Chapitre 2: synthèse des glucides Flashcards
Qu’est-ce que l’ATP et quelle est sa fonction dans la contraction du muscle cardiaque?
Adénosine triphosphate
Fournir l’énergie nécessaire à la contraction musculaire
l’ATP est la forme d’énergie qui est utilisée le plus fréquemment par les cellules de l’organisme
Qu’advient-il de l’ATP au cours de son utilisation dans le muscle?
Une de ses deux liaisons riches en énergie est hydrolysée pour fournir de l’énergie
ATP + H2O = ADP + Pi
Une liaison riche en énergie: sa rupture dégage beaucoup d’énergie libre qui peut être utilisée pour accomplir une tache spécifique si les enzymes/ structures appropriées sont présentes
ATP = AMP + P + P
La contraction d’un muscle demande beaucoup d’ATP. D’où provient tout cet ATP?
- dans les aliments: très peu d’ATP: le peu qu’il y a est dégradé dans l’aliment, dans l’intestin et l’épithélium intestinal
- L’atp ne se retrouve qu’à l’intérieur des cellules, il ne peut pas franchir les membranes cellulaires
- chaque cellule fabrique ses propres molécules d’ATP, il n’existe pas de réserve d’ATP, ni transportable
- un effort peut être tenu par “des réserves” pendant quelques secondes max
- les cellules fabriquent leur propre ATP à partir de la dégradation et oxydation de carburants
- l’énergie se stock et se transfère par ces carburants. ils sont des réserves et peuvent être transféré aux cellules n’en ayant pas - atp
En ce qui concerne les cellules musculaires, nommez les mécanismes de régénération de l’ATP
- regénération 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 partir d’ADP au cours d’une réaction qui forme aussi de l’AMP, une molécule capable d’activer la glycolyse
ADP+ ADP = ATP + AMP - Phosphorylation de l’adp en atp par le biais de la phosphorylation au niveau du substrat : ces substrats sont des métabolites énergétiques qu’on ne peut mettre en réserve mais dont l’énergie peut être facilement transférée à l’adp pour former de l’ATP. Ces métabolites sont formés par les voies métaboliques utilisées pour le catabolisme de carburants : le glucose ou le glycogène, les acides gras
- Régénération de l’adp en atp par la phosphorylation oxydative à partir de l’énergie générée lorsque les électrons soustraits de métabolites de la glycolyse et du cycle de Krebs réagissent avec l’oxygène. Cette énergie sert à combiner l’adp directement au phosphate pour former de l’ATP
Décrivez les deux fonctions de la créatine kinase dans la cellule musculaire?
En gros, elle utilise ou reconstitue les réserves de créatine phosphate
- production d’ATP
la ck catalyse une réaction physiologiquement réversible. quand la muscle a épuisé ses maigres réserves d’ATP, il se fie sur certaines réactions biochimiques pour les reconstituer. une de ces réactions est catalysée par la ck qui utilise la liaison riche en énergie présente dans la molécule de la créatine phosphate pour reformer la liaison riche en énergie de l’ATP consommé lors de la contraction musculaire - Mise en réserve de groupements phosphate à haut potentiel énergétique
au repos, quand l’ATP a été régénéré à partir de l’ADP par les mécanismes biochimiques appropriés, il y a assez d’ATP par en mettre un peu en réserve sous la forme de créatine-phosphate. CK fait cette réaction
Cette réaction a lieu dans la mitochondrie où la concentration en ATP lui est favorable
Nommez par ordre d’importance les principaux carburants que le muscle cardiaque peut retrouver dans le sang
- les acides gras (70-80%)
- le glucose (10-15%)
- le lactate (10-15%)
- des acides aminés mais de façon moins importante
l’oxydation du lactate n’est réalisable d’une façon importante et utile que DANS LE COEUR ET LE FOIE. les muscles squelettiques n’utilisent pas vrm cette source
où se trouve le lactate dans l’alimentation ?
très peu retrouvé dans l’alimentation, plus de sources endogènes
produit par les globules rouges à partir du glucose, ou par les muscles soumis à un effort intense. il est alors formé par du glycogène musculaire
de où proviennent les acides aminés dans l’alimentation?
