BIOCHEM CHAP 2 - GLUCIDES Flashcards
que désigne l’abréviation ATP
adénosine tri-phosphate
role ATP dans la contraction du muscle cardiaque
fournir l’É nécessaire à la contraction musculaire
qu’advient-il de l’ATP au cours de son utilisation dans le muscle
- une de ses deux liaisons riches en É est hydrolysée pour fournir de l’énergie
- ATP + H2O = ADP + Pi
def liaison riche en É
liaison dont la rupture dégage bcp d’énergie libre qui peut etre utlisée pour accomplir une tâche spécifique si les enzymes/strcutures appropriées sont présentes
combien de liaisons riche en énergie possède l’ATP
2
ATP = AMP〜P〜P
ou retrouve-t-on de l’ATP
- dans les aliments, il n’y a pas d’ATP
- l’ATP ne se retrouve qu’à l’intérieur des cellules (Pi = molécule chargée : l’ATP a besoin de transporteurs)
y a-t-il des réserves d’ATP
- chaque cellule fabrique son propre contingent de mol d’ATP à partir de la dégradation et de l’oxydation de carburants
- il n’y a aucune réserve d’ATP utilisable comme tel dans l’organisme, et encore moins une réserve qui serait transportable d’un tissu à un autre
- ce sont les carburants qui sont emmagasinés dans certaines cellules spécialisés et qui peuvent etre exportés dans le sang pour etre convertis en ATP
def phosphorylation
addition à une substance d’un groupement phosphate provenant d’une molécule contenant une liaison à haut potentiel énergétique
ex : ADP + Pi = ATP
nommer et décrire les 4 mécanismes de régénération de l’ATP dans les cellules musculaires
- régénération par phosphorylation de l’ADP en ATP à partir d’ADP et de la créatine〜Phosphate qui possède un groupement phosphate à haut potentiel E
- régénération par phosphorylation de l’ADP en ATP uniquement à partie d’ADP au cours d’une rxn qiu forme aussi de l’AMP, une molécule qui est capable d’activer la glycolyse (rxn nécessite un catalyseur) : ADP + ADP = ATP + AMP
- phosphorylation de l’ADP en ATP par le biais de la “phosphorylation au niv du substrat”
ces substrats sont des métabolites énergétiques qu’on ne peut mettre en réserve mais dont l’É peut etre facilement transféré à l’ADP pour former de l’ATP
ces substrats sont formés par les voies métaboliques utilisées pour le catabolisme de carburant comme le glucose/glycogène/acides gras - régénération de l’ADP en ATP par la “phosphorylation oxyative” à partir de l’énergie générée lorsque les électrons soustraits de métabolites de la glycolyse et du cycle de Krebs réagissent avec l’O
cette É sert à combiner l’ADP directement au phosphate pour former de l’ATP
quelles sont les fontcions de la créatine kinase dans le cellule muscu
1- production d’ATP :
À L’EFFORT
la CK catalyse une rxn physiologiquement réversible qui utilise la liaison riche en É présence dans la molécule de créatine〜phosphate pour reformer la liaison riche en énergie de l’ATP consommé lors de la contraction musculaire
créatine〜P + ADP = créatine + ATP
2 - mise en réserve de groupements phosphate à haut potentiel E :
AU REPOS, lorsqu’il y a assex d’ATP pour en mettre un peu en réserve sous la forme de créatine〜phosphate, la CK catalyse cette rxn
ATP + créatine = créatine〜P + ADP
l’equilibre de la rxn favorise la formation d’ATP à partie de créatine〜P, mais si la [ATP] est assez élevée, la rxn se fait dans l’autre sens
rxn qui a lieu dans la mitochondrie ou la [ATP] lui est favorable
nommer par odre d’importance les principaux carburant que le muscle cardiaque peut retrouver dans le sang
- acides gras (70-80%)
- glucose, lactate (10-15% ch)
- acides aminés
quels organes utilisent le lactate comme source d’énergie
l’oxydation du lactate n’est réalisable de façon important et utlise que dans le coeur et le foie
quels organes captent les acides aminés
- foie, muscles squelettiques : synthèse des protéines et d’autres dérivés azotés ou source d’énergie
- coeur : source d’É a faible échelle
quelles sont des sources possibles du lactate
