Bioénergétique Flashcards
qu’est-ce que le catabolisme?
dégradation
qu’est-ce que l’anabolisme?
synthèse
comment on passe d’une macromolécule à des éléments de bases (bloques)
catabolisme
libère de l’énergie
comment on passe des élements de bases (bloques) à une macromolécule
anabolisme
besoin d’énergie
qu’est-ce que l’énergie potentielle chimique?
énergie stockée dans les liaisons assemblant les atomes en molécules
en quoi peut être convertie l’énergie potentielle
énergie potentielle (hauteur) en
énergi cinétique (mouvement)
vrai ou faux l’énergie cinétique + l’énergie potentielle peut varier
faux, reste constant
vrai ou faux un enzyme peut abaisser l’énergie d’activation
vraib
vrai ou faux un enzyme peut changer la thermodynamique d’une réaction
faux
l’énergie des produits et des réactif ne change pas
qu’est-ce qu’une réaction endergonique
delta G (énergie libre) est positif
Ep>Er
non-spontannée
qu’est-ce que la réaction exergonic
delta G (énergie libre) négatif
spontannée Ep < Er
qu’est-ce que l’énergie d’activation vs delta G
Ea: Er jusqu’à énergie max (état de transition)
donc: Emax - Er
delta g = énergie entre les produits et les réactifs
donc: Ep -Er
vrai au faux lors d’une réaction exergonic on peut aussi avoir besoins d’enzyme
vrai
comment une réaction endergonic peut-elle avoir lieu?
par couplage avec une réaction exergonic
vrai ou faux toutes les réaction in vivo s’effectuent avec une diminution nette d’énergie libre
vrai
vrai ou faux il peut y avoir transfert d’énergie
vrai l’énergie libre est une propriété d’un système
donc possibilité de couplage
quel est la monnaie d’échange constante utilisé par les système ?
ATP
vrai ou faux les réactions défavorables sont couplé avec des défavorables
vrai
vrai ou faux on veut faire fluctuer la valeur de l’ATP
faux la maintenir constante
nommer une liaison très riche en E
les liaisons phosphoanhydride (entre des P de l’ATP)
ATP = ? mM
ADP = ? mM
ADP = ? mM
ATP = 10 mM
ADP = 1 mM
ADP = 1 mM
Que permet l’hydrolyse de l’ATP (équation)
libère de l’énergie
ATP + H20 -> ADP + Pi
delta G0= -30kJ/mol
Qu’est-ce que la charge énergétique de l’ATP (avec formule)
[ATP) + 0,5 [ADP) = > 0,8
[ATP) + [ADP) + [AMP)
(ce qu’on vx maintenir constant = valeur ATP)
Quand est-ce que la plupart des enzymes seront saturés
109 molécules/cellule
de quoi dépend la variation d’énergie libre d’une réaction?
de la concentration de chaque réactant
vrai ou faux desfois la valeur de l’ATP change
vrai selon la concentration de réactant
Écrire l’équation de Gibbs, signifie quoi
delta G = delta G0 + RT ln ([C)c [D)d/[A)a [B)b)
signifie que la valeur réelle de delta G peut changer
si la concentration de P et égale à celle de réactif comment sa l’influence le delta G réelle
delta G réelle = delta G intrinséque
dire les effets de la concentration sur delta G
plus tu augmente ta concentration de produit plus tu diminue le delta g réelle
plus tu augmente ta concentration de réactif plus tu augmente le delta g réelle
vis vera
Definir delta g
variation d’énergie libre
définir delta G zéro
variation d’énergie libre standard (25 degres celsius, 1 atm, 1M chaque réactif et produit et pH 7)
Qu’est-ce que R
R= 8,3145 J/K x mol
qu’est-ce que T
la température en kelvin
qu’est-ce que a,b,c,d
coefficient stoechiométrique
de quoi dépend la spontanéité d’une réaction?
des concentrations réelles des réactifs
(une concentration avec un delta g 0 positive peut se produire in vitro en fonction de la concentration des réactifs)
qu’est-ce qu’on regarde pour savoir si spontané ou non
delta G 0 !!!!
par contre in vivo une non spontané peut se faire si la concentration des réactifs le permet
vrai ou faux la spontanéité thermodynamique signifie que la réaction est rapide
faux
vrai ou faux la véritable variation d’énergie libre d’une réaction dépend de la concentration initiale des réactants et des produits
vrai
vrai ou faux l’énergie libre pour qu’une réaction avec delta G positif arrive doit venir d’un enzyme qui catalyse la réaction
faux, d’une autre réaction avec une variation de delta G négative
vrai ou faux en général les réaction anabolique ont un delta G positif
vrai
nécessite de l’énergie
Nommer des combustibles métaboliques
glucose, a.g, a.a
Que produit l’oxydation de combustibles métaboliques (glucose, a.a, a.g)?
