BIO / PHY - CYCLE DE KREBS - MODULE 4

Question 1

Citer le lieu de cette voie métabolique

Answer 1

matrice mitochondriale (donc ne peut se faire dans les hématies).

Question 2

Citer les rôles du cycle de Krebs

Answer 2

en tant que voie catabolique, le cycle de Krebs fournit :
* de l’énergie sous forme d’équivalent ATP : GTP ;
* des coenzymes réduits : NADH, H+ et FADH2.

Question 2

Définir le terme “dégradation oxydative complète”

Answer 2

perte de l’ensemble des carbones sous forme de CO2 et oxydation du pyruvate (donc réduction des co-enz)

Question 3

Citer une dégradation oxydative incomplète

Answer 3

Une dégradation oxydative incomplète courante est la conversion de l’acide pyruvique en lactate lors de la glycolyse anaérobie.

Question 4

Citer les différentes origines du précurseur, l’acétyl-CoA

Answer 4

• le catabolisme du glucose par la glycolyse conduit à la formation du pyruvate, qui peut être converti dans les mitochondries en acétyl-CoA par décarboxylation oxydative ;
• la ß-oxydation des acides gras qui fournit de l’acétyl-CoA ;
• le catabolisme des corps cétoniques (cétolyse) qui se transforment en acétyl-CoA ;
• le lactate, qui peut se transformer en pyruvate, donc en acétyl-CoA ;
• le métabolisme de l’alcool (éthanol) qui fournit de l’acétyl-CoA ;
• le catabolisme des acides aminés, qui produit du pyruvate, de l’acétyl-CoA, ou d’autres intermédiaires du cycle de Krebs.

Question 5

Ecrire la réaction de décarboxylation oxydative du pyruvate, citer l’enzyme

Answer 5

Pyruvate dh
Pyruvate + NAD+ + Coash -> AcétylCoa + NADH,H+ + CO2

Question 6

Ecrire les formules chimiques du pyruvate et de l’acétyl-CoA

Answer 6

à faire

Question 7

Ecrire le cycle de Krebs avec toutes les réactions chimiques, substrats, produits, coenzymes, enzymes

Answer 7

OK

Question 8

Identifier les étapes :
§ qui produisent GTP (= équivalent ATP)
§ qui produisent des coenzymes réduits NADH, H+ et FADH2
§ qui produisent du CO2
§ irréversibles, sites de régulation

Answer 8

OK

Question 9

Compléter un schéma à trous représentant le cycle de Krebs

Answer 9

OK

Question 10

Faire le lien entre NAD+ et la vitamine B3, FAD et la vitamine B2, CoASH et la vitamine B5

Answer 10

Les vitamines B3, B2 et B5 sont précurseurs de coenzymes essentielles dans les réactions d’oxydo-réduction et de transport de groupes acyle. La vitamine B3 donne le NAD+ et le NADP+, la B2 donne le FAD et le FMN, tandis que la B5 forme le CoASH

Question 11

Ecrire le bilan chimique du cycle de Krebs à partir d’un acétylCoA

Answer 11

Acétyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + (GDP + Pi) + 2H2O → 2 CO2 + CoA-SH + 3 NADH,H+ + FADH2 + GTP

Question 12

Calculer le bilan énergétique du cycle de Krebs à partir d’un acétyl-CoA

Answer 12

2 GTP
soit 2 ATP
+6 NADH,H+ = 6 * 3 = 18 ATP
+ 2 FADH2 = 2 * 2 = 4 ATP
=24

Question 13

Expliquer pourquoi le cycle de Krebs, même s’il ne consomme pas directement d’oxygène, ne peut
pas se dérouler en contexte anaérobie

Answer 13

L’oxygène est indispensable au niveau des chaînes respiratoires, pour permettre la réoxydation des coenzymes réduits.

Question 14

Expliquer pourquoi le cycle de Krebs est une voie catabolique vers laquelle convergent les
métabolismes glucidiques, lipidiques et protidiques.

Answer 14

Le cycle de Krebs a également un rôle important de synthèse d’intermédiaires métaboliques, qui serviront à d’autres voies métaboliques (néoglucogenèse, cycle de l’urée, etc.). Il est donc au coeur du métabolisme cellulaire.

Question 15

Expliquer simplement la régulation du cycle de Krebs (après le cours d’enzymologie)

Answer 15

La régulation du cycle de Krebs s’opère par différents mécanismes :

Rétroinhibition par les produits finaux : Les produits finaux comme le NADH et l’ATP inhibent les enzymes clés du cycle lorsque leur concentration est élevée, évitant ainsi une surproduction d’ATP.

Contrôle allostérique : Certaines molécules se lient à des sites allostériques sur les enzymes, modifiant leur activité. Par exemple, l’ADP peut activer certaines enzymes tandis que l’ATP peut les inhiber.

Régulation par les cofacteurs : Les concentrations des cofacteurs comme le NAD+, le NADH, le FAD et le Coenzyme A influencent l’activité des enzymes du cycle.

Régulation hormonale : Des hormones comme l’insuline et le glucagon peuvent influencer l’activité du cycle en modifiant l’expression des gènes codant pour les enzymes ou en affectant la disponibilité des substrats.

En résumé, la régulation du cycle de Krebs permet d’adapter son activité aux besoins énergétiques de la cellule en ajustant la vitesse des réactions en fonction des niveaux d’ATP, de NADH et d’autres facteurs environnementaux et hormonaux.

Question 16

Comprendre que le cycle de Krebs a également un rôle en lien avec d’autres voies métaboliques
(hormis glycolyse et béta-oxydation).

Answer 16

Production d’intermédiaires métaboliques : Le cycle de Krebs génère une série d’intermédiaires métaboliques, tels que le citrate, l’isocitrate, l’alpha-cétoglutarate, le succinyl-CoA, le succinate, le fumarate et le malate. Ces composés sont essentiels à de nombreuses autres voies métaboliques de la cellule. Par exemple, certains intermédiaires peuvent être utilisés pour la synthèse de nouveaux acides aminés via la néoglucogenèse ou pour la biosynthèse d’autres molécules comme les acides gras.

Fourniture de précurseurs pour la synthèse d’ATP : Les réactions du cycle de Krebs permettent la génération de coenzymes réduits, tels que le NADH et le FADH2, qui sont ensuite oxydés dans la chaîne respiratoire pour produire de l’ATP par phosphorylation oxydative. Ainsi, le cycle de Krebs fournit indirectement les électrons nécessaires à la production d’énergie sous forme d’ATP.

Régulation du métabolisme énergétique : En tant que point de convergence pour de nombreux métabolismes, le cycle de Krebs régule l’utilisation des substrats énergétiques provenant des glucides, des lipides et des protéines. Il peut donc moduler la disponibilité des précurseurs métaboliques en fonction des besoins de la cellule.

Détoxification de l’ammoniac : Le cycle de l’urée, qui élimine l’ammoniac toxique produit par le catabolisme des acides aminés, est lié au cycle de Krebs. En effet, l’alpha-cétoglutarate, un intermédiaire du cycle de Krebs, est un substrat pour la synthèse de l’urée dans le foie.

En résumé, le cycle de Krebs est une voie métabolique cruciale qui non seulement génère de l’énergie sous forme d’ATP, mais fournit également des intermédiaires métaboliques essentiels à d’autres processus cellulaires, contribuant ainsi au fonctionnement global du métabolisme cellulaire.