protéolyse des protéines du lait, majorité des aa sont captés par le foie et les muscles squelettiques afin de synthétisé des protéines et d’autres dérivés azotés ou source d’énergie. peu pour le coeur qui aime les aa
Distinguer un carburant d’une molécule comme l’ATP
- Les carburants sont souvent véhiculés d’un tissus à un autre par voie sanguine
- Carburant (complexe) fournit de l’énergie lors de sa dégradation qui peut être utilisée pour former de l’ATP à partir de l’adp
- lors de sa dégradation, il va fournir des électrons, qui eux pourront se combiner à de l’oxygène et des H+ pour former de l’énergie utilisable pour former de l’ATP (phosphorylation oxydative)
Quelles sont les 3 voies que doit emprunter le glucose afin d’être totalement oxydé en CO2?
- glycolyse
- oxydation du pyruvate en acétyl-coa
- le cycle de Krebs
Quels sont les principaux substrats de la glycolyse?
glucose; pyruvate; formation d’atp et perte d’électrons qui forment en bout de ligne de l’ATP
Quels sont les principaux substrats de l’oxydation du pyruvate?
pyruvate; acetyl-coa; perte de CO2 et d’électrons (NADH)
Quels sont les principaux substrats du cycle de Krebs?
acétyl-coa; co2; perte d’électrons (fadh2 et nadh) et formation de GTP (équivalent de l’ATP)
où se produit la glycolyse dans la cellule?
cytosol, mais la majorité des voies cataboliques se produisent dans la mitochondrie (plus pratique car les électrons sont utilisés sur place dans la chaine respiratoire)
Nommez 2 réactions de la glycolyse qui consomment de l’ATP
- Hexokinase (foie glucokinase inductive par l’insuline)
présente dans tous les tissus.
Converti glucose + atp en glucose-6-phosphate et adp
autant l’ATP que le glucose sont les substrats de l’hexokinase - PFK (phosphofructokinase)
Converti le fructose-6-p en fructose-1,6-bisphosphate en prenant de l’atp et en libérant de l’adp
ce sont deux réactions irréversibles
enzymes très importantes, spécifiques à la glycolyse, point de contrôle du métabolisme du glucose par les hormones (glucagon, insuline) dans le foie et par des métabolites (amp, atp)
contournées lors de la néoglucogénèse
Nommez 1 réaction de la glycolyse qui libère de l’ATP
Pyruvate kinase
phosphoénolpyruvate (PEP) + ADP = Pyruvate + adp
cette réaction génère de l’ATP par phosphorylation au niveau du substrat (irréversible)
devra être contournée lors de la néoglucogénèse
Pourquoi la glycolyse produit 2 molécules de pyruvate à partir d’une molécule de glucose?
fructose-1,6-bisphosphate génère 2 molécules de 3 carbones, dihydroxyacétone phosphate (DHAP) et glycéraldéhyde-3-phosphate (GAP)
- ces deux molécules sont interconvertibles
- quand il manque de GAP , on en reproduit avec le DHAP
- toutes les molécules de fructose-1,6-bisphosphate apparaissent sous forme de deux molécules de pyruvate
Au cours de la glycolyse, il y a-t-il plus d’ATP généré ou utilisé?
4 atp directement formé par phosphorylation au niveau du substrat
2 atp utilisés
(si on fait abstraction des 6 atp qui seront générés par phosphorylation oxydative)
La glycolyse est-elle une voie catabolique ou anabolique?
catabolique
1. elle génère des composés simples (2 pyruvates) à partir d’un composé plus complexe (glucose)
2. elle produit de l’énergie (2 atp net et 2 électrons énergétiques qui produisent 6 atp)
NB: catabolique: yse
anabolique: génèse
Nommez la coenzyme qui participe à la réaction d’oxydoréduction dans la glucose ?
NAD+/NADH
nicotiamide adénine dinucléotide
Quelle est la fonction de la coenzyme NAD+?
elle transporte des électrons là où ils sont utilisables (ici, dans la chaîne respiratoire de la mitochondrie)
ici, pas de génération d’ATP au niveau du substrat : Nad les achemine à la mitochondrie
À partir de quelle vitamine la coenzyme est générée? (NAD+)
elle provient de la niacine
Où se produit l’oxydation du pyruvate?
dans la mitochondrie
Que se produit-il lors de l’oxydation du pyruvate?