des cofacteurs réduits:
NADH, FADH2
Quel type de réaction est le transfert d’électrons du NADH/FADH2 sur l’oxygène
réaction exergonique
où l’énergie libre est récolté pour synthétiser de l’ATP
Comment l’énergie libre provenant du transfert d’électrons du NADH /FADH2 est convertie afin d’ensuite promouvoir la synthèse d’ATP
Convertie sous forme de gradient transmembranaire de protons
Comment est le potentiel membranaire de la membrane
négatif (négatif vers l’intérieur et positif vers l’extérieur)
vrai ou faux il y a des protons qui entrent et qui sortent de la matrice
vrai
(va et viens entre l’espace intermembranaire et la matrice)
qu’est-ce qui fait sortir les protons dans l’espace intermembranaire afin de créer un gradient de protons? comment?
l’ensemble respiratoire
en mettant l’oxygène en eau et en accumulant les électrons (chaines d’électrons)
qu’est-ce qui fait entrer les protons dans la matrice selon leur gradient, comment?
la pompe atpase
elle utilise le fait que les protons vont selon leur gradient (car ils ont été accumulés par l’ensembles respiratoire dans l’espace intermembranaire)
(H+ vont entrer dans la matrice) pour prendre l’ADP y ajouter un phosphate et synthétiser de l’ATP
pour faire quoi est utilisé l’énergie du transport d’électrons?
l’énergie du transport d’électrons dans l’ensemble respiratoire est utilisé pour
pour le pompage des protons hors de la mitochondrie (créer un gradient)
(dans l’espace intermembranaire)
(pour ensuite etre utilisé par la pompe ATPase pour tansporter les protons selon leur gradient dans la matrice de la mitochondrie pour synthétiser de l’ATP)
Dans la thermodynamique des réactions d’oxydoréduction quel est le truc mémo technique
LEO the lion says GER
loss of electron is oxydation
gain of electron is reduction
qu’est-ce qu’une oxydation
perte d’électron
qu’est-ce qu’une réduction
gain d’électron
qu’est-ce qu’un agent oxydant
reçoit un électronn
qu’est-ce qu’un agent réducteur
donnant un électron
équation oxydation
réducteur -> oxydant + é
équation réduction
oxydant + é -> réducteur
vrai ou faux les électrons sont transférés individuellement en tant qu’atomes H
faux, les électrons sont tranférés par paires en tant qu’atomes H
qu’est-ce que NAD fait?
NAD accepte un ion H- (hybride, un proton avec 2 é)
qu’est-ce que FAD fait?
accepte 2H (2 protons et 2 é)
qu’est-ce que le potentiel redox?
indique la tendance qu’a une substance à être réduite (donc accepter des électrons)
décrire les impacts des variations de E0
plus la valeur de E0 (potentiel redox) est grande et plus il y a de chance pour que la forme oxydée du substrat accepte des é pour être réduite
vrai ou faux E0 indique une valeur dans des conditions standard
vrai
qu’elles sont les conditions standards de E0?
1 atm
25 degres celsius
pH 7,0
concentration de 1M (toutes les espèces)
Comment sont écrites par convention les 1/2 réaction biologique importantes
comme une réaction de réduction
écrire la 1/2 équation de réduction de l’oxygène avec son potentiel redox
1/2 O2 + 2H+ + 2é -> H2O
E0 = 0,816 V
écrire la 1/2 équation de réduction de l’ubiquinone avec son potentiel redox
ubiquinone + 2H+ + 2é -> ubiquinol + H2
E0 = 0,045 V
écrire la 1/2 équation de réduction du pyruvate avec son potentiel redox
pyruvate- + 2H+ + 2É -> lactate-
E0 = -0,185 V
écrire la 1/2 équation de réduction du NAD+ avec son potentiel redox
NAD+ + H+ + 2é -> NADH
E0 = -0,320 V
classer en ordre selon le potentiel redox du plus positif au plus négatif les 1/2 réaction de réduction du: NAD+, oxygène, ubiquinone et pyruvate
oxygène
ubiquinone
pyruvate
NAD+
Qu’est-ce que la combustion?
une réaction d’oxydation
comment on se protège de la combustion dans la cell et le sang?