le lactate ne provient que de sources endogènes
il ne se retrouve pas dans l’alimentation en quantité importante
il est produit constamment par les globules rouges a partir du glucose ou, occasionnellement, par les muscles soumis à un effort intense (il est alors formé a partir du glycogène musculaire)
qu’est-ce qu’un carburant
- sustances relativement complexe qui est souvent véhiculé d’un tissu a l’autre par voie sanguine
- un carburant est dégradé ou oxydé pour former des composés facilement utilisables pour les processus énergivores comme la cntraction musculaire, le transport, les voies mtaboliques anaboliques, etc
fonctions carburant
substance relativement complexe qui, lors de sa dégradtaion :
- libère de l’É qui peut etre utilisé pour regénérer de l’ATP a partir d’ADP
carburant + ADP + Pi = ATP + molécules plus simples
- fournit des électrons qui seront combinés a l’O2 et a des H+ pour fournir de l’É qui sera aussi utilisable pour générer de l’ATP a partir d’ADP par phosphorylation oxydative
molécules complexes (carburants) = molécules plus simples + électrons
électrons + O2 + H+ = énergie
énergie + ADP + Pi = ATP
nommer les 3 voies métaboliques que le glucose doit emprunté pour etre complètement oxydé en CO2 dans le myocarde normal
1 - glycolyse
2 - oxydation du pyruvate en acétyl-CoA (pas une voie métabolique à proprement parler)
3 - cylce de Krebs
substrats et produit de la glycolyse
- substrat : glucose
- produits : pyruvate, ATP, perte électrons qui forment en bout de ligne de l’ATP
substrats et produits de l’oxydation du pyruvate en Acety- CoA
- substrat : pyruvate
- produits : acétyl-CoA, CO2, perte électrons
substrats et produits du cycle de krebs
- substrats : acetyl-CoA
- produits : perte é-, CO2, production de GTP
ou se produit la glycolyse
dans le cytosol
la maj des voies cataboliques se retrouvent dans les mitochondries, mais le fait que celle-ci se déroule dans le cytosol permet aux erythrocytes de produire de l’ATP
nommer et décrire deux rxns de la glycolyse ou il y a consommation d’ATP
- hexokinase : glucose + ATP = glucose-6-P + ADP
- rxn irreversible
- phosphofructokinase (PFK) : fructose-6-P + ATP = fructose-1,6-bisphosphate + ADP
- rxn irréversible
nommer et decrire une rxn de la glycolyse qui prod de l’ATP
- pyruvate kinase : phosphoénolpyruvate (PEP) + ADP = pyruvate + ATP
cette rxn génère de l’ATP par le mécanisme de phosphorylation au niveau du substrat : elle est physiologiquement irrevsersible
nommer 2 enzymes qui sont des points de controle de la glycolyse + raison
- hexokinase
- PFK
elles catalysent des rxns pysiologiquement irréversibles et spécifiques à la glycolyse
elles sont controlée par des hormones dans le foie (insuline, glucagon) et par des métabolites (AMP, ATP, etc)
def glycolyse
voie métabolique allant du glucose et produisant du pyruvate
roles glycolyse
- création d’ATP
- participe à la création de réserves lipidiques (forme de l’acétyl-CoA)
pourquoi la glycolyse produit deyx molécules de pyruvate (3C) à partir d’une molécule de glucose (6C)
- à partir du fructose-1,6-bisphosphate, il y a production de deux trioses : dihydroxyacétone phosphate et glycéraldéhyde-3-phosphate (pyruvate)
- ces deux molécules sont interconvertibles (rxn réversible)
- la voie de la glycolyse fait intervenir le pyruvate, donc lorsque la [pyruvate] diminue, la dihydroxyacétone phosphate se transforme en pyruvate (équilibre de la rxn déplacé)
- ainsi, toutes les molécules de fructose-1,6-biphosphate apparaissent finalement sous forme de deux molécules de pyruvate
bilan énergétique de la glycolyse
- formation de 4 ATP directement par phosphorylation au niveau du substrat (sans compter les 6 ATP qui seront générés par l’oxydation des deux NADH a la chaine respiratoire mitochondriale)
- consommation de 2 ATP
= bilan net de +2ATP
la glycolyse est-elle une voie catabolique ou anabolique? pourquoi?
