Bioch Metabolisme Flashcards
Les processus cataboliques :
- permettent la degradation de diverses molecules organiques :
- provenant de l alimentation ou de la synthese endogene, en composes plus simples.
- ces new molecules peuvent servir de precurseurs pour la synthese denos propres constt (glucides, lipides, protd…) ou etre degradees en produits plus petits encore qui seront elimines de l organisme
-
Liberent de l energie,
- qui apparait principalement sous ATP
- cette energie est utls poru les diverses activites vitales, y compres les processus anaboliques de biosynthese moleculaire

Les processus anaboliques :
- a l inverse du catabolisme, ils permettent des biosyntheses moleculaires et consomment de l energie

Organisation des voies anaboliqes et cataboliques dans la cellules :
-voir image et donner le nom et la fonction

- structr :
- Memb plasmique : transport, recpt hormonaux
- Lysosomes : digestion intracell de macromolecules
- app de golgi : maturation et secretion des prot
- RER + ribo : biosynthese des prot
- noyau : replication, transcription et modification post transcriptionnelles
- peroxysome ; metabolisme du peroxyde d hydrogene
- nucleole : synth des ribosomes
- mitoc : CK, oxydation des AG, PO, cycle de l uree, synthese de l heme
- RE lisse : synthese des steroides, synthese des phospholipides, metabolsime des xenobiotiques
- particules de glycogene : synthese, stockage et degradation du glycogene
- cytoplasme : glycolysem gluconeogense, shunt des pentoses, synthese des AG, cycle de l uree, synthese heme
- La glycolyse la gluconeogenese et la syntheses des AG : cytosol
-
oxydation des AG, CK, PO : mitoch
*

Controler separement les voies anaboliques et cataboliques
- Les voies anaboliques et cataboliques sont regulees en fonction des besoins de l acellules (degradation de substrats est actv si la cellules a besoin d energies, alors qu un exces d energie stimule la synthese de reserve).
- Sans regulation , la degradation des reserves se produirait au fur et a mesure de leur constition (cycle futile)
- 2 possiblt existent pour controler separement les voies anaboliques et cataboliques :
- les deux voies fonctionnemtn dans des compartiments cellulaires diff. La regulation s exerce surtout au nv du transport d un compartiment a l autre
- les voies de synthese et de degradation coexistent dans le meme compartiement cellulaire, mais les enzymes catalysant ces reactions sont controlees individuellementm souvent par des regulateurs allosteriques

Le principe d action des effecteurs allosteriques
- Molécule se fixant à un site allostérique d’une enzyme allostérique :
- ce qui entraîne un changement de configuration ayant pour conséquence soit une augmentation (effecteur positif), soit une diminution (effecteur négatif) de l’activité enzymatique.
- C’est habituellement un intermédiaire d’une voie métabolique
- Au sens strict, Un effecteur allostérique remplit 3 conditions :
- C’est une molécule autre que le(s) substrat(s) ayant un ou plusieurs sites de fixation sur l’enzyme.
- Le(s) sites en question est(sont) distinct(s) du site catalytique.
- La liaison de l’effecteur allostérique entraîne des changements conformationnels propagés à l’échelle de l’enzyme entière et à l’origine d’une activation ou d’une inhibition.
- On parlera ainsi d’activateurs et d’inhibiteurs allostériques.
- Regulation par des enzymes ;
- agissent dans les 2 voies
- reversibles
- choisir des cibles diff dans lels 2 voies
- enzymes diff, catalyse diff, activation et inhb diff
- phosphatase + facile que la kynase (need ATP)
- prc ou abs du regulation allostrq est controle par hormone permettant donner ou pas glucose ou pyruvate