Pyruvate + Nad+ + CoA-SH = Acétyl-coa + NADH + h+ + CO2
il s’agit d’une oxydoréduction, d’une décarboxylation et de la formation d’une liaison riche en E.
Enzyme: pyruvate déshydrogénase
Quelles sont les coenzymes nécessaires pour l’oxydation du pyruvate et les vitamines dont elles dérivent?
NAD+/NADH: Niacine
CoA-SH: Acide pantothénique
Pour la pyruvate déshydrogénase:
FAD: Riboflavine
TPP: thiamine
Acide lipoique : ne vient pas d’une vitamine, l’organisme en synthétise assez
*NB: le complexe de la PDH ressemble à celle de l’alpha-cétoglutarate déshydrogénase
dans quelle partie de la cellule s’effectue l’oxydation de l’acétyl-coa ?
dans la matrice de la mitochondrie mais aussi sur la face interne de la membrane interne
nommez la voie responsable de l’oxydation de l’acétyl-coa et identifiez ses principaux métabolites
Le cycle de Krebs.
Acétyl-coa, citrate, alpha-cétogutarate, succinyl-coa, fumarate, malate et Oxaloacétate
expliquez les deux fonctions principales du cycle de Krebs?
- carrefour métabolique des métabolismes des glucides, lipides et des acides aminés
- voie catabolique avec génération de CO2 et d’intermédiaires énergétiques (nadh, fadh2, gtp)
décrire les réactions chargées de la synthèse du citrate
acétyl-coa + Oxaloacétate + H2O= citrate + coa-sh
enzyme: citrate synthase
citrate point de contrôle du cycle
réaction irréversible
décrire les réactions chargées de la synthèse du succinyl-coa
alpha-cétoglutarate + coa-sh+ nad+ (lipoate, fad, tpp) = co2+ nadh + succinyl-s-coa
enzyme: alpha-cétoglutarate déshydrogénase même cofacteurs que PDH
décrire les réactions chargées de la synthèse de l’oxaloacétate
malate + nad+ = oxaloacétate + nadh
enzyme: malate déshydrogénase
Combien de molécules de Co2 sont formées dans la mitochondrie à partir d’une molécule de glucose dans un myocyte bien oxygéné?
6 CO2/ glucose
chaque molécule de glucose génère 2 molécules de pyruvate (3C)
le pyruvate et ses métabolites subissent trois réactions de décarboxylation (oxydations) catalysées par la pyruvate déshydrogénase et l’alpha-cétoglutarase déshydrogénase , 3e on s’en fou
Décrire le fonctionnement de la chaîne respiratoire
principe: les coenzymes réduites doivent être réoxydées pour que d’autres molécules de glucose puissent être oxydées (dégradées) à nouveau
Où s’effectue cette réoxydation des coenzymes dans la cellule?
sur la face interne de la membrane interne de la mitochondrie. la membrane externe est très perméable aux petites molécules
par quel terme désigne-t-on l’ensemble des structures et des processus biochimiques chargés de ces réoxydations?
chaîne respiratoire
Nommez les complexes enzymatiques de la chaîne respiratoire
ce sont les complexes I, II, III, IV
chaque complexe est un ensemble de protéines , les unes structurales, les autres catalytiques, dont la mission est d’accomplir des réactions d’oxydoréduction et de transporter les électrons
Nommez les sites d’entrée des électrons provenant du NADH et du FADH2
le nadh produit dans les réactions d’oxydoréductions intramitochondriales utilise le complexe 1 comme agent oxydant
la fadh2 utilise le complexe 2
expliquez le cheminement des électrons jusqu’à l’oxygène
entrée par le nadh: largage des électrons au complexe 1, échange électronique entre les composants du complexe 1 qui conduit à la réduction de la coenzyme Q
entrée par le fadh2: largage des électrons du fadh2 (fourni par le succinate) au complexe 2 ; échange électronique entre les composants du complexe 2 qui conduit à la réduction de la coenzyme Q
étapes suivantes (commune au nadh et fadh2)
oxydation de la coenzyme Q par la réduction du complexe 3 et son oxydation subséquente par la réduction du cytochrome c; transport des électrons par le cytochrome c au complexe 4; réduction de l’oxygène au niveau du complexe 4 pour former de l’eau
Comment et sous quelle forme est convertie l’énergie provenant de la réoxydation du NADH et du FADH2 dans ce processus?
