Bioénergétique Flashcards
L’énergie cellulaire est de l’énergie …
chimique
Une réaction exergonique…
libère de l’énergie dans le système
Une réaction endergonique …
a besoin d’énergie, fournie par le système
L’énergie utile est de l’énergie …
libre ! Energie utile = énergie libre
Système =
Réunion de matière pour constituer un ensemble cohérent (cellule, organite)
Le cellule est un système …
ISOTHERME OUVERT !
Elle fonctionne Pression et Température constantes !
Les glucides apportent …
16,7 KJ/g = 4 Kcal/g
Les protéines apportent …
16,7 KJ/g = 4 Kcal/g
Les lipides apportent …
37,6 KJ/g = 9 Kcal/g
Il y a deux principes à la base de la bioénergétique :
- > L’énergie totale de l’univers demeure constante
- > L’entropie de l’univers augmente
Entropie =
degré de désordre, de hasard
Enthalpie totale H =
Energie totale contenue dans un composé brûlé entièrement dans un calorimètre
Energie libre G =
Quantité d’énergie susceptible de fournir un travail au cours d’une réaction à T et P constantes
Energie entropique S =
Energie du désordre du système, corrigé par le facteur température
Relation de Gibbs :
dG=dH-TdS (d=delta)
à P et T constante
DeltaG =Variation d’énergie libre :
- C’est l’énergie disponible
- Tend vers 0 si équilibre
- Permet de prédire si la réaction est possible
- Exprimée en kJ
DeltaS = Variation d’entropie du système :
- Mesure l’état du désordre
- Exprimée en kJ/degré
DeltaH = variation d’enthalpie du système :
- Chaleur libérée ou absorbée pendant la réaction
- Exprimée en kJ
!! Une seule chose permet de déterminer le sens de la réaction le + favorable :
C’est le DeltaG !! (et pas G)
Donne la direction et l’importance de la réaction chimique
Au fur et à mesure que le système se rapproche de son état d’équilibre, la capacité à fournir de l’énergie utile …
Diminue !!
A l’équilibre, le système ne peut plus fournir de travail
La mesure de deltaG nécessite de définir un état…
standard = état dans lequel le composé est le plus stable à la T et P ordinaire.
Etat standard (des chimistes) :
- Pression = 1 atm
- Température = 25 degré = 298 K
- Concentration des solutés : 1 M =1 mole/litre
- pH =0
La variation d’énergie libre d’un système dans son état standard est désigné par le sigle :
DeltaG°
A l’équilibre, les concentrations sont …
Pas forcément égales !!
Les conditions de l’équilibre sont ……. du sens de la réaction
indépendantes
L’état d’avancement de la réaction dépend de …
DeltaG°
Si DeltaG° est petit :
Equilibre atteint pour des concentrations à peu prés égales de produit et de réactif, réaction réversible
Si DeltaG° est grand, et négatif :
Réaction quasiment totale, irréversible
Dans la cellule, l’état standard (des chimistes) est…
impossible à atteindre car incompatible avec la vie cellulaire
Variation de l’énergie libre (des biochimistes ) =
DeltaG°’
Permet d’étudier la direction de la réaction
DeltaG°’ :
- Concentrations initiales de 1 M
- Température à 25 degrés
- Pression constante à 1 atm
- pH = 7
- L’eau n’est plus prise en compte dans l’expression des constantes d’équilibre
Etat stationnaire :
Toutes les grandeurs qui caractérisent le système restent constantes au cours du temps
Loi de Lechatelier :
Toute modification d’un facteur d’un équilibre chimique réversible provoque, si elle se produit seule, un déplacement de l’équilibre dans un sens qui tend à s’opposer à la variation du facteur considéré.
Les voies métaboliques, d’un point de vue thermodynamique, ne sont pas réversibles. Pourtant…
Elles sont réversibles d’un point du vue physiologique !