en maintenant les concentrations d’oxygène faible dans le sang (5%) et dans la cellule (1%)
quelle équation permet de calculer le potentiel rédox réelle (l’écrire)
Équation de Nerst:
E = E0 + (RT/nF) ln ([ox)a/[Red)b)
Décrire E
potentiel rédox réelle
décrire E0
potentiel rédox standart
(1 atm, 1M chaque réactif et produit, ph 7)
vrai ou faux le E et E0 sont souvent identique
Vrai
définir R
constante des gaz parfaits
définir T
température en kelvin
définir n
nombre d’é transférés
définir F
constante de Faraday
Comment bouge les é
les é vont de manière spontanné de la substance au potentiel redox le plus faible à celui le plus fort
pourquoi en biologie E est souvent très proche de E0
car les concentrations des espèces oxydées et réduites sont similaires, de sorte que le terme logarithmique est petit donc E est souvent très proche de E0
À partir de quoi est-ce possible de calculer la variation d’énergie libre
de la variation du potentiel rédox
Calculer la variayion d’énergie libre à partir des potentiels rédox:
pyruvate- + 2H+ + 2É -> lactate- E0 = -0,19 V
NAD+ + H+ + 2é -> NADH E0 = -0,32 V
les é vont spontannément de la substance avec le E0 plus faible vers celui avec le plus élevé
delta E = E élevé - Efaible
delta E = c’est aussi la variation d’énergie libre
= -0,19 - (-0,32)
= + 0,13V
équation de la variation d’énergie livre à partir de la variation du potentiel rédox
delta G0 = - n F deltaE0
n = nbr d’é transféré
F = équivalent calorique du faraday
quel est l’unité de delta G0
kcal/mole
quel est la relation entre delta E0 et delta G0
ils sont inverse (du à l’équation vu avant)
si le delta E0 est positif est-ce une réaction exergonique ou endergonic?
exergonic
car cela veut dire que le delta G0 est négatif
(puisqu’ils sont inverses)
vrai ou faux plus delta E0 est grand plus les é ont tendance à passer d’une substance à l’autre
vrai
vrai ou faux plus delta E0 est grand plus la variation d’énergie libre est petite
faux!!
Est-ce que l’oxydation du NADH est exergonic ou endergonic (calcul) et est-ce que ça se fait en une ou plusieurs étapes, pourquoi?
exergonic et plusieurs étapes!!
comment on sait si une réaction prend plusieurs étapes
on compare son delta G0 a celui de l’ATP et combien de fois sa entre dedans
vrai ou faux les é cont spontannément de la substance au potentiel rédox le plus faible vers la substance au potentiel rédox le plus fort
vrai
vrai ou faux les complexes respiratoire se font directement
faux transfert en étapes
qu’est-ce qui se passe avec l’énergie libre lors du transfert des é du NADH vers l’oxygène
permet de mettre l’énergie libre ne réserve!!
où se produit le transfert des é du NADH vers l’oxygène chez les eucaryotes vs les procaryotes
eucaryotes: mitochondries
procaryotes: membrane plasmique
vrai ou faux si une molécule ou un atome est oxydé l’autre doit être réduit
vrai
vrai ou faux une variation du potentiel rédox négatif indique une réaction spontannée
faux, une variation de potentiel redox positif indique une réaction spontannée
vrai ou faux le NAD+ est un agent réducteur qui donne des électrons et des protons aux molécules organiques
faux, le NAD+ est un agent oxydant qui accepte des électrons de molécules organique pour être réduit en NADH
combien de membranes a la mitochondrie?
2
membrane externe et membrane interne
décrire la membrane externe de la mitochondrie
membrane externe:
perméable aux petites molécules et aux ions grâce à des porines (type de protéines) permettant la diffusion de substances allant jusqu’à 10kD
Décire la membrane intern de la mitochondrie et son rôle
imperméable aux ions et molécules non chargés
transporteur d’ADP, d’a.g à longue chaines
permet la phosphorylation oxydative
vrai ou faux il est essentielle que la membrane externe de la mitchondrie soit imperméable
faux la membrane interne
qu’est-ce qui se produit dans la matrice de la mitochondrie
krebs
oxydation des a.g
à quoi ressemble la composition de l’espace inter-membranaire et pourquoi?
à la composition du cytosol à cause des porines
qu’est-ce que l’on retrouve dans la matrice mitochondriale?
NADH et FADH2
comment la plupart du NADH et FADH2 dans la matrice mitochondriale est généré?
TCA (cycle de krebs)
B-oxydation
vrai ou faux il y a du NADH dans le cytosol
vrai
à quoi va servir le NADH et FADH2 dans la matrice de la mitochondrie
à la phosphorylation oxydative par le transport d’électron afin de faire de l’ATP
vrai ou faux la glycolyse se fait dans le cytoplasme et change le glucose en pyruvate et libère de l’énergie
vrai
vrai ou faux on peut transporter le NADH du cytosol à la mitochondrie
faux car pas de transporteurs de NADH
Quels sont les deux navettes présentes sur la membrane interne de la mitochondrie? (CAR TOUT PASSE AU NIVEAU DE LA MEMBRANE EXTERNE GRÂCE AU PORINES)
navette glycérol phosphate
navette malate aspartate
que permet la navette glycérol phosphate
utilisation du NADH au début mais plus FADH2 afin d’amener des électrons à la chaine respiratoire et produire 1,5 ATP
Décrire le fonctionnement de la navette glycérol phosphate et équation
À la base, le L-Glycérol P entre vers l’espace intermembranaire de manière spontannée par la membrane externe puisqu’il est liposoluble.
(celui-ci provient du NADH + H+ oxydé par le
Glycérol-P DHc en NAD+ )
Une fois dans l’espace intermembranaire le L-Glycérol-P avec le co-enzyme mitochondrial FAD grâce à la Glycérol-P DHm libère du FADH2
Le FADH2 combiné à l’ubiquinone (Q) au niveau de la membrane interne de la mitochondrie vi la chaine respiratoire (QH2) et grâce à l’oxygène libère 1,5 ATP dans la matrice mitochondriale.