catabolique
elle remplit les conditions nécessaires :
- elle géère des composés simples (2 pyruvates) a partir d’un composé plus complexe (glucose)
- elle prod de l’énergie (2 ATP net et 2 NADH qui formeront 6 ATP)
def voie anabolique
- génère habituellement des composés complexe a partir de composés simples
- consomme de l’É sous forme de liaisons riches en énergie (ATP) et/ou d’électrons riches en É (NADPH)
nommer la coenzyme qui participe a la rxn d’oxydoreduction dans la glycolyse
nicotinamide adénine dinucléotide (NAD+/NADH)
quelle est la fonction du NAD+/NADH
- transport des électrons vers la chaine resp de la mitochondrie
- en effet, la glycolyse comporte une rxn d’oxydation au cours de laquelle il n’y a apas de génération directe d’ATP par phosphorylation au niveau du substrat
- plutot, les é- libres de cette rxn sont pris en charge par le NAD afin de les acheminer à la mitochondrie
de quelle vitamine dérive le NAD
niacine (B3)
réaction NAD -> NADH
NAD+ + H+ + 2 électrons = NADH
*rxn réversible
ou dans la cellule a lieu la trasnormation du pyruvate en acétyl CoA
mitochondrie
quelle est la formule de la transformation du pyruvate en Acetyl-CoA + caractéristiques de la rxn
Pyruvate + NAD+ + CoA-SH = Acétyl〜CoA + NADH + H+ + CO2
- rxn d’oxydoreduction
- rxn de décarboxylation
- formation d’une liaison riche en É
enzyme nécessiare a la rxn de transformation du pyrucate en acétyl-CoA
pyruvate déshydrogénase (PHS)
nommer les coenzymes nécessaire à la rxn de transformation du pyruvate en acétyl-CoA et la vitamine dont ils dérivent
- NAD+/NADH (niacine - type de vit B)
- CoA-SH (acide pantothénique - type de vit B)
- FAD (riboflvaine - type de vit B)
- TPP (thiamine - type de vit B)
- acide lipoique (source endogène)
dans quelle partie de la cellule s’effectue l’oxydation de l’acétyl-CoA
matrice de la mitochondrie + face interne de la membrane interne
quelle voie métabolique est responsable de l’oxydation complète de l’acétyl CoA
cycle de Krebs
nommer les métabolites du cycle de krebs
- Acétyl〜CoA
- citrate
- alpha-cétoglutarate
- succinyl〜CoA
- fimarate
- malate
- oxaloacétate
nommer les 2 foncitons du cycle de krebs
- carrefour métabolique des métabolisme des glucides, des lipides et des acides aminés
- voie catabolique avec génération de CO2 et d’intermédiaires énergétiques (NADH, FADH2, GTP)
décrire la rxn chargée de la synthèse du citrate dans le cycle de krebs
- actétyl〜coA + oxaloacétate + H2O = cutrate + CoA-SH
- enzyme : citrate synthase
- la perte e la liaison riche en E de l’actyl〜CoA rend cette rxn irréversible : la citrate synthase est un point de controle du cycle (rétro inhibition par ATP)
décrire la rxn chargée de la synthèse du succinyl-CoA dans le cycle de krebs
- alpha-cétoglutarate + CoA-SH + NAD+ = succinyl〜S-CoA + NADH + CO2
- enzyme : alpha-cétoglutarate déshydrogénase
- les coenzymes de cette enzme sont les memes que pour la pyruvate déshydrogénase (glycolyse)
décrire la rxn chargée de la synthèse de l’oxaloacétate dans le cycle de krebs
- malate + NAD+ = oxaloacétate + NADH
- enzyme : malate déshydrogénase
combien de mol de CO2 sont formées dans la mitochondrie a partir d’une molécule de glucose dans un myocyte bien oxygéné?