Vitamines et coenzymes :
- Vitamines liposolubles
- Vitamines hydrosolubles :
- ils sont importants pour le fonctionnement de l organisme
- Vitamines :
- ne synth pas suffisament pour nos besoins donc c est fournis dans l alimentation
- Vitamines liposolubles :
- A : retinol, -al
- antioxydant, vision
- D : cholecalciferol
- metabo du ca2+, mineralisation de l os, pas synthese si pas expo au soleil
- maladie : rachitisme car abs mineralisation des os
- E : alpha tocopherol
- antioxydant
- K : menaquinone
- activation de facteurs de la coagulation par gmma carboxylation
- A : retinol, -al
- Vitamines hydrosolubles :
- les cofact sont obtenus par alimentation + partie vitaminique
- B1 : Thiamine
- Cofact : Thaimine pyrophosphate (TPP)
- Enzymes : Pyruvate DH (decarboxylation oxydative du pyruvate), alpha cetoglutarate DG (CK), trans cetolase (shunt des pentoses)
- Remarques : une deficience en Vit B1 conduit au beri beri
- B2 : Riboflavine
- Cofact : Flavine adenine dinucelotide (FAD, FADH2)
- Enzymes : succinate DH (CK), pyrvate DH, complexe 1 (systeme transmetteur d electrons), acyl coA DH (beta, oxydation)…
- Remarques : transpo de H
- B6 : Pyridoxine
- Cofact : Phosphate de pyridoxal
- Enzymes : transaminases, decarboxylases, ALA-synthase (synthese heme), glycogene, phosphorylase
- Remarques : LA vitamine du metabo des aa
- B12 : Cobalamine
- Enzymes : MMCoA mutase (metabolisme des AG impaires), methyl transferase (groupes monocarbones)
- Remarques : implq indirectement dans les meca de synrhese des bases puriques, une divience en Vit B12 conduit a une anemie pernicieuse (megaloblastiquem de Biermer)(hematopoitq)
- Acide pantothenique :
- Cofact : CoA
- Enzymes : >70 enzymes (metabolisme des glucides, lipides, aa)
- Remarques : transp groupement acyl
- Biotine :
- Cofact : Biotine
- Enzymes : pyruvate carboxylase, acetyl CoA carboxylase, propionyl CoA carboxylase
- Remarques : LA vit des carboxylations (fixe CO2 trsf sur autre subst)
- Acide folique :
- Cofact : Tetrahydrofolate (FH4)
- Enzymes : enzymes du metabo des groupements mono carbones
- Remarques : une deficience en folate conduit a une anemie megaloblastq chez l adulte (hematopoietq) et a des malformations du tube neural chez les foetus
- PP : Niacine
- Cofact : Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+, NADH + H+) et Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADP+)
- Enzymes : tres nombreuses deshydroenases
- Remarques : une deificience en niacine conduit a la pellagre (dermatites, diarrhees, demence) et transp H
- Acide lipoique
- Cofact : Acide lipoique
- Enzymes : Pyruvate DH, alpha cetoglutarate-DH
- Remarques : pas vitamine car synthetysable et en tandem avec B1
- C
- Cofact : acide ascorbique
- Enzymes : oxydase a fonction mixte (synthese OH pro, carnitine, nor adrenaline…)
- Remarques : une deficience en vit C entraine une fragilite capillaire et le scorbut si la carence est imp
Vitamine hydrosolubles
- 3 ensymes utls B1 :
- PDH
- alpha CGDH : metabo energetique
- transcetolase : shunt des pentoses
- B2 :
- dans le FAD
- B6 :
- pour le metabo des aa
- B12 :
- metabo du propionyl CoA
- passg du methyl du FH4 a Met
- acide pantothenique dans la CoA
- biotine pour les carboxylations (requiert ATP0
- acide folique pour les grp mono carbones
- PP dans le NAd et le NADP
- NAD et FAD servent a la production d energie en general
- NADP aux syntheses
- Generatrice d Energie :
- pour l utilisation des lpd, glucides, aa :
- B1 : TPP
- B2 : FAD
- B6 : La vit des aa
- PP : NAD
- Biotine La vit des carboxylation
- Acide panthotenique : CoA
- Acide lipoique
- si manque des ces vit :
- tissus a aug rapide (peau, intestins, muqus)
- tissus gros conso d energie (nerfs, cerveau)
- pour l utilisation des lpd, glucides, aa :
- Hematopoitq : sang GR
- synthese ADN :
- Acide folq ou folate
- B12
- si carence :
- cell qui se divisent (ncstt synthese ADN) mais pas division rapide et touchent precurseur GR et donnent anemies
- synthese ADN :
- Vit C :
- synthese carnitine : mobilisation energetique des graisses
- synthese collage
- carences :
- scorbut
- petechies : micro-hemorg dans peau du nez, capplr explosent et relache sang (alcoolq)
- fatigue
Definitions :
- Vitamine :
- Cofacteur :
- Coenzyme :
- Grp prosthetique :
- Cofact vitaminq/non vitaminq :
- FADH2 et NADH + H+ :
- HS-CoA :
- Vitamine :
- compose orga neccss en pett qntt au bon fonctionnement de lorganisme et dont tout ou partie doit provenir de l alimentation
- Cofacteur :
- compose organisuqe non peoteinique necessaire a l actv d une enzyme. Un cofact revient tjrs a son etat inital
- Coenzyme :
- classe de cofact transportant des grp chimq entre enzymes
- ce sont des co substrats lies a l enzyme seulemt de facontransitoire
- Grp prosthetique :
- classe de cofact lies de facon covalente a une enzyme et partiipant a la cataluse de la reaction
- Cofact vitaminq/non vitaminq :
- cofact contenant (acide folique, CoA, NAD+, FAD) ou non (heme, ATP, coenzyme Q, BH4) une vita dans leur struct
- FADH2 et NADH + H+ :
- FAD et NAD+ sont des transporteurs d H
- un atome H est forme d un proton H+ et electron e-
- NAD+ acccpt 1H+ et 2e- pour donner NADH
- comme on part generalement de 2H, il reste un H+, d ou la notation NADH + H+ pour la dorme reduite
- par commodite, on ecrit NADH2
- HS-CoA :
- fonction comme un transporteur d acyle
- acyle est porte par une fonction sulfhydryle (SH) que l on met en evidence dans HS-CoA ou CoA-SH
- CoA symbolise toout le reste de cette molecule relativement complexe
L energie libre
- La direction des reactions chimiques, en particulier les reactions du metabo est dictee par la variation d energie libre, ∆G.
- ∆G : KJ/mol ou anciennement Kcal/mol
- 1 cal = 4.184 J
- la fraction de l energie totale d un systeme que celui ci echange avec son environnement au cours d une transformation a temperature et a pression constantes et qui est dispo pour effectuer un travail
- Sens :
- comme l eau s ecoule du ht vers le bas de la montagne, toute reaction a lieu spontanement des molecules dont l energie lb est la plus grande vers celles qui est plus petite, cad dans le sens d un ∆G<0 : reaction libere energie, reaction exergonique
- si ∆G>0 : la reaction ne peut pas se passer spontanement dans le sens indique, endergonique (n est possb qu avec un apport energetique exterieur)
- ∆G predit si la reaction est possble, sans renseigner sur la vitesse de la reaction. La vitesse depend de l Ea, qui est l energie a investir pour passer des reactifs a l etat de transition. L etat de transition represente le col energetique quil faut passer pour obtenir les produits.
- Ea faible : reaction rapide, ∆G<0
- Ea eleve : reaction pas lieu, quel que soit ∆G
- Ea determine la vitesse a lq se passe une reaction exergonique
- Un catalyseur :
- aug la vitesse de reaction en abaisant Ea.
- influence ni ∆G ni le sens de la reaction

