Chapitre 4 - Production d'énergie Flashcards
Qu’est-ce que les mitochondries?
Principaux organites producteurs d’énergie chez les organismes pluricellulaires
Qui suis-je? Production de l’essentiel de l’énergie cellulaire
Système OXPHOS et cycle de Krebs
Qu’est-ce que le cycle de Krebs?
Étape finale du catabolisme oxydatif des glucides, des acides gras et des acides aminés et qui assure la plus grande part des besoins énergétiques de la cellule
Comment appelle-t-on l’enzyme du cycle de Krebs qui est attachée dans la membrane interne mitochondriale?
Succinate déshydrogénase
Où se déroule le cycle de Krebs?
Dans la mitochondrie
Quel est le rôle du cycle de Krebs suite à la formation du succinyl-CoA après l’action de la 4e enzyme?
Reproduire de l’oxaloacétate afin de repartir un autre cycle
Quelles sont les 3 grandes étapes du cycle de Krebs?
1- Préparation aux réactions de décarboxylations (1 et 2)
2- Réactions irréversibles de décarboxylations (3 et 4)
3- Régénération à partir du succinyl-CoA à l’oxaloacétate (5 à 8)
L’acétyl-CoA peut être former à partir de quels substrats?
- Glycérol
- Acides gras
- Acides aminés
- Pyruvate
Vrai ou Faux? Le malate et l’oxaloacétate peuvent être utilisés pour la gluconéogenèse hépatique en cas de carence glucidique.
Vrai
Quelle molécule du cycle de Krebs est source de matériaux structuraux lors de la lipogenèse et de la cholestérogenèse?
Citrate: Acétyl-CoA cytosolique
Quel est le bilan métabolique du cycle de Krebs?
Pour une molécule de pyruvate:
- 2 CO2
- 3 NADH2
- 1 FADH2
- 1 ATP (à partir du GTP)
Quelles sont les réactions de régulation du cycle de Krebs?
1- Citrate synthase
3- Isocitrate déshydrogénase
4- Alpha-cétoglutarate déshydrogénase
Quels sont les activateurs et les inhibiteurs de la citrate synthase?
Activateurs: ADP, NAD+
Inhibiteurs: ATP, NADH2, citrate
Quels sont les activateurs et les inhibiteurs de l’isocitrate déshydrogénase?
Activateurs: ADP, NAD+, calcium
Inhibiteurs: ATP, NADH2, alpha-cétoglutarate
Quels sont les activateurs et les inhibiteurs de l’alpha-cétoglutarate déshydrogénase?
Activateurs: ADP, NAD+, calcium
Inhibiteurs: ATP, NADH2, Succinyl-CoA
Vrai ou Faux? Le glucagon et l’insuline sont des régulateurs covalents des enzymes du cycle de Krebs
Faux, ils n’ont aucun effet direct sur les enzymes du cycle de Krebs. Les enzymes du cycle de Krebs ne peuvent être phosphorylées ou déphosphorylées.
Que survient-il dans les hépatocytes s’il y a une abondance de citrate et que le cycle de Krebs est saturé?
Le citrate est dirigé vers le cytosol afin de produire des acides gras ou des TAG
Quel est le facteur limitant du cycle de Krebs?
Il faut que les coenzymes NADH2 et FADH2 soient oxydées par les chaînes de transport d’électrons.
Sans quoi, les coenzymes ne peuvent pas accepter les électrons de la décarboxylation oxydative.
Quelle est la fonction du système OXPHOS?
Coordonner le transfert des protons H+ au NADH2 et au FADH2 vers l’oxygène et la synthèse d’ATP
D’où proviennent les H+ qui passent de la matrice à l’espace intermembranaire mitochondriale?
Les H+ qui passent dans l’espace intermembranaire proviennent de la matrice.
D’où proviennent les H+ qui activent les complexes OXPHOS?
Des coenzymes réduites (NADH2 et FADH2)
Comment le complexe V est activé?
Grâce au passage des protons H+ de l’espace intermembranaire vers la matrice
L’ATP une fois synthétisé est acheminé vers le cytosol de quelle façon?
Grâce à l’antiport ANT (adénine nucléotide translocase)
Combien de protéines du système OXPHOS sont synthétisées par l’ADNmt?
13
Nommez les 5 molécules permettant le transfert des électrons au sein des complexes I à IV?
1- Flavines (FAD, FMN) 2- Cytochromes sans (b et c1) ou avec des sites cuivriques (a et a3) 3- Centres fer-soufre 4- Coenzyme Q 5- Cytochrome C
Quels complexes servent de pompes?
- Complexe I (NADH CoQ réductase)
- Complexe III (Ubiquinol cytochrome C réductase)
- Complexe IV (Cytochrome oxydase)
Pour le complexe I, indiquez quelles molécules subit des réactions d’oxydoréduction
- Oxydation du NADH2
- Réduction du coenzyme Q
Pour le complexe II, indiquez quelles molécules subit des réactions d’oxydoréduction
- Oxydation du succinate en fumarate
- Réduction du coenzyme Q
Pour le complexe III, indiquez quelles molécules subit des réactions d’oxydoréduction
- Oxydation de l’ubiquinol (CoQH2) en ubiquinone (CoQ)
- Réduction du cytochrome C
Pour le complexe IV, indiquez quelles molécules subit des réactions d’oxydoréduction
- Oxydation du cytochrome C
- Réduction de l’oxygène en eau
Quel type de flavine le complexe I contient-il?