Concentration de l’ATP dans l’organisme :
très faible : de 10 puissance -4 à 10 puissance -3 mole//L
A l’état basal, pour 1 ADP on a …
10 ATP !
Teneur en ATP dans l’organisme :
75 g
Quantité d’ATP synthétisée et hydrolysée chaque jour =
45 kg
Structure de l’ATP :
- Base = Adénine, rattachée à un…
- Ribose
= Adénosine, rattachée à un - Un groupement phosphoryle (3 Phosphates) , par une liaison phosphoester
Les phosphates sont liés entre eux par des liaisons phosphoanhydres riches en énergie !
L’hydrolyse d’une des deux liaisons phosphoanhydre de l’ATP libère …
31 kJ/mol
L’association d’un cation divalent, Mg++, à une molécule d’ATP …
Augmente la vitesse d’hydrolyse
ATP -> ADP libère un…
Pi = Phosphate Inorganique
+31 kJ/mol
ATP -> AMP libère ….
PPi = Pyrophosphate
+ 45 kJ/mol
PPi + H2O -> 2 Pi + 19 kJ
Donc en tout, ça fait 64 kJ/mol
On peut former de l’ATp à partir :
=> De Ribose-5-P -> IMP (Inosine Monophosphate) ->AMP -> ADP -> ATP
=> D’oxydations phosphorylantes, dans MIM (90 pourcent)
=> De phosphorylations liées au substrat, via la CPK
=> De l’adénylate kinase
DeltaG°’ Phosphoenolpyruvate =
- 62 kJ/mol
C’est le + élevé
DeltaG°’ Créatine Phosphate =
- 43 kJ/mol
Pour être haute en énergie, une molécule , via son hydrolyse, doit libérer + de …
31 KJ/mol
Créatine Phosphate =
Forme de réserve énergétique des muscles des vertébrés la plus immédiatement disponible
La créatine phosphate est composée de :
- Glycine dont l’azote est substitué par un méthyl
- Noyau guanidium de l’arginine
- 1 Phosphate
La créatine non phosphorylée est stabilisée par …
résonnance
Créatine Phosphokinase CPK =
Enzyme des vertébrés présentes dans le cerveau et les muscles
Elle catalyse l’hydrolyse de la CréatineP pour transférer le phosphate ainsi que l’énergie libérée sur un ADP et former un ATP.
-13KJ/mol sont libérés sous forme de chaleur
CPK est sous forme dimérique CPK2 dans …
Le cytosol et l’espace intermembranaire des mitochondries
CPK est sous forme octamérique CPK8 dans …
Face externe de la membrane interne des mitochondries, en interaction avec l’ATP translocase
L’adénylate kinase est présente …
Dans toutes les cellules !
L’adénylate kinase permet :
le transfert d’un phosphate et d’énergie d’un ADP vers un autre ADP, pour former de l’ATP et de l’AMP.
C’est une réaction totalement réversible, avec une deltaG°’=0
Les produits de la voie anaérobique alactique sont :
La créatine et l’AMP
Dans le muscle il y a … ATP et …. CréatineP
- > 5 mmoles d’ATP/Kg
- > 15mmoles de CréatineP/Kg
Pendant la phase de récupération, la resynthése de l’ATP libre et de la créatineP est achevée en …
3 à 5 minutes
Acétyl-CoA -> Coa + Acetate libère …
32,3 kj/mol
Par rapport à celle d’un ester carboxylique, l’hydrolyse d’un thioester est …
Thermodynamiquement + favorable
le thioester est + stable car il y a stabilisation par résonnance
L’accepteur final des H et des électrons est…
l’oxygène !
Potentiel Redox E =
Force électromotrice qui caractérise l’aptitude d’un composé à perdre ou recevoir des électrons, il est donné par la formule de Nernst.
Une réaction favorable entraine :
- une variation de potentiel redox positive
- Une variation d’énergie libre négative
Il y a une relation entre les 2 : deltaG= -nFdeltaE