Definir la biochimie :
- comme la science q pour objet d etude des reactions chimiques ayant lieu au sein de la matiere vivante.
- bio moleculaire :
- etude des processus moleculaires qui permettent la perpetuation et la conservation de la struct vivante au nv du genotype
- bio struct et metablq :
- etude de l astruct et des prop chimiques des molecules constt la matiere orga
- et des reactions chimiques qui permettent la transformation et l utilisation de la matiere et de l enegie prellevees dans l environnmenet pour assurer la conservation de la struct vivante au nv phenos
Variation d energie libre standard ∆G*’
- pour une reaction chimique, ∆G est fonction de 3 factuers :
- la nature chimique et energetique de la reaction (caract par ∆G*’)
- la temp
- le quotient reactionnel : prend en compte les concentrations de tous les partenaires de la reaction
- Dans les conditions strandard :
- Pression : 101,3 kPa ou 1 at
- Temp : 298 K
- pH : 7
- concentration initiales : [A] = [B] = [C]= [D]= 1 M sauf si protons participent a la reaction : 10^-7 M et on considere que la concentration de l eau vaut 1M (meme si elle vaut 55.5M)
- ∆G*’ : * = conditions standard et ‘ pH=7
- Dans les conditions reelles de la vie cellulaire :
- temps pas 298 K mais plus 310 K
- concentrations initiales des prod et react pas 1M mais inf a 1M
- ∆G = ∆G*’ + RTln [C][D]/[A][B]
-
∆G* sans le ‘ : valeur de ∆G dans les conditions standard du chimiste :
- reactifs et produits restent a une concentration de : 1M au cours de la reaction
- Temps : 298 K
- p = 1 at
- Comprendre que ∆ ≠ ∆G*’, seul ∆G determine si la reaction est spontanee ou non.
- Plus les reactifs sont abondants (et les produits peu concentres) plus la reaction est favorisee
- A l eq le quotient reactionnel est egal a la constt d equilib K’eq
- Lorsq les reactifs sont en exces par rapport aux produits (Qreact diminue), ∆G diminue )la reaction est favorisee)
- Influence de ∆G*’ et de la concentratoin des reactifs sur ∆G pour une reaction a ∆G*’>0 ou des reactifs donnent des produits

