Chapitre 5 - Cycle de Krebs Flashcards
Quelles sont les 3 étape principales de la respiration cellulaire ?
- Glycolyse
- Cycle de Krebs
- Chaîne de transport d’électrons et chimiosmose
Où se déroule le cycle de Krabs ?
Dans la matrice mitochondriale
Vrai ou faux.
C’est au niveau du cycle de Krebs que se déroule la majeure martie des oxydations et de la production d’énergie d’une cellule.
Vrai
Quel est le but du cycle de Krebs ?
Produire des intermédiaires énergétiques qui serviront à la production d’ATP dans la chaîne respiratoire
Vrai ou faux.
Le cycle de Krebs comporte une série de réactions linéaires.
Faux.
Il s’agit de réactions cycliques
Quel est le substrat du cycle de Krebs ?
L’Acétyl-CoA
De quoi est composé l’acétyl-CoA ?
Un groupe β-mercaptoéthanolamine
de l’acide panthothénique (vitamine B5)
3’,5’-adenosine diphosphate
Quel est le groupement réactif où s’attache l’acétyl sur la CoA ?
Un groupement thiol (SH)
Quel est le rôle de la Coenzyme A ?
Assurer le transport du groupement acétyl
Vrai ou faux.
L’hydrolyse de l’acétyl-CoA est endergonique.
Faux.
L’hydrolyse de l’Actetyl-CoA a un ΔG°’ de -35 Kj/mol, ce qui est exergonique
Quels sont les différent paramètres d’énergie libre de Gibs ?
- ΔG : Changement d’énergie libre dans des conditions physiologiques
- ΔG° : Changement d’énergie libre dans des conditions standards sauf que le pH n’est pas à 7 ( [H+] = 1M)
- ΔG°’ : Changement d’énergie libre dans des conditions standards avec pH = 7
- ΔG’ : Changement d’énergie libre en conditions physiologiques avec pH à 7
Quelle est la quantité d’énergie nécessaire à la production d’une molécule d’ATP ? (approximativement)
~50 kJ/mol.
Selon la formule :
ΔG = ΔG°’ + 2,3RT log [Cadp x Cpi x (Ch+/10^-7) / Catp]
Comment se nomme le complexe enzymatique responsable de la décarboxylation oxydative du pyruvate ? Combien d’étape y-a-t-il ?
Le complexe PDH
5 étapes
Comment peut-on définir un complexe multi-enzymatique ?
C’est une formation d’enzymes associées qui catalysent deux réactions successives ou plus d’une voie métabolique.
Quelles sont les 3 enzymes du complexe PDH ?
- pyruvate déshydrogénase (E1) (catalyse l’initiation)
- dihydrolipoyl transacétylase (E2)
- dihydrolypoyl déshydrogénase (E3)
Quelles sont les 5 coenzymes du complexe PDH ?
- Thyamine pyrophosphate (TPP)
- lipoamide / dihydrolipoamide *
- Coenzyme A (CoA)
- flavine adénine dinucléotide (FAD)*
- nicotinamide adénine dinucléotide (NAD+)
- groupements prosthétiques
Que contient également le complexe PDH chez les mammifères ?
12 copies d’une protéine de liaison de E3 (E3BP) dont le rôle est de faciliter la liaison de E3 au coeur de E2
1 à 3 copies de pyruvate déshydrogénase kinase et de pyruvate déshydrogénase phosphatase, impliquées dans la régulation de l’activité catalytique du complexe PDH
Combien d’ATP produit une molécule de NADH ?
3
Quelle est la réaction #1 dans la synthèse de l’acétyl-CoA ?
Pyruvate → hydroxyéthyl-TPP
La pyruvate déshydrogénase (E1), enzyme à thiamine pyrophosphate, décarboxyle le pyruvate avec la formation de l’intermédiaire hydroxyéthyl-TPP
Quelle est la réaction #2 dans la synthèse de l’acétyl-CoA ?
hydroxyéthyl-TPP → acétyl-dihydrolipoamide
Le groupement hydroxyéthyle est ensuite transféré à la lipoamide grâce à l’enzyme dihydrolipoyl transacétylase (E2), pour produire l’acétyl-dihydrolipoamide.
Cela regénère également le TPP et la forme active de E1.
Quelle est la réaction #3 de la synthèse de l’acétyl-CoA ?
Acétyl-dihydrolipoamide → acétyl-CoA
Le transfert du groupement acétyle sur le CoA est également catalysé par E2
Quelle est la réaction #4 de la synthèse de l’acétyl-CoA ?
La Réoxydation du dihydrolipoamide.
L’enzyme dihydrolipoyl déshydrogénase (E3) réoxyde le dihydrolipoamide, complétant ainsi le cycle de E2. Ce faisant, E3 se trouve réduite.
Quelle est l’étape #5 de la synthèse de l’acétyl-CoA ?
La réoxydation de E3 par le Nad+
Pourquoi l’arsenic est un poison ?
Il a la capacité de se lier par covalence aux composés à groupement sulfhydryle tels ceux présents sur la dihydrolypoyl transacétylase (E2).
Il n’y aura donc pas de respiration cellulaire.