NADH+ H+ + E-FAD -> NAD+ + E-FADH2
(cytoplasmique (mito) (cytopla) (mito)
Combien de transporteurs impliqués dans la navette glycérol phosphate
1 seul (transporteur FAD en FADH2)
que permet la navette malate/ aspartate
utiliser le NADH afin d’amener des électrons à la chaine respiratoire et produire 2,5 ATP
Décrire le fonctionnement de la navette malate/aspartate
Ici on est directement au niveau de l’espace intermembranaire.
Le NADH est oxydé et cède ses éléctrons à l’oxaloacétate menant au malate par la malate déhydrogénase
Le malate entre dans la matrice par un transporteur (antiport malate-alphacétoglutarate)
Le malate dans la matrice est oxydé en oxaloacétate (en ajoutant NAD+) par la malate déhydrogénase libérant du NADH et de l’oxaloacétate
Le NADH + H+ avec de l’oxygène donnes ses électrons à la chaine respiratoire qui produit 2,5 ATP
Alors que l’oxaloacétate formé dans la matrice réagit avec du glutamate par l’aspartate aminotransferase et forme de l’alpha cétoglutarate (est utilisé pour le transporteur (antiport malate-alphacétoglutarate permettant l’entrer de malate) et de l’aspartate
L’apartate sort de la matrice mitochondriale par le transporteur (antiport glutamate-aspartate) (cool car nécessitait glutamate à l’étape d’avant ! on veut qu’il entre)
L’aspartate dans l’espace intermembranaire combiner à l’alpha cétoglutarate (provenant de l’antiport malate alpha cétoglutarate) par l’aspartate aminotransferase permet la formation de glutamate (utiliser dans l’antiport glutamate-aspartate) et d’oxaloacétate permettant de recommencer le cycle.
Comment les electrons passent des coenzymes (FADH2 et NADH) à l’oxygène moléculaire
via la chaine respiratoire
(ce qui libère beaucoup d’énergie)
Écrire l’équation de la chaine respiratoire et en parler
NADH+ H+ + 1/2 O2 -> NAD+ + H2O
possible de défaire en 2 demi réactions soit celle de l’O2 et du NADH ce qui donne un potentiel redox positif et donc une différence d’énergie libre négative donc réaction spontannée et exergonique
Combien d’électrons sont transféré à l’oxygène à la fin
2!!
vrai ou faux tous les transporteurs de la chaine respiratoire se trouve dans la membrane externe de la mitochondrie
faux membrane interne
les transporteurs de la chaine respiratoire sont majoritairement des?
protéines
Le complexe de la chaine respiratoire a combien de complexe et de groupes indépendants mobiles?
5 complexes: 1, 2, 3, 4 et 5
2 groupes indépendants: Q (ubiquinone/coenzyme Q) et CytC
que possèdent les coplexes de la chaine respiratoire afin de faciliter les transferts d’électrons
depend du complexe mais:
hèmes, Fe-s, flavine (FMN, FAD), ubiquinone, cytochromes
vrai ou faux tous les complexes de la chaine respiratoire ont des propriétés de transporteur de proton
faux, seulement certains
Décrire brievement dans l’ordre la chaine respiratoire
complexe 1 : site de liaison de NADH + H+ qui devient NAD+ (du côté de la matrice) prend en charge 2é qui permet de libèrer 4H+ dans intermembranaire (exergonic)
complexe 2: à de la succinate qui devient fumarate par succinate déshydrogénase puis grâce FAD ->FADH2, 2 é se rende à l’ubiquinone (Q)
Q: coenzyme Q: ubiquinone: recoit des é par complexe 1 et 2, donc par les 4é elle est réduite
complexe 3: accepte ubiquinol (former au Q, donc 4é) et transfère les 4é au cytochrome c réductase, libère 4H+ dans intermembranaire
complexe 4: le cytochrome c vient se lier à complexe 4 et cela libère 2H+ dans intermembranaire, cytochrome c oxydase permet de prendre 1/2O2 + 2H+ -> eau
complexe 5: ATPase/ ATP synthase qui fait entrer un H+ à la fois dans la matrice
vrai ou faux la chaine respiratoire est très exergoniqe
TRÈS VRAI c’est ce qui permet d’accumuler les protons dans l’espace intermembranaire