Energie libre, enthalpie, entropie
- L enthalope est equivalente a la chaleur
- L entropie est une mesure de l homoffeneite (plus le systeme est homogene, plus l enthropie est grande)
- ∆G = ∆H - T∆S
- une reaction chimique est favorisee si :
- l energie investie pour cassser les liaisons chmiques est plus petite que celle qui est recuperee par la formation des nouvelles liaisons. La reaction libere alors de la chaleur, est est exothermique, sa variation d enthalpie ∆H (variation de chaleur liberee lorsq casse des liaisons) est negative, ∆H<0 (chaleur sort du systm)
- l homogeneite du systeme augmente. La variation dnetropie ∆S est alors positive, ∆S>0. L entropie mesure l homogeneite et sa contribution enegertique depend de la temp T
- Exemple :
- la combustion du glucose peut se produire spontanement
- elle est exothermique (les liaisons formees sont plus stables qu au depart) et s accompagne d une augmentation de lentropie
- car 13 molecules (CO2, H2O) sont produites a partir de 7, dont l une est tres ordonnee (le glucose).
- la contribution de l entropie dans les reactions chimiques est en general mineure. Elle devient importante dans des reactions ne faisant pas intervenir de scission de liaisons covalentes (liaison anticorps antigene)

Reactions couplees :
- de nombreuses reactions metaboliques qui se produisent dans l organisme sont caract par un ∆G>0. c est le cas des voies de synthese.
- Ces reactions sont couplees a des reactions ayant un ∆G<0, de maniere a ce que l energie degagee par la reaction ∆G negatif puisse entrainer la reaction possedant un ∆G positif dans le sens voulu.
- Le couplage entre les deux reactions exige la formation d un intermediaire chimique commun aux deux chaines reactionnelles.
- La quasi total des reactions de synthese du metabolisme requiert un couplage avec une reaction exergonique. Le couplage se ffait par un intermediaire reactionnel commun entre les deux reactions (souvent une forme activee d un metabolite)
- En general, les reactions X –> Y font intervenir la scission de l ATP en ADP+Pi. Cette hydrolyse evolue avec un ∆G negatif (∆G*’ = -7,3 kcal/mol) et libere donc une qntt importante d energie.

Les liaisons riches en energie ou haute energie :
- Attention :
- ne pas confondre les notions d energie de liaison et de liaisons riches en energie
- Liaisons riches en energie :
- ont une energie de laision faible et sont donc relativement instables. Il suffit dinversir peu d energie pour les scinder
- Energie de liaison :
- alors uqe les produits formes ont des energies de liaison plus elevees et sont donc plus stables. Ce n est pas la scission proprement dite qui livere l energie mais l hydrolyse (cad la scission de la molecule d eau et de la liaison riche en energie et la formation des nouvelles liaisons)
- des liaisons dont l hydrolyse evolue avec un ∆G*’< ou egal a -7 kcal/mol
- elles s hydrolysent avec un ∆G largement negatif pour un ou deux des motifs suivants :
- la liaison est affaiblie par une tension interne (deux charges negatives voisisnes)
- la liaison empeche un compose d acceder a un etat plus stabilise soit en limitant les formes de resonance soit en empechant une isomerisation
- Mecanismes de stabilisation des produits d hydrolyse de composes a laisions riches en energie :
- Nucleotides di ou tri phosphate :
- ATP : ∆G*’ = -7,3 kcal/mol
- stabilisation des produits d hydrolyse et disparition des tensions internes
- Isomerisation et/ou resonance
- Acyl phosphates :
- 1,3 bisphosphoglycerate : ∆G*’ = -11,8 kcal/mol
- stabilisation des produits d hydrolyse et disparition des tensions internes
- Isomerisation et/ou resonance
- Enol phosphate :
- Phosphoenolpyruvate : ∆G*’ = -14,8 kcal/mol
- Isomerisation et/ou resonance
- Thioesters :
- acetyl CoA : ∆G*’ = -7,5 kcal/mol
- Isomerisation et/ou resonance
- Guanidine phosphate :
- phosphocreatine : ∆G*’ = -10,3 kcal/mol
- Isomerisation et/ou resonance
- Nucleotides di ou tri phosphate :
Exemple de substances possd des liaisons a haute energie :
- ne sont pas tres heureuses, ne veulent que divorcer l une de l autres
- ce sont des liaisons faibles au depart et une fois qu on casse et reforme avec d autres avec H20, on a fait disparaitre les tensions interne peu stables.
- Pq l ATP est elle une molecule a haute energie ?
- ATP est un nucleoside triphosphate dont le ribose par son C5, est uni par une liaison phosphoester au 1er groupm phosphoryle å (alpha). ce grpm etant uni au 2eme ß et le 2eme au 3eme ∂ (gamma) par liaison phosphoanhydride.
- Au pH physio la molecule est ionisee
- la grd ≠ d energie lb entre l ATP et ses produits d hydrolyse. ADP et Pi tient a :
- l instabilite moleculaire de l ATP due a la repulsion electrostatq des charges neg portees par les grpm phosphoryles
- la moindre instabilite de l ADP due a cette repulsion
- la stabilisation de l ADP par ionisation
- la stabilisation par resonnace du phosphate par delocalisation de la double liaison (l ion H+ n est pas lie a un atome d oxygene en particulier, l echangisme est un facteur de stabilite
- de maniere G les produits d hydrolyse des autres composes phosphorles et des thioesters riches en energie sont stabilisess par ionisation, resonance ou isomerisation
- il existe 7 formes de resonances des phosphates sur ATP et lorsq formation de ADP + Pi les formes de resonnances passent a 9. Ces formes de resonances s accompagnent de charge negatives sur lees oxygenes
- Seules les 2 liaisons phosphoanhydride sont a haut potentiel d hydrolyse la liaison phosphoester est ordinaire.
-
Enol-phosphates :
- l acide phospho enolpyruvique, eliminant un H2O et relachant un H3PO4 donnant un acide pyruvique (forme enol) qui n est pas tres heureux dans cette configuration et prefere s isomeriser en forme ceto
-
Acyl phosphates :
- possede une liaison phosphoester (pas haute E, liaison phospho ester qui elimine une molecule d eau entre un alcool et acide phosphorique) et une liaisons ahnydride mixte (resulte de l’elimination d un H2O entre l acide carboxlique)
- acide 1,3 bisphosphoglycerique va devenir un acide 3 phosphoglycerique
-
Thioesters :
- Acetyl CoA elimine H2O et lache un HS-CoA pour donner une acide acetique
-
Guanidine phosphates :
-
Phosphocreatine :
- dans le muscle au repos et +++ ATP on peut phosphoryler la creatine en phosphocreatine. Lorsq le muscle utls ATP, elle diminue et n arrv pas a resynthe de l ATP en suffissance, utl pour un joker de la creatine pour fournir un phosphate a haute enegie (reserve suppd ATP)
- Phosphocreatine elimine H2P et relache H3PO4 pour former de la creatine avec la formation d une forme de resonance en hydrolysant le phosphate
-
Phosphocreatine :
CF IMAGE POUR LES REACTIONS CHIMIQUES