FMN (Flavine mononucléotide)
Quel type de flavine le complexe II contient-il?
FAD (Flavine adénine dinulcéotide)
Quelle partie des flavines est fonctionnelle? Capable d’accepter des électrons
L’anneau isoalloxazine
Vrai ou Faux? Le cytochrome C est une protéine liposoluble.
Faux, elle est hydrosoluble étant dans l’espace intermembranaire
Pourquoi le coenzyme Q (CoQ) est intégré dans la membrane?
Parce qu’il est liposoluble.
Quel est le rôle du CoQ?
Capter les électrons des complexes I et II afin de les transférer au complexe III
Combien de protons H+ sont pompés par le complexe I?
4 protons H+
Combien de protons H+ sont pompés par le complexe II?
0
Combien de protons H+ sont pompés par le complexe III?
4 protons H+
Combien de protons H+ sont pompés par le complexe IV?
2 protons H+
L’accumulation des protons H+ crée 2 choses. Lesquelles?
- Gradient de pH
- Gradient de voltage
Vrai ou Faux? Les protons H+ peuvent uniquement passer par l’ATP synthase afin de diffuser selon leur gradient de concentration.
Vrai
Quelle est la fonction de l’ATP synthase?
Transporter des protons le long du gradient électrochimique et de récupérer l’énergie pour fabriquer de l’ATP à partir de l’ADP et du phosphate inorganique.
Comment appelle-t-on les domaines de l’ATP synthase? Quels sont leurs fonctions?
Domaine F0: Transport sélectif des protons H+ vers la matrice
Domaine F1: Synthèse de l’ATP à partir de Pi et ADP
Quelle domaine de l’ATP synthase est dans la matrice mitochondriale?
Le domaine F1
Quelles sous-unités s’occupent de la synthèse de l’ATP?
Les 3 sous-unités alpha et les 3 sous-unités bêta
Le changement de conformation (rotation) des sous-unités alpha et bêta de la sous-unité F1 est possible grâce à quoi?
Grâce au passage des H+ dans la sous-unité F0
Combien de protons H+ doivent passer dans l’ATP synthase pour former 1 ATP?
3 protons H+ doivent passer au-travers la sous-unité F0
Quelles sont les conformations possibles pour les sous-unités αβ de F1?
1- Ouverte
2- Relâchée
3- Fermée
Vrai ou Faux? Dans l’ATP synthase, les sous-unités αβ changent successivement de conformation afin de synthétiser l’ATP.
Vrai
Que se produit-il lors de la conformation “ouverte” dans F1?
- Sortie d’ATP
- Entrée d’ADP + Pi
Que se produit-il lors de la conformation “relâchée” dans F1?
-Charge de ADP + Pi
Que se produit-il lors de la conformation “fermée” dans F1?
-Formation d’ATP
Quelles substances doivent pénétrer la mitochondrie pour synthétiser l’ATP? En se basant sur l’ATP synthase uniquement.
- ADP
- Pi
- H+
On fait référence à l’antiport ANT et au symport phosphate translocase.
Comment Pi et ADP font-ils pour pénétrer la mitochondrie?
Pi: Le phosphate inorganique H2PO4 utilise le symport phosphate translocase qui fait passer Pi et H+ in la mitochondrie.
ADP: L’ADP utilise l’antiport ANT qui fait entrer ADP et sortir ATP.
Pourquoi dit-on que la sortie d’1 ATP doit être couplé avec l’entrée d’1 H+?
Afin de payer pour la sortie d’ATP, il doit y avoir 1 H+ qui entre dans la cellule afin de dissiper le gradient électrochimique et rééquilibrer le pH entre la matrice et l’espace intermembranaire
En réalité, combien avons-nous besoin de protons afin de synthétiser l’ATP au niveau de l’ATP synthase?
4 protons H+: 3 qui doivent passer par F0 et 1 qui entre dans la matrice pour faire sortir l’ATP.
Pourquoi avons-nous besoin des systèmes navettes lors de la glycolyse?
Puisque la glycolyse se déroule dans le cytosol, les cofacteurs réduits doivent être transporter dans la mitochondrie afin d’activer les complexes de la chaîne de transport d’électrons. La membrane mitochondriale interne est trop imperméable pour les laisser passer.
Quelles sont les 2 systèmes navettes employés par les coenzymes?
1- Navette malate-aspartate
2- Navette du glycérol 3-phosphate
Est-ce que G3P et GAL 3-P désigne la même molécule?
Oh non.
GAL 3-P: Glycéraldéhyde 3-phosphate (intermédiaire de la glycolyse)
G3P: Glycérol 3-phosphate
Quels sont les 2 bénéfices de systèmes navettes?