(met de l’énergie libre de côté (en réserve) par un gradient de proton)
apprécier la chaine respiraroire
Décrire le complexe 1
nom
protomère
composantes
NADH-ubiquinone-réductase
25
FMN, Fe-S
Décrire le complexe 2
nom
protomère
composantes
succinate-ubiquinone réductase
4
FAD, Fe-S et cytochrome
Décrire le complexe 3
nom
protomère
composantes
ubiquinol- cytochrome c réductase
8
Fe-S, cytochrome
Décrire le complexe 4
nom
protomère
composantes
cytochrome c oxydase
12
cytochrome et ions cuivre
Mettre en ordre du plus lourd au moins lourd les 4 complexes de la chaine respiratoire
complexe 1, complexe 3, complexe 4, complexe 2
Décrire ce qui se produit dans le complexe 1 au niveau de ses complexes protéiques
Le complexe 1 : FMN et Fes
NADH (c’est un donneur de 2 é)
Le site de liaison au NADH est lié au complexe 1 vers la matrice, celui-ci prend en charge 2é
NADH -> NAD+ + H+
ceci donne 2é qui entre dans le complexe 1 au niveau du bras de la matrice pour aller sur le cofacteur FMN puis vers Fe-S (1 é à la fois) puis N-2 puis quand les 2é se joignent à Q avec 2H+(provenant de la matrice) cela donne QH2 et permet l’éjection dans l’espace intermembranaire de 4H+
que se passe-t-il si ajoute H+,H- à FMN
FMNH2 (passe de oxydé à totalement réduit)
Que devient FMNH2 si enleve H+ et é
devient FMNH* (passe de totalement réduit à réduit)
que se passe-t-il si enlève à FMNH* H+ et é
FMN (passe de réduit à oxydé)
qu’est-ce que devient l’ubiquinone (Q) (acétone) si ajoute un é
Q*- semiquinone
que devient semiquinone Q*- si ajoute é et 2H+
QH2 ubiquinol (alcool)
vrai ou faux dans le complexe 1 on va du bras de la matrice vers le côté de la matrice N ou côté P de l’intermembrane
vrai
vrai ou faux dans le complexe 1 c’est 4H+ pour chaque 2é
vrai
Décrire l’ordre de centres REDOX du complexe 1 avec la distance requis pour transmettre des é
1- FMN: 2é
2- centre Fer-soufre: 1é
3- le coenzyme Q: 2é
la distance requis pour transmettre des é est d’environ 14A
Comparer FMN, semiquinone intermédiaire et FMNH
FMN: forme oxydé (les 2 N sont célibataires) = peut capter des électrons
semiquinone intermédiaire: slm 1N est célibataire
FMNH: forme réduite (les 2N sont en couple avec un H) = peut donner des électrons
qu’est-ce qui se passe entre FMN et semiquinone intermediaire
gain de H+ et é
qu’est-ce qui se passe entre semiquinone intermediaire et FMNH
gain de é et H+
qu’est-ce qui se passe entre FMN et FMNH
gain de 2é et 2H+
d’où proviennent les deux électrons capturer par FMN
De NADH
Qu’est que la flavine (FMN) fait avec les 2é qu’elle a capturer de NADH
les transfert 1é à la fois à un grouper Fe-S
Qu’est-ce que le centre Fer-Soufre
micro-chemin pour les é
Quels sont les composantes des centres fer souffres
- fer
- souffre
- cystein
- une protéine en u
vrai ou faux les groupes Fer-S sont des transporteurs de 2é
faux, d’un seul é à la fois car les atomes de fer cyclent entre Fe2+(réduit) et Fe3+(oxydé)
PAS FE !!!!
Où est le coenzyme Q?
ancrée dans la membrane
vrai ou faux l’ubiquinone est un transporteur d’un é
faux 2é
comparer l’ubiquinone, l’intermédiaire semiquinone et l’ubiquinol
ubiquinone (Q) = la forme oxydée = 2 cétones 0 alcool
intermédiaire semiquinone (*QH) = 1 alcool 1 cétone
ubiquinol (QH2) = 2 alcool 0 cétone
entre l’ubiquinone, l’intermédiaire semiquinone et l’ubiquinol lequel a une chaine isoprénique
ubiquinone
que permet la une chaine isoprénique de l’ubiquinone
puisqu’elle a une taille variable et qu’elle est hydrophobe, elle permet de rester coller a la membrane
entre l’ubiquinone, l’intermédiaire semiquinone et l’ubiquinol lequel est un transporteur soluble
ubiquinol (2 alcool)
entre l’ubiquinone et l’intermédiaire semiquinone que se passe-t-il?