4 poins importants concernants les liaisons a hautes energies
- ATP passe de peu la liasion a ht E, mais la plus basse :
- cf image
- liaison ht E de l ATP est utls pour synth des particule relativement normale
- Liaisons anhydrides (formees entre 2 acides) : Ht energie
- liaison ester pas haute energie
- liaison thioester sont ht E : moins stable que la liaison ester
- moins il ya de mvm d electrons moins de stabilisation
- si on veut hydrolyser ue liaison thioester, l E quil faut invertir pour couper la liaison est relativement faible. Il faut investir + d E poour liaison ester car il faut commencer par la destabilisation et apres la scinder
- peu d investissement pour la liaison thioesther maisn on recep autant par la stabilisation de sproduits des l hydrolyse et arrv a ∆G*’ = -7,5 kcal/mol
- L E ne vient pas de la scission :
- scinder liaison = tjr E mm pour des liaisons faibles
- l E ne vient pas de la scission
- l E provient de l hydrolyse
- scinder liaison Ht E, scinder liaison eau = obtention produits
- ++ energie lorsq on refait les produitss de l hydrolyse : benefices si au moins 7 kcal/mol
- Ea est souvent >> ∆G ou ∆G*’ :
- on peut garder ATP dans le congelateur sans que l hydrolyse se passe
- il faut vaincre une Ea pour passer ATP -> ADP : etat intermediaire durant lequel on va hydrolyser cet ATP
- ATP + H2O donne ADP + Pi avec une difference de -7,3 kcal/mol et une Ea ~ 50-100 kcal/mol
- on peut garder ATP dans le congelateur sans que l hydrolyse se passe