6 CO2/glucose
décrire le fonctionnement de la chaine resp
- l’oxydation complete du glucose en CO2 fait intervenir des rxn d’oxydoreduction
- au cours de ces rxns, les coenzymes passent de leur forme oxydée (ex : NAD+) à leur forme réduite (ex: NADH)
la chaine respiratoire sert au recyclage du NADH/FADH2 en NAD+/FADH pour pouvoir participer aux rxns de redox
impact de la quantité limitée des coenzymes nécessaires à la chaine resp
comme la quantité des coenzymes est très limitée dans les cellules, les coenzymes réduites doivent etre réoxydées pour que d’autres mol de glucose puissent etre oxydées à nouveau (recyclage)
ou s’effectue le recyclage des coenzymes (chaine resp) dans la cellule
sur la face interne de la memb interne de la mitochondrie
nommer et décrire les complexes enzymatiques qui composent la chaine resp
- complexe I
- complexe II
- complexe III
- complexe IV
- chaque complexe ets un ensemble de prots (structurales, catalytiques, etc) dont la mission est d’accomplir des rxns d’oxydoréduction et de transporter des électrons
quels sont les sites d’entrée des électrons provenant du NADH et du FADH2 (agent oxydant utilisé)
- NADH : utilise le complexe I comme agent oxydant
- FADH2 : utilise le complexe II comme agent oxydant
chaine resp : décrire le cheminement des électrons jusqu’à l’oxygène (NADH)
- le NADH transfert ses électrons au complexe I
- échange électronique entre les composantes du complexe I
- transfert des électrons du complexe I a la coenzyme Q (réduction de la coenzyme Q)
- transfert des électrons de la coenzyme Q au complexe III (oxydation de la coenzyme Q par la réduction du complexe III)
- transfert des électrons du complexe III au cytochrome c (oxydation du complexe III par la réduction du cytochrome C)
- transport des électrons par le cytochrome C jusqu’à complexe IV
- transfert des électrons à l’oxygène au niveau du complexe IV (réduction de l’oxygène)
- formation d’eau
chaine resp : décrire le cheminement des électrons jusqu’à l’oxygène (FADH2)
- le FADH2 transfert ses électrons au complexe II
- échange électronique entre les composantes du complexe II
- transfert des électrons du complexe I a la coenzyme Q (réduction de la coenzyme Q)
- transfert des électrons de la coenzyme Q au complexe III (oxydation de la coenzyme Q par la réduction du complexe III)
- transfert des électrons du complexe III au cytochrome c (oxydation du complexe III par la réduction du cytochrome C)
- transport des électrons par le cytochrome C jusqu’à complexe IV
- transfert des électrons à l’oxygène au niveau du complexe IV (réduction de l’oxygène)
- formation d’eau
sous quelle forme est convertie l’É privenant de la réoxydation du NADH et du FADH2 dans la chaine resp
sous la forme d’un gradient électrochimique de H+ (proton)
comment est créé le gradient de H+ de la chaine resp
- le transport des électrons dans la chaine resp sert à transférer des protons de la matrice vers l’extérieur de la mitochondrie
- les complexes I, III et IV sont capables de pomper les H+
- le transfert des protons engendre un gradient électrochimique
comment est-ce que le gradient de proton se maintient dans l’epsace intermemb de la mitochondrie
la membrane interne se comporte comme l’isolant d’un condensateur car elle est imperméable aux p+
comment est-ce que le gradient de p+ affecte le pH interne et externe des mitochondries
le pH est de 7 à l’intérieur et 6 à l’extérieur des mitochondries
phosphorylation oxydative : par quel complexe enzymatique est formé l’ATP + ou se situe-t-il
- ATP synthase
- dans la membrane mitochondriale interne
quels sont les substrats de l’ATP synthase
- ADP + Pi
phosphorylation oxydative : d’ou provient l’É requise pour former l’ATP
- des rxn d’oxydoréduction de la chaine resp
- ces rxns libèrent de l’É qui est utilisée pour pomper des p+ de l’int vers l’ext de la mitochondrie
- les rxns se produisant successivement dans les complexes I, III et IV (voie du NADH) libèrent une énergie permettant de pompe assez de p+ pour former 3 ATP
- la rxn d’oxydation du FADH2 au niveau du complexe II ne libère pas suffisament d’É pour forcer des p+ à traverser la memebrane : les électrons empruntant la voie du FADH2 ne formeront que 2 ATP
phosphorylation oxydative : sous quelle forme existe l’É requise pour former l’ATP
sous la forme d’un gradient de protons entre les deux gave de la membrane interne de la mitochondrie (dans l’espace intermembranaire)
phosphorylation oxydative : fonctionnement de l’ATP synthase
- l’ATP synthase est la seule structure membranaire qui permet aux p+ de l’espace intermembranaire de revenir dans le mitochondrie
- l’énergie avec laquelle ces p+ reviennent dans la mitochondrie est utilisée pour fusionner un Pi avec un ADP et ainsi créer une liaison phosphate haute en É (ATP)
phosphorylation oxydative : comb d’ATP sont générés lors de la réoxydation d’une molécule de NADH et de FADH2
- NADH : 3 ATP
- FADH2 : 2 ATP
ou est principalement produit l’ATP vs ou est-il principalement utilisé
- produit dans la mitochodnrie
- principalement utilisé dans le cytosol ou ont lieu la maj des synthèses et des autres processus énergivores
quel moyen utilise la cellule pour acheminer l’ATP la ou il est principalement utilisé?