Ajout de H+ et é
entre l’intermédiaire semiquinone et l’ubiquinol que se passe-t-il
ajout de H+ et é
entre l’ubiquinone et l’ubiquinol que se passe-t-il
ajout de 2H+ et 2é
vrai ou faux les quinones sont des composés aromatiques comportant un noyau de benzène sur lequel deux atomes d’H sont sont remplacé par deux atomes d’oxygène formant deux liaison carbonyles
faux, plutôt une série de diène
vrai ou faux le complexe 1 transporte 2H+
faux 4H+
vrai ou faux les é du NADH rentre toujours par le complexe 1
vrai
vrai ou faux les centre Fe-S transporte 2é
faux, 1é
vrai ou faux le complexe 1 oxyde la NADH
vrai
vrai ou faux le potentiel redox du NADH est plus petit que pour le FMN
vrai car va du NADH au FMN et toujours du plus petit redox au plus grand
Nommer les réactions qui contribue au stock d’ubiquinol
- complexe 1 (décrit avant)
- complexe 2( succinate dehydrogenase) :
par succinate -> fumarate 2é vont à Q et devient QH2
- acyl-coa dehydrogenase
SCoA -> SCoA 2é vont à Q et devient QH2
- mitochondrial dehydrogénase
glycerol 3-P -> dihydroxyacetone phosphate 2é vont à Q et fait QH2
dihydroxyacetone phosphate -> glycerol 3-P par la cytosolique dehydrogenase (ce qui est en même temps et fait NADH + H+ -> NAD+)
Combien de réactions contribue au stock d’ubiquinol
4 réactions
vrai ou faux l’ubiquinone est un transporteur de 2é
vrai
Que contient le complexe 3?
deux cytochromes (b et c1)
une protéine Fer-S (connue comme protéine de Rieske (ISP))
Synonyme de complexe 3
ubiquinol cytochrome c oxydoréductase
Combien de round nécessite le complexe 3, pourquoi?
2 round car c’est 1é à la foie et donc au total 2é sont transmis au cyto c (2é sur 4é) dans l’espace intermembranaire et 4 H+ au total (2H+ a chaque round)
Décrire round 1 et round 2 du complexe 3
Round 1
1- QH2 donne 1é à ISP qui elle donne à cyto c1 qui donen à cyto c qui passe de cyto c Fe3+ à cytoc Fe2+
2- QH2 donne aussi 1é à cyto b
3- il reste plus que QH2 cède alors ces 2 protons à l’espace intermembranaire, alors le Q se retouve seule c’est alors que le cytob reonne 1é à Q ce qui donne *Q-
(bilan: donne 2H+ à espace intermembranaire, *Q- et cyto c avec 1 é de plus donc cyto Fe2+)
Round 2:
4- Un autre QH2 donne ces 2é au complexe 3 comme en haut et ses 2 H+ à l’espace intermembranaire
5- Le cyto b donne son é au *Q- de plus haut pour faire QH2 (en utilisant 2H+ de la matrice)
BILAN TOTAL: regénérer QH2, cyto Fe2+, donc 2é sont sorties vers cyto c et 4H+ dans l’espace intermembranaire
4-
quel parties des cyto subissent une réduction réversible et met combien d’é en jeu
hème et 1 é
le potentiel redox des cyto va de quoi a quoi
-0,08V à +0,385V
décrire les hèmes des cytochromes (3)
- 4 groupement pyrrols: liés avec alternance -/=
- coordination d’un atome de Fer au centre
- différence entre les hèmes: les chaines latérales
qu’elle est la particularité de l’heme A
longue chane carbonée (isoprénique)
hydrophobe donc ancrage dans la membrane
quelle est la particularité de l’hème b (des cyt b)
- petite chaine latérale
- hème tient dans une protéine
quelle est la particularité de l’hème c
- liaisons covalentes avec sa protéine
- a des cystéines lié a des soufres
où se localise le cytochrome c
dans l’espace intermembranaire a une concentration de 0,7mM
synonyme de complexe 4
cytochrome c oxydase
quel rôle joue le cytochrome c
il transporte les é entre le complexe 3 et 4
4é apporté par 4 cyto c (qui sont consommés pour la réduction de l’oxygène)
écrire la réaction du complexe 4, bilan?
O2 + 4é + 4H+ -> H2O
donc 2 protons pour 2 é !!!!
vrai ou faux 4H+ sont libérés du complexe 4
faux 2H+ (pour 2é)
qu’est-ce que le centre rédox du complexe 4 comporte?
des groupements hème
des ions de cuivre
Où est-ce qu’il y a des protons de libéré et combien?
complexe 1 4H+
complexe 3 4H+
complexe 4 2H+
apprécier où va l’Énergie du transport des é
Quelle est la théorie de peter mitchell
théorie chimiosmotique (1961)
grâce à lui les barrages hydroéléctriques
il explique qu’il y a un couplage oxydation/phosphorylation
soit que au fond la réduction-oxydation des complexes 1,3,4 de la chaine d’électron sert a faire un gradient de proton donc un débalancement de concentration de proton donc une charge électrique entre l’espace intermembranaire et la matrice
Qu’est-ce que le couplage oxydation/phosphorylation
que l’oxydation du NADH, transport d’é, pompage des protons, formation du gradient éléctrochimique, consommation d’oxygène sert à la synthèse d’ATP
c’est couplé!!!
Faire un texte suivi et bref des rôles des complexes 1,3,4 et 5
Le complexe 1 reçoit 2é venant de NADH et les passe à CoQ via FMN ce qui libère 4H+ de la matrice à l’espace intermembranaire.
Le complexe 3 passe les é de CoQH2 à cyto c par cyto b et cyto c1 et une protéine Fe-S. CoQH2 amène 2H+ à travers la membrane et puis 2 autres H+ sont pompé hors de la matrice.