Les reactions de synthese de l ATP :
- L ATP est synthe par phosphorylation de ADP :
- ADP + Pi -> ATP + H2O
- D ou vient l E necess a cette reaction endergonique ? Il existe 2 modes de phosphorylation fondamentalement diff :
- Les reactions de phosphorylation liees au substrat:
- ces reactions realisent un couplage entre la reaction de synthese de ATP et une reaction d hydrolyse d une molecule riche en E
- elles ont lieu aussi bien en anaerobiose qu en aerobiose
- elles contribuent a la formation de moins de 10% de l ATP cellulaire
- 2 variantes possibles :
- le transfert sur ADP du groupement phosphryle avec sa liaison riche, d une molecule phosphorylee dont le ∆G*’ d hydrolyse est plus negative que celle de l ATP
- le transfert separe d un phosphate et d une liaison riche issue d une molecule dont la ∆G*’ d hydrolyse est plus negative que celle de l ATP sur ADP
- Les oxydations phosphorylantes et les photophosphorylations :
- elles realisent un couplage entre oxydation et phosphorylation en ults l energie cree par un gradient de protons de part et d autre d une membrane cellulaire (membrane interne mitochondriale ou membrane du thalycoide des chloroplastes)
- elles n ont lieu qu en aerobiose
- elles contribuent a la formation de plus de 90% de l ATP cellulaire
Le CK (cycle de Krebs) = cycle cytrique = cycle des acides tricarboxyliques
*les reactions
- Les reactions :
-
Condensation de l acteyl CoA et de l oxaloacetate en acide citrique (le 1er acide tricarboxylique du cycle) :
- la synthese de la liison entre le Cmethylique et l acetyl CoA et le C carboxylique de l oxaloacetate (grpm acetyle se fixe a reculons sur l oxaloacetate) utls l E lb par l H tres exergonique de la liaison thioester de l acetyl CoA
- formation d une liaison C-C par condensation d un ester avec un aldehyde ou une cetone
- consomme un H2O
- libere une molecule de CoA utls pour former une autre molecule d acetyl CoA
- irreversible
- limitante : l une des etapes de la regulation du cycle
- cette reaction app aussi au cycle pyruvate-malate:
- grace a la navvette de l acide citrique, l acetyl CoA d originie glucidique passe de la mitochondrie dans le cytosol ou il est substrat de la synthese des AG
- enzymes : citrate synthase (CS)
- l acide citrique produit de la 1er reaction donne son nom au cycle
- CK : nom du decouvreur
- cycle des acides tricarboxylique : l acide cytrique est le 1er des 2 acides tricarboxylq du cycle
-
Isomerisation du citrate (alcool tertiaire) en isocitrate (IC) (le 2eme acide tricarboxylique du cycle, un alccol secondaire facilement oxydable, alors que le OH tertiaire du citrate ne peut etre oxyde)
- a lieu en 2 temps :
- deshydratation du citrate en un acide tricarboxylique intermediaire insature, le cis-aconitate
- rehydratation du cis aconitrate en isocitrate, le H2O se fixant al envers sur la double liaison
- reversible
- enzyme : aconitase
- a lieu en 2 temps :
-
Decarboxylation oxydative de l isocitrate en å-cetoglutarate (åCG) :
- a lieu en 2 temps :
- deshydrogenation de l isocitrate en oxalosuccinate (instable)
- decarboxylation de l oxalosuccinate en å-cetoglutarate
- produit 1 CO2 et 1 NADH,H+
- irreversible
- limitante : l une des etapes de la regulation du cycle
- enzyme : Isocitrate deshydrogenase (ICDH) a coenzyme NAD
- a lieu en 2 temps :
-
Decarboxylation oxydative de l å-cetoglutarate en succinyl-CoA : cette reaction est comparable a la reaction de decarboxylation oxydative du pyruvate en acetyl-CoA
- consomme 1 CoA
- produit 1 CO2 et 1 NADH,H+
- irreversible
- limitante : l une des etapes de la regulation du cycle
- enzyme : å-cetoglutarate deshydrogenase (åCGDH),
- complexe multienzymatique forme de 3 enzymes et fonctionnant avec 5 coenzymes (TPP, acide lipoique, CoA, FAD et NAD)
- complx qui catalyse la reaction chimiquement complq fact essentl enzyme qui va inhiber, diminuer l E et donner des symptomes
- les 2 carbones elimines sous CO2 ne sont pas ceux du groupm acetyle qui vient d entrer dans le cycle, mais les atomes de carbone carboxylique de l oxaloacetate qui s est condense a ce grpm acetyle.
- les 2 atomes de C de ce dernier seront elimines au cours des tours de cucle suivants
- decarboxylation : moyen pour la cellule de se debarasser des atomes de carbone presq totalement oxydes
-
Phosphorylation liee au substrat du CDP par le succinyl CoA qui est transforme en succinate (S) :
- produit 1 GTP
- c est la seule reaction du cycle qui produit directemenr un nucleoside triphosphate. Le GTP eset ulterieurement converti en ATP par la nucleoside diphosphate kinase
- chez les plantes et bact cest ADP lui meme qui est phosphoryle
- cette reaction conservant l E implq une etape intermediaire dans lq l enzyme lui meme est phosphoryle
- enzyme : succinate thiokinase
-
Deshydrogenation du succinate en Fumarate (la double liaison est en trans) :
- produit 1 FADH2
- reversible
- enzyme : succinate deshydrogenase, a coenzyme FAD proteine intrinseque de la memebrane interne mitoc et app au complexe 2 de la chaine respi
- pq FAD et pas NAD ? :
- qd une double liaison est creee le ∆G de la reaction est insuffidant pour assurer la reduction du NAD+. C est donc le FAD dont la reduction est energetqm moins gourmande qui intervient
-
Hydratation du fumarate en L-malate :
- consomme 1 H2O
- reversible
- enzyme : fumarase
-
Deshydrogenation du L-malate en oxaloacetate (regenere il repart pour un tour) :
- produit 1 NADH,H+
- reversible
- cette reaction fonctionne dans lautre sens au cours de la neoglucogenese
- enzyme : malate deshydrogenase (MDH) a coenzyme NAD