1- Transfert des électrons du NADH2 vers le malate ou G3P
2- La concentration des cofacteurs NAD+ est restaurée dans le cytosol
Qu’est-ce que la navette malate-aspartate?
Système biochimique de translocation des cofacteurs NADH2 de la glycolyse sous forme de malate à travers la membrane interne mitochondriale pour la production d’ATP chez les eucaryotes.
Quelles sont les 4 enzymes de la navette malate-aspartate?
1- MDHc
2- MDHm
3- ASATc
4- ASATm
MDH: Malate déshydrogénase
ASAT: Aspartate aminotransférase
Quelles sont les 2 protéines de transport de la navette malate-aspartate?
- AMK (Antiport malate/α-cétoglutarate)
- AAG (Antiport aspartate/glutamate)
Quels sont les réactifs et les produits de MDHc?
Réactifs: NADH2 et Oxaloacétate
Produits: NAD+ et Malate
Quels sont les réactifs et les produits de MDHm?
Réactifs: NAD+ et Malate
Produits: NADH2 et Oxaloacétate
La navette malate-aspartate permet le transfert des protons du NADH2 vers quel complexe?
Complexe I
Quels sont les réactifs et les produits de ASATm?
Réactifs: Oxaloacétate et Glutamate
Produits: α-cétoglutarate et Aspartate
Quels sont les réactifs et les produits de ASATc?
Réactifs: α-cétoglutarate et Aspartate
Produits: Oxaloacétate et Glutamate
Qu’est-ce que la navette glycérol 3-phosphate?
Système biochimique de translocation des cofacteurs NADH2 de la glycolyse sous forme de glycérol 3-phosphate à travers la membrane interne mitochondriale.
Quelles sont les 2 enzymes impliquées dans la navette G3P?
G3P-DHc
G3P-DHm
Quelles sont les 2 protéines de transport de la membrane externe impliquées dans la navette glycérol 3-phosphate?
1- Transporteur du glycérol 3-phosphate cytosolique vers la matrice
2- Transporteur du DHAP mitochondrial vers le cytosol
Les 2 électrons du NADH2 transportés par la navette glycérol 3-phosphate sont transférés à quel complexe du système OXPHOS? Ils s’associent à quelle molécule?
Les 2 électrons du NADH2 sont transférés au FAD pour devenir FADH2 afin d’activer le complexe II
Combien de protons sont pompés dans l’espace intermembranaire lorsqu’on utilise la navette malate-aspartate avec 1 NADH2 cytosolique?
10 H+ puisque le NADH2 activent les complexes 1, 3 et 4
Combien de protons sont pompés dans l’espace intermembranaire lorsqu’on utilise la navette glycérol 3-phosphate avec 1 NADH2 cytosolique?
6H+ puisque le NADH2 est converti en FADH2 qui activent les complexes 3 et 4.
Pourquoi est-ce que le NADH2 produit 2,5 ATP? On cherche la démarche de calcul.
10 H+ pompés / 4 H+ nécessaires pour produire 1 ATP = 2,5 ATP
Pourquoi est-ce que le FADH2 produit 1,5 ATP? On cherche la démarche de calcul.
6 H+ pompés / 4 H+ nécessaires pour produire 1 ATP = 1,5 ATP
Quel est le bilan énergétique de la glycolyse? Ici, on recherche les molécules ayant une valeur énergétique.
Par glucose:
- 2 moles d’ATP
- 2 moles de NADH2
- 2 moles de pyruvate
Quel est le bilan énergétique de la PDH?
Par mole de glucose:
- 2 moles NADH2
- 2 moles d’Acétyl-CoA
Quel est le bilan énergétique du cycle de Krebs pour 1 mole de glucose?
- 6 moles de NADH2
- 2 moles de FADH2
- 2 moles d’ATP (à partir du GTP)
Quelles sont les voies métaboliques nécessaires pour une production maximale d’ATP?
1- Glycolyse 2- Systèmes navettes 3- Oxydation du pyruvate en acétyl-CoA 4- Cycle de Krebs 5- Phosphorylation oxydative
Quel système navette produit le plus d’ATP basé sur 1 mole de glucose? Comparez les 2? Quelle est la réflexion pour connaître la réponse?
Le système navette malate-aspartate produit plus d’ATP que le système glycérol 3-phosphate.
Malate aspartate produit 2 NADH2 qui pomperont au total 20 H+ dans l’espace intermembranaire / 4 H+ nécessaires pour faire 1 ATP = 5 ATP
Glycérol 3-phosphate produit 2 FADH2 à partir des 2 NADH2 de la glycolyse. Ainsi, 12 H+ dans l’espace intermembranaire / 4H+ nécessaires pour faire 1 ATP = 3 ATP
Si on emploie le système navette du G3P, combien d’ATP totaux sont produits avec les voies métaboliques menant au système OXPHOS?
30 ATP
Si on emploie le système navette malate-aspartate, combien d’ATP totaux sont produits avec les voies métaboliques menant au système OXPHOS?
32 ATP