Le complexe 4 reçoit les é du cyto c et part cyto a et a3 les passe à l’oxygène moléculaire qui est réduit en eau quand 2 protons sont sortie de la matrice dans l’espace intermembranaire.
Le complexe 5 (ATP synthase) utilise l’énergie du gradient de p+ fait par le transport des é pour synthétiser de l’ATP à partir d’ADP et PI
Dans quel complexe il y n’y a pas de transfert de proton dans l’espace intermembranaire
complexe 2
vrai ou faux le coenzyme q transfère ses é entre le complexe 1 et 3
vrai
vrai ou faux le coenzyme q transfère ses é entre le complexe 2 et 3
vrai
vrai ou faux le coenzyme q transfère ses é entre le complexe 3 et 4
faux
vrai ou faux le gradient de proton est un gradient électrochimique qui represente une variation de potentiel
vrai
comment représenter le gradient de proton
delta G
delta G est la variation d’énergie pour générer les gradients de protons, comment elle peut être influencé?
1) RTlnHo/Hi : gradient de concentration chimique
2) ZFdeltaposéidon: effet électrique
Z= charge des ions
delta poséidon = potentiel de membrane du au déséquilibre des charges positives
donc gradient éléctrochimiue
delta poséidon = 150-200mv
Quel est le delta G pour un proton? represente quoi?
20 kj/mol environ 5,2kcal/mol
donc champ électrique vrm puissant car très petite distance comme la foudre
De quoi est composé l’ATP synthase
F0 = ancrée dans la membrane (enchassé)
F1 = vers la matrice activité catalytique)
F0 et F1 relié par gamma
F1 a des sous-unités B et alpha (avec des résidus His)
F0 a c-ring qui tourne et s-u a fixe
vrai ou faux l’ATP est synthétiser dans F1
vrai
vrai ou faux dans la pompe ATP synthase le gamma et f1 tourne
faux gamma et c ring
dans la pompe atp synthase qu’est-ce qui est attaché au c-ring
avidine qui lie actine (permet de tourner)
nommer des synonyme de ATP synthase
F0F1ATP synthétase
complexe 5
que permet l’ATP synthase
synthétise de l’ATP à partir du gradient éléctrochimique
vrai ou faux les protons sont éjécté vers la matrice par la ATP synthase (selon leur gradient)
vrai permet la synthèse de l’ATP
Sur quoi repose la synthèse de l’ATP de l’ATP synthase
sur une conversion énergétique via des changements de conformations des s-u
vrai ou faux dans l’ATP synthase on commence avec de l’énergie chimique pour finir avec de l’énergie électrique
faux, l’énergie chimique de réactions redox est transformé en force protomotrice, puis en mouvement mécanique d’un moteur rotatif pour finir à nouveau en énergie chimique sous la forme d’ATP
Décrire l’énergétique du couplage
delta G de l’oxydation d’1 mole de NADH = 220kj
NADH = une paire d’é = 10 p+ (4 complexe 1, 4 complexe 3 et 2 complexe 4)
le delta G pour un p+ est 20,4 kj/mol x10= 204 kj/mol
rendement couplage = 204/220 = 90%!!
que veut dire rendemenent du couplage? et quel est-il?
90% de l’énergie dans le NADH est récupéré!
qu’est-ce que le rapport p/o?
nombre de phosphorylation d’ADP/atomes d’oxygènes réduits
ce n’est pas un numero entier!
une rotation complète de l’ATPsynthase produit 3ATP (1 par chaque s-u F1B)
chaque s-u c lie un H+
(une rotation de 360 degres a bsoins d’un numero de proton égal un numero de s-u c donc si c=12 = 12p+ et génère 3 ATP donc p/o = 2,5)
quel relation démontre le rapport P/o?
la relation entre la respiration et la synthèse d’ATP
quel est le P/O du NADH?
2,5
car 10 p+/4 é nécessaire (????)
quel est le p/o du FADH2?
1,5
( 6p+/ 4 é nécessaire ????)
La F1ATPase a besoin de combien de H+ pour synthétiser 1atp
4 H+
(tourne 400 fois/s)
combien d’énergie nécessaite la synthèse d’ATP
81,6 kJ/mol
car le retour des H+ selon leur gradient dans l’ATP synthase a un delta G = -20,4 kJ/mol x4 H+ pour 1 ATP = -81,6 kJ/mol
Combien de mécanismes pour produire de l’ATP?