Remarques sur le CK :
- Le CK est mitoc.
- le CK ne tourne que dans un sens:
- Cela est du aux reactions, 1,3,4 qui ont un ∆G*’ (2 reactions a ∆G*‘ particulierement negatif (-7 et 0 9 kcal/mol))suffisamnt negatif pour etre irreversible et
- entrainer les reactions 2,6,7 qui sont reversibles et
- meme la 8, fortement endergonique dont la produitm l oxaloacetate est aspire ar la reaction de condensation avec l acetyl CoA.
- La reaction 5, tres exergonique est couplee a une reaction de phosphorylation de substrat que ce qui fait remonter la valeur du ∆G*’
- Les carbones de l acetyl CoA sont marques par une etoile et un point pour permettre de suivre leur devenri (cf image) A partir du succinate, un compose symetrq, les deux groupm carbox ne peuvent plus etre distingues l un de l autre
- La succinate DH fait partie du complexe 2 du systm transmetteur d electrons (STE) dans la membrane interne de la mitochondrie. Les electrons portes par le FADH2 sont transferes directemenr au STE
- L arsenite (AsO2-) inhb le complexe de l å cetoglutarate DH et celui de la pyruvate DH qui lui est semblable en bloquant l un de ses co facteurs vitaminiques, l acide lipoique. Une autre forme de l arsenic, l arsenate (AsO43-) affecte la production d energie de la glycolyse.
- L ATP peut aussi ihnb le cycle :
- si suffisament abondant, inhibition du CK. L isocytrate ne pas pris en charge donc accumulation. Le citrate va aussi s accumuler et donc impossible de revenir a l acetyl CoA et oxalocetate car citrate synthse est uni-D.
- comme il y a accumulation, la concentration atteint une limite donc sortie de la mitoc qui transprt acytrate et le cytrate reflux hors de la mitoc
- CK consommation :
- CH3-CO~S-CoA (acetyl CoA)
- HS-CoA
- H2O
- CK produit :
- coenzymes reduites
- NADH,H+
- FADH2
- coenzymes reduites
-
Sort du CK :
- CO2

Le CK : voie metaboliq mitoc
*fonctions :
- Metabolisme de l acetyl- CoA en codition aerobique :
- le CK n est pas un meta acetyl- CoA si pas oxygene
- Flux de carbones des aa vers le glucose :
- en periode de jeune, la glycemie (glucose dans le sang diminue) et le dois doit synth le glucose par la glycogenese necsst unes ource de carbone (prot, aa)
- metabolisme des aa suivants une partie du CK qui sont investit dans la glycogenese
- en periode de jeune, la glycemie (glucose dans le sang diminue) et le dois doit synth le glucose par la glycogenese necsst unes ource de carbone (prot, aa)
- Production de metabolites poru des syntheses (Heme, Gluc, aa)
Bilan chimique du CK et de la phosphorylatio oxydative (PO):
CH3-CO-SCOA + 2H2O + GDP+Pi + 3NAD+ FAD(entre CK) -> HSCoA + 2CO2+ 3NADH2 + FADH2 + GTP(sort CK)
I
GTP + Pi = GTP + H2O
3NADH2 + FADH2 + 2O2 -> 3NAD + FAD+ 4H2O
elimination des deux cotes de la fleche
I
Chimiquement : CH3-CO-SCoA (Acetyl CoA) + 2O2 -> HSCoA + 2CO2 + H2O
Energetiquement : 10 ATP / Acetyl CoA
- 2O2 : nv de la phosphorylation oxydative
- Bilan chmq du CK :
- on prend de l acetyl CoA, 2O2, qu on retrouve de la CoA, du CO2 et H2O
- le groupement acetyl est brule avec l oxy donnant CO2 et H2O : PRODUITS COMBUSTION
- c est ce que brule le CK
- cette combustion lb de l E qui permet la synthese ATP
- Le CK metabo l acetyl CoA en AEROBIE (ncss oxy), cepend l oxy est visible nul part dans le cycle :
- le CK fonction dans la plupart des cellules suaf GR (depourvus de mitoc)
- CK est couple a la PO
- PO : necess pour reoxyder les CoA reduites, NADH2 et FADH2
- dans le CK :
- 4 desydrogenases
- 3 NADH2
- 1 FADH2
- Isocytrate desydogenase :
- si abs isocytrate : isocytrate desydrogenase ne fonctionne pas car necsst son substrat
- substrat = isocytrate
- co-subst = NAD+ qui accep les H de l isocytrate
- si abs NAD+ : pas fonction isocytrate desydrogenase
- Si abs oxy :
- CK fonctionne suelemtn qq secondes, du moment ou NAD+ reduit en NADH2 => plus NAD+
- pas NAD+ - pas subst - isocytrat deshydrogenase - pas susbt - å cetoglutarate deshydrogenase - pas substrat - malate desydrogenase- STOP CK
- comment refaire NAD+ ?
- reoxyd NADH2 sur oxy sur la PO - CK- recommence
- 4 desydrogenases
- Certaines reactions du CK sont utls pour convertir les chaines carbonees des aa glucoformateurs en malate.
- La GNG est actv dans le foie (et dans une moindre mesure dans le rein).
- La GNG utls le malate qui sort de la mitoc pour former du glucose
- La transformation d å cetoglutarate et de succinyl CoA en malate permet de generer de l ATP (directement ou via les coenzymes reduites). Cette E peut etre reccp par la cellule intestinale (1er partie dans l entherocyte puis les carbones sont transp au foie sous forme d alanine pour alimenter le GNG)