sous la forme d’un gradient électrochimique (gradient de proton H+)
le transport des électrons dans la chaine respiratoire sert à transférer des protons de la matrice vers l’extérieur de la mitochondrie
membrane externe facilement franchissable par les protons
trois complexes capable de pomper les protons: les complexes 1,3,4 pas 2!!
le ph est différent du au gradient électrochimique: 6 à l’extérieur et 7 à l’intérieur
la membrane interne est comme un isolant d’un condensateur car elle est imperméable aux protons
Au niveau de la membrane mitochondriale interne, par quel complexe enzymatique est formé l’ATP? nommez les substrats
Par le complexe de l’ATP synthase
substrats: ADP + Pi
d’où provient l’énergie requise pour former l’ATP avec l’ATP synthase?
L’énergie provient des réactions d’oxydoréduction de la chaîne respiratoire
- énergie libérée utilisée pour pomper des protons de l’intérieur vers l’extérieur de la mitochondrie
- les réactions ci -dessus se passent dans les complexes 1,3,4 libèrent assez d’énergie pour pomper bcp de protons afin de former 3 atp (nadh)
- les réactions du fadh2 au niveau du complexe 2 ne libère pas assez d’énergie pour pomper des protons à travers la membrane, les électrons qui emprutent cette voie ne formeront que 2 atp.
Sous quelle forme existe l’énergie requise pour l’ATP synthase?
sous un gradient de protons entre les deux faces internes de la mitochondrie
l’atp synthase utilise le potentiel ionique car ce complexe enzymatique est la seule structure membranaire qui permet aux protons de l’espace intermembranaire de revenir dans la mitochondrie
L’énergie avec laquelle les protons reviennent est alors utilisée pour fusionner un phosphate inorganique à une molécule d’adp (phosphorylation) et ainsi créer une liaison à forte E
Combien d’stp sont générés lors de la réoxydation d’une molécule de fadh2 et de nadh?
nadh: 3 ATP
fadh2: 2 atp
quel moyen la cellule utilisée-t-elle pour acheminer l’ATP la où il est principalement utilisé?
l’atp est synthétisé dans la mitochondrie mais est appelé dans le cytosol où ont lieu les autres processus énergivores
il est gros et chargé et ne peut passé par la membrane interne de la mitochondrie : il doit passer par la Translocase de l’ATP et de l’adp.
Translocase: permet le passage passif, mais spécifique de l’entrée d’adp et la sortie d’ATP
Quel sont les facteurs qui contrôlent l’activité métabolique de l’oxydation du glucose en CO2 dans la cellule
les rapports ATP/ADP et NADH/NAD+
Au niveau de la glycolyse, quel est l’effet d’une variation du rapport atp/adp et quelle est l’enzyme dont l’activité est principalement contrôlée par cette variation?
- la glycolyse varie en fonction inverse du rapport atp/adp
plus le rapport est élevé, moins il y a d’activité dans la cellule et de demande d’énergie, moins la glycolyse est demandée
enzyme : PFK
Quelles substances (métabolites) sont directement responsables du contrôle de l’activité de cette enzyme?
L’atp et l’amp
Comment nomme-t-on l’effet de ces substances sur l’enzyme de contrôle de la glycolyse?
contrôle allostérique
atp est un modulateur négatif = rétroinihbition
adp est un modulateur positif = rétro activation
Décrivez la formation de l’amp et dans quelle situation métabolique sa concentration augmente
La concentration en amp augmente quand les besoins en atp augmente
l’utilisation de l’ATP engendre une augmentation de la concentration en adp, ce qui favorise la génération d’ATP et d’amp par:
adp + adp = atp + amp
normalement, les mécanismes de rétro-inhibition agissent sur la première enzyme d’une voie métabolique (contrôle du premier métabolite)
pourquoi l’inhibition de la glycolyse ne se fait pas au niveau de l’hexokinase, la première enzyme?
afin de permettre au foie et au muscle de faire leur réserves de glycogène
La réaction catalysée par l’hexokinase est une étape indispensable à la formation de glycogène. Il faut donc éviter que l’hexokinase soit inhibée par un excès d’ATP (justement, on veut faire des réserves)
