- FADH2 : Complexe II
BIO-13.03
Quel est le cheminement des électrons (jusqu’à l’O2) dans la chaîne respiratoire?
* Via le NADH
* Via le FADH2
- Entrée par le NADH → Complexe I → Réduction de la coenzyme Q
- Entrée par le FADH2 → Complexe II → Réduction de la coenzyme Q
Commun aux 2 voies :
* Coenzyme Q réduite → Complexe III → Oxydation de la coenzyme Q (réduction du cytochrome c)
* Transport des électrons au complexe IV par le cytochrome c → Réduction de l’O2 dans le complexe IV → Formation d’H2O
BIO-13.04
Comment est convertie l’énergie provenant de la réoxydation du NADH et du FADH2 dans la chaîne respiratoire?
- Transport des électrons dans la chaîne respiratoire transfert des H+ de la matrice vers l’extérieur de la mitochondrie
- Transfert des H+ engendre un gradient électrochimique (variation du pH)
Les complexes I, III et IV peuvent ‘‘pomper’’ les protons.
BIO-14.01
Par quel complexe (membrane mitochondriale interne) est formé l’ATP lors de la phosphorylation oxydative?
Phosphorylation oxydative (régénération de l’ATP)
Complexe de l’ATP synthase.
Substrats : ADP + Pi
BIO-14.01
Quels sont les substrats lors de la phosphorylation oxydative?
Phosphorylation oxydative (régénération de l’ATP)
ADP + Pi
BIO-14.02
D’où provient l’énergie requise pour former l’ATP lors de la phosphorylation oxydative?
Phosphorylation oxydative (régénération de l’ATP)
Des réactions d’oxydoréduction de la chaîne respiratoire
Le ‘‘pompage’’ des protons forment 3 ATP (NADH) + 2 ATP (FADH2) = 5 ATP
BIO-14.02
Quels complexes sont utilisés par les protons dans la voie du NADH?
Complexes I, III et IV
BIO-14.02
Quels complexes sont utilisés par les protons dans la voie du FADH2?
Complexes II, III et IV
BIO-14.02
Sous quelle forme existe l’énergie requise pour former l’ATP?
Phosphorylation oxydative (régénération de l’ATP)
Gradient électrochimique (gradient de protons/H+) entre les 2 faces de la membrane interne de la mitochondrie
Le H+ fournit l’énergie à l’ATP synthase en retournant dans la mitochond
BIO-14.03
Combien d’ATP sont générés lors de la réoxydation d’une molécule de NADH?
Phosphorylation oxydative (régénération de l’ATP)
3 ATP
BIO-14.03
Combien d’ATP sont générés lors de la réoxydation d’une molécule de FADH2?
Phosphorylation oxydative (régénération de l’ATP)
2 ATP
BIO-14.04
Comment la cellule achemine l’ATP là où il est principalement utilisé?
Phosphorylation oxydative (régénération de l’ATP)
- ATP produite dans la mitochondrie
- ATP ne peut transverse la membrane mitochondriale interne
- Translocase de l’ATP et de L’ADP
- Sort l’ATP et entre l’ADP
L’ATP est principalment utilisée dans le cytosol.
BIO-15
Quels sont les principaux facteurs qui contrôlent l’activité métabolique de l’oxydation du glucose en CO2 dans la cellule?
Varie en fonction de la variation des rapports ATP/ADP et NADH/NAD+
BIO-15.01
Quel est l’effet d’une variation du rapport ATP/ADP sur la glycolyse?
Sous-question : Quelle enzyme est affectée par cette variation?
- L’activité de la glycolyse varie en fonction inverse de la variation du rapport ATP/ADP.
- Plus il y a d’ATP (augmentation ATP/ADP), moins la glycolyse est active.
- Plus il y a d’ADP (diminution ATP/ADP), plus la glycolyse est active.
- Enzyme affectée : PFK
Plus le rapport ATP/ADP est élevé, moins il y a d’activité cellulaire.
BIO-15.01
Quel enzyme est affectée par une variation du rapport ATP/ADP sur la glycolyse?