La PO : mode de formation de l ATP
- 10% de l ATP est produit au niveau du substrat. La synthese d ATP est coulee a une reaction chimique evoluant avec un ∆G*’ inf a celui de l hydrolyse de l ATP (2 reactions de la glycolyse, une reaction du CK, creatine kinase du muscle)
- 90% de l ATP est produit dans les reactions de la phosphorylation oxydative (PO), (STE et F0F1 ATP synthase)
PO : la struct de la mitoc
- mitoc est une organelle a 2 membranes seperant le reste de la cellule
- membrane externe : 6 nm
- gros trous
- passg facile des particules
- espc intermembranaire : 18 nm
- membrane interne : 6 nm
- selective
- remplis de cristaes
- delimite l interieur (matrice)
- les cristaes sont recouvertes des particules F1
- les cristaes :
- sac fermes connectes a la membrane par un trou
- permet de garder le gradient de proton en restant localise dans le sac
- particules F1 :
- sont unr partie de l’ ATP synthase pour la PO
- STE qui cree le gradient qui se trouve a proximite du gradient int de la mitoc
- STE et PO :
- se passent dans la membrane interne de la mitoc
- dans la mitoc se trouve une matrice, des ribosomes, ADN, granules…
- membrane externe : 6 nm

PO : les composants du systm transmetteur d’electrons (STE)
- 2 transporteurs d electrons sous forme d atomes d hydrogene
- Coenzymes NAD+ et FAD/FMN
- reduites par diverses deshydrogenases (celles du CK)
- transportetn des H
- Uqbiquinone (=coenzyme Q10, CoQ10, UQ, Q)
- un lipide a base d isoprene
- se trouve partout car dans toutes les mitochondries (sauf GR)
- presc dans tous les tissus
- transportent des H
-
Coenzyme Q :
- hydrophobicyte et petite taille garantissent la mobilite au sein de la phase lipidq membranaire entre les complx 1 ou 2 et le complx 3
- Forme quinone :
- si 2 groupements cetos opp sur cycle aromatq => quinone
- peut etre reduit en quinol, 1 par 1
- apport d un electron et 1 proton pour enlever 1er cetone en OH formant un semi quinol (same acton pour donner un quinol)
- Isoprene : cf image
- unite penta carbonee
- 4 carbones lineaire
- 1 grpm methyl lateral juste a cote, 2x liaisons et on peut reptt cette sqc x10 (Q10) avec 5 unite isoprene
- lipide long et hydrophobe
- Coenzymes NAD+ et FAD/FMN
- Transporteurs d electrons sous forme d electrons : compose contenant un atome metaliq
- Prot a noyau Heme (cytochromes) :
- Fe3+ + e- <-> Fe2+
- peut oxyder ou reduir : oscilation entre 2 etats
- transportent des e-
- Cytochrome C :
- dont hydrophilie et la petite taille garantissent la mobilite sur la face cytosolique de la membrane int entre les complx 3 et 4
- Prot a centre cuivre :
- Cu2+ + e- <-> Cu+
- (oxyd) (reduit)
- transportent des e-
- Prot a centre fer-souffre :
- Fe3+ + e- <-> Fe2+
- microcristal
- transportent des e-
- Prot a noyau Heme (cytochromes) :
















































































