- l’ATP ne peut pas traverser la memb interne de la mitochondrie
- il faut recourir a la translocase de l’ATP et de l’ADP pour son transport
role de la transolocase (phosphorylation oxydative)
- permet de façon passive mais spécifique de sortir l’ATP produit et de faire rentrer dans la mitochondrie l’ADP nécessaire
identifier les principaux facteurs qui controlent l’Activité métabolique de l’oxydation du glucose en CO2 dans la cellule
l’activité des voies métaboliques impliquées varie en fonction de la variation des rapports ATP/ADP et NADH/NAD+
glycolyse : effet d’une var du rapport ATP/ADP
l’activité de la glycolyse varie en fonction inverse de la variation du rapport ATP/ADP
- augmentation ATP/diminution ADP = diminution glycolyse
- augmentation ADP/diminution ATP = augmentation glycolye
glycolyse : quelle enzyme est affectée par la var ATP/ADP
la PFK
quels métabolites sont directement responsables du controle de l’Activité de la PFK
ATP et AMP
par quel moyen l’ATP et l’AMP controlent-ils l’activité de la PFK (mode de controle)
- controle allostérique
- l’ATP est un modulateur allostérique négatif : il inhibe la PFK (rétroinihbition)
- l’AMP est un modulateur allostérique positif : il active la PFK (rétroactivation)
comment se forme l’AMP et dans quelle situation métabolique sa concentration augmente-t-elle
- l’utilisation de l’ATP entraine une augmentation de la [ADP], ce qui favorise la génération d’ATP et d’AMP :
ADP + ADP = ATP + AMP - donc, la [AMP] augmente lorsque la [ATP] diminue et que plus d’ATP est produit
pourquoi l’inhibition de la glycolyse par un excès d’ATP (rétroinhibition) ne se fait-elle pas au niveau de l’hexokinase, la première enzyme de cette voie métabolique?
- a fin de permettre au foie et au muscle de faire leur réserve de glycogène
- or, la formation du glucose-6-P a partir u glucose est une étape indispensable a la synthèse de glycogène : il faut donc éviter que l’hexokinase soit inactivée par un excès d’ATP
résumé :
- l’hexokinase catalyse la formation de glucose-6-P a partit du glucose, permettant la mise en réserve d’ATP sous forme de glycogène : si l’excès d’ATP inhibait l’activité de l’hexokinase, il serait impossible d’en mettre en réserve
quel est l’effet dun augmentation des rapports NADH/NAD+ et ATP/ADP sur l’oxyation du pyruvate en acétyl-CoA et sur le cycle de krebs
- l’augmentation du rapport de la [ ] de ces métabolites est un signal négatif sur l’activité de ces procssus métabolique
- de plus, l’augmentation de NADH et la diminution de NAD+ affectent les rxns d’oxydoréduction de ces voies métaboliques par le mécanisme appelé “disponibilité de substrat”
quelles rxns sont affectées par l’augmentation du rapport NADH/NAD+
les rxns qui dépendent de la disponibilité du NAD+ sont affectées : celles catalysées par la pyruvate déshydrogénase, l’alpha cétoglutarate désehydrogénase et la malate déshydrogénase
quel facteur controlant l’activité du cycle de krebs est le plus important?
rapport NADH/NAD+
quel est l’avantage du controle qu’on les rapports NADH/NAD+ ATP/ADP pour la cellule
- la rétroinihbition de la glycolyse et du cycle de krebs lorsqu’il y a suffisamment d’É dans la cellule permet à la cellule et l’organisme d’utiliser le glucose a d’autres fins (synthèse de glycogène, d’acides gras…)