2 mécanismes
Nommer les 2 mécanismes pour produire de l’ATP
- phosphorylation au niveau du substrat
- gradient ionique (chemiosmosis)
vrai ou faux si on utilise la navatte malate aspartate on fait plus d’ATP
vrai
Quel est le bilan total de la glycolyse + cycle de krebs?
chaque NADH = 2,5 ATP
chaque FADH2 = 1,5 ATP
1 glucose
= 10 x2,5 = 25 ATP (NADH)
= 2 X 1,5 = 3 ATP (FADH2)
= …………..= 2 ATP (PS)
= …………..= 2 GTP (PS)
total = 32 ATP
mais pourait être 30 ATP si utilise navette glycerol phosphate pour entrer au lieu de malate aspartate
delta G0 du glucose = -688 kcal/mol
synthèse ATP = 32 x 7,3 = 233,6 kcal/mol
rendement = 233,3/688 x 100%= 33,9%
qu’est-ce qui se passe avec le 66% qui n’est pas pour la synthèse de l’ATP
se retrouve sous forme de chaleur
Nommer/décrire les 3 façons comment se fait le contôle de la respiration
1- par la disponibilité d’ADP et Pi et la vitesse de retour des H+
la vitesse de retour des H+ à l’intérieur de la matrice dissipe le gradient des protons. ça stimule donc le transport des é par la chaine de transport de ceux-xi. le retour se fait à travers l’ATP synthase mais celle-ci fonctionne slm s’il y a assez d’ADP ! Logique? oui! quand on consomme l’ATP il est convertie en ADP donc stimule plus ATP vis verca
2- disponibilité de cofacteurs réduits (NADH et QH2)
3- par la vitesse de consommation d’O2 (effet du NO)
Observer le controle respiratoire (argument 1)
qu’est-ce que le découplage?
les H+ reviennent dans la matrice sans passer par l’ATP synthase
donc pas de synthèse d’ATP = FORTE production de chaleur
vrai ou faux les groupes hèmes des cytochromes subissent une réduction irréversible mettant en jeu un seul é
faux réversible
est-ce qu’on travail fort lors de découplage?
oui autant que lors de symthèse d’ATP saud que la c’est forte production de chaleur
nommer des agents découplants naturels
(UPC)!!
- nouveaux-nés
- mammifères adaptés au froid (hibernation)
- tissu adipeux brun (thermogénèse)
- plantes: aposère fétide, chauffage des pointes florales, attraction des insectes
nommer des agents découplants artificiels
dinitrophénol, FCCP
Nommer des inhibiteurs de la phosphorylation oxydative avec leurs cibles
rotenone : complexe 1
malonate : complexe 2
antimycin-a : complexe 3
cyanide: complexe 4
olygomycin: complexe 5
nommer les inhibiteurs de la phosphorylation oxydative qui agissent plus près de la matrice
malonate (complexe 2), antimycin-a (complexe 3) et cyanide (complexe 4)
nommer les inhibiteurs de la phosphorylation oxydative qui agissent plus près de l’espace intermembranaire
rotenone (complexe 1) et oligomycin (complexe 5)
normalement on respire 100 pMol/min (respiration basale), qu’est-ce qui arrive si on ajoute oligomycin?
puisque c’est un inhibiteur de l’ATP synthase
on n’a plus de respiration lié à l’ATP mais bien seulement celle lié au proton ce qui donne moins de 50 pMol/min…
normalement on respire et 100 pMol/min, puis on ajoute oligomycin ce qui inhibe l’ATP synthase donc slm respiration basé sur les protons: 50 pMol/min, que ce passe-t-il si ajoute FCCP?
FCCP = agent découplant
donc on ne dépend plus (pas) de l’ATP afin de respirer donc respiration indépendante des mitochondries :
175 pMol/min
qu’est-ce que la capacité de respiration maximal?
respiration après l’addition de FCCP! car capacité maximale de respiration car nécessite pas le couplage
normalement on respire et 100 pMol/min, puis on ajoute oligomycin ce qui inhibe l’ATP synthase donc slm respiration basé sur les protons: 50 pMol/min, puis ajoute FCCP donc on est dans la capacité de réserve des mitochondrie (capacité maximale de respiration), puis on ajoute du Rotenone et antimycin A, que se passe-t-il?
certain délai avant de baisser car on a une capacité de réserve où nous pouvons survivre dans la réserve des mitochondrie mais rapidement arrive à une respiration indépendante des mitochondrie… 25pMol/min..
vrai ou faux toute l’énergie potentielle du glucose est transformée en ATP
faux (chaleur aussi)
vrai ou faux l’ATP produit par la glycolyse dans le cytosol se fait par phosphorylation oxydative
faux
vrai ou faux l’ATP produit par la glycolyse dans le cytosol se fait par phosphorylation au niveau du substrat
vrai
vrai ou faux l’ATP produit par la glycolyse dans le cytosol se fait par B-oxydation
faux
combien d’ATP produisent les é du FADH2
1,5 ATP
la séquence des événements du transport des é a été élucidée grâce à l’utilisation des inhibiteurs comme la roténone, l’antimycine A et le cyanure, qu’advient-il de la consommation d’oxygène lors de l’addition de ces inhibiteurs?
a- augmente
b- diminue
c- reste pareil
b- diminue
RÉPONDRE AU QUESTIONNAIRE !!!!!
oui il l’a mis en ligne pour se pratiquer!
u can do it !!!