Enzyme affectée : PFK
L’activité de la glycolyse varie en fonction inverse de la variation du rapport ATP/ADP.
BIO-15.02
Quelles substances (métabolites) sont directement responsables du contrôle de l’activité de l’enzyme PFK?
ATP et AMP
BIO-15.03
Comment nomme-t-on l’effet de l’ATP et de l’AMP sur l’enzyme de contrôle de la glycolyse (PFK)?
Quel type de contrôle enzymatique?
Contrôle allostérique
ATP = Modulateur négatif (rétroinhibition)
AMP = Modulateur positif (rétroactivation)
BIO-15.04
Décrire la formation de l’AMP.
Encadré du schéma 2-6
- Utilisation d’ATP = Augmentation concentration d’ADP = Favorise génération ATP et AMP
ADP + ADP → ATP + AMP
BIO-15.04
Dans quelle situation métabolique la concentration d’AMP augmente?
Concentration en AMP augmente lorsque les besoins en ATP augmentent
Donc lorsque la concentration en ATP diminue
BIO-15.05, BIO-24, BIO-25
Pourquoi l’inhibition de la glycolyse par un excès d’ATP ne se fait pas au niveau de l’hexokinase (1ère enzyme de la voie métabolique)?
La rétro-inhibition agit habituellement sur la 1ère enzyme de la voie.
Pour permettre au foie et au muscle de faire leur réserve de glycogène
Glucose-6-P est nécessaire à la synthèse de glycogène.
BIO-15.06
Quel est l’effet d’une augmentation du rapport NADH/NAD+ et ATP/ADP sur l’oxydation du pyruvate en acétyl-Coa et sur le cycle de Krebs?
- Augmentation du rapport de concentration = Signal négatif sur l’activité de ces processus métaboliques
- Augmentation NADH (et diminution NAD+) affecte réactions d’oxydoréduction (disponibilité du substrat)
- Réactions dépendantes du NAD+ sont affectées (les 2 réactions en question en font partie!)
Le rapport NADH/NAD+ est le facteur le plus important du contrôle de l’activité du cycle de Krebs
BIO-15.07
Quel est l’avantage pour la cellule et l’organisme que les rapports NADH/NAD+ et ATP/ADP influencent l’activité de la glycolyse et du cycle du Krebs?
- ATP/ADP : L’ATP étant source d’énergie, la formation d’ATP doit diminuer lorsque le niveau d’énergie cellulaire est adéquat. Peut alors utiliser le glucose à d’autres fins (synthèse glycogène & acides gras)
- NADH/NAD+ : Génération ATP et oxydation NADH/FADH2 sont couplées. Augmentation d’ATP = Augmentation NADH. Mécanisme idem que ATP/ADP.
BIO-15.08
Lorsque la glycémie est élevée et que les rapports ATP/ADP et NADH/NAD+ sont élevés, que se passe-t-il avec le glucose dans le muscle squelettique?
Le glucose est dirigé vers le glycogène.
BIO-15.09
Quel est l’effet d’une augmentation du rapport ATP/ADP sur l’activité de l’ATP synthase?
Diminution de l’activité de l’ATP synthase
Car ADP intra-mitochondrial devient limitant.
BIO-15.09
Quel est l’effet d’une augmentation du rapport ATP/ADP sur la respiration mitochondriale?
Diminution de la chaîne respiratoire = Ralentissement du transport des protons par les complexes II, III et IV
Car gradient de protons augmente (car l’ATP synthase est moins active)
BIO-15.10
Quel est le facteur intracellulaire principalement responsable de la diminution de l’activité de l’ATP synthase?
ADP
(ADP est le substrat pour l’ATP synthase)
Pas d’ADP = Pas d’ATP synthase = Pas de respiration cellulaire
BIO-15.10
Quel est le facteur intracellulaire principalement responsable de la diminution de la respiration mitochondriale?
ADP
(ADP est le substrat pour l’ATP synthase)
Pas d’ADP = Pas d’ATP synthase = Pas de respiration cellulaire