Qu’induit la carence en pyruvate déshydrogénase ?
C’est une mutation autosomale récessive qui provoque des affectations neurologiques ( comme le syndrome de Leigh).
Vrai ou faux.
La décarboxylation du pyruvate est irréversible.
vrai
Quels sont les 2 systèmes de régulation utilisés pour l’acéytyl-CoA ?
- Inhibition par les produits : NADH et acétyl-CoA
- Modification covalente par phosphorylation/déphosphorylation de E1
Quel est le type d’inhibition par le NADH et l’acétyl-CoA ?
Inhibition compétitive
Que se passe-t-il lorsque les concentrations en NADH et/ou acétyl-CoA sont élevées ?
Les réactions réversibles catalysées par E2 et E3 s’inversent
Quelle est la seule enzyme du complexe PDH à pouvoir être phosphoryler/déphosphoryler ?
La pyruvate déshydrogénase (E1).
Elle est inactive lorsqu’elle est phosphorylée
L’activité de la kinase et de la phosphatase est régulée positivement et négativement par différents facteurs. Lesquels ?
Pour la pyruvate dehydrogenase phosphatase.
Activateurs : Mg2+ et Ca2+
Pour la pyruvate dehydrogenase kinase
activateurs : Acetyl-CoA, NADH
Inhibiteurs : Pyruvate, ADP, Ca2+ (beaucoup de Mg2+), K+
Que deviendront le NAD+ et le FAD après le cycle de Krebs ?
Ils seront réduits en NADH et en FADH2
Le cycle de Krebs débute avec la condensation entre l’oxaloacétate (4C) et l’acétyl-CoA (2C). Cette réaction nécessite de l’énergie. D’où provient cette énergie ?
C’est le clivage de la liaison thioester dans l’acétyl-CoA qui fournit cette énergie et permet d’initier le cycle de Krebs.
Quelle est la 1ère étape du cycle de Krebs ?
La condensation de l’oxaloacétate et de l’acétyl-CoA par la Citrate synthase pour former l’intermédiaire S-citryl-CoA, qui deviendra ensuite le citrate (6C).
Vrai ou faux.
L’aconitase est une mutase.
Vrai
Quelle est la 2eme étape du cycle de Krebs ?
L’isomérisation réversible du citrate en isocitrate par l’aconitase, avec le cis-aconitate comme intermédiaire.
Quelle est la 3eme étape du cycle de Krebs ?
La décarboxylation oxydative de l’isocitrate en α-cetoglutarate par l’isocitrate déshydrogénase NAD+ dépendante. C’est une réaction en 2 étapes qui produira un intermédiaire Oxalosuccinate.
C’est la première regénération de NADH avec une molécule de CO2
Vrai ou faux.
C’est lors de la réaction qui transforme l’isocitrate en α-cetoglutarate que la molécule gagne un carbone.
Faux.
Il y a expulsion d’une molécule de CO2 donc il y a perte d’un carbone.
C’est une réaction irréversible
Quelle est la 4eme étape du cycle de Krebs ?
La décarboxylation oxydative de l’α-cetoglutarate par l’α-cetoglutarate déshydrogénase. *
Il y aura la formation du Succinyl-CoA et c’est la 2eme regénération de CO2 et de NADH
*En fait, c’est un complexe multi enzymatique qui comprend l’α-cetoglutarate déshydrogénase, la dihydrolipoyl transsuccinylase, et la dihydrolipoyl déshydrogénase (similaires au complexe PDH)
D’ailleurs, les mêmes 5 coenzymes sont présentes. ( TPP, lipoamide, CoA, FAD, NAD+)
Vrai ou Faux.
Une carence en α-cetoglutarate déshydrogénase est fatale.
Vrai.
Une détérioration neurologique cause la mort vers l’âge de 30 mois.
Quelle est la 5eme étape du cycle de Krebs ?
La transformation réversible du succinyl-CoA en succinate par la Succinyl-CoA synthétase ( succinate thiokinase). Cette réaction produit une molécule de GTP.
Vrai ou faux.
L’ATP et le GTP sont interchangeables.
vrai
Quelle est l’enzyme qui catalyse la conversion ATP → GTP ?
La nucléoside diphosphate kinase
Quelle est la 6ème étape du cycle de Krebs ?
La réaction d’oxydoréduction (stéréospécifique) réversible du succinate en fumarate par la succinate déshydrogénase
La succinate déshydrogénase est inhibée par quel composé ?
Le malonate. C’est une inhibition compétitive.
C’est ce qui a amené Krebs à émettre l’hypothèse du cycle de l’acide citrique
Vrai ou faux.
La succinate déshydrogénase utilise le NAD+
Faux.
C’est plutôt le FAD qui est l’accepteur d’électrons dans la réaction.
Vrai ou faux.
La succinate déshydrogénase est la seule enzyme membranaire du cycle de Krebs.
Vrai.
Quelle est la 7ème étape du cycle de Krebs ?
La réaction d’hydratation stéréospécifique de la double liaison du fumarate par la fumarase (fumarate hydratase) pour donner du L-Malate.
Quelle est la 8ème réaction du cycle de Krebs ?
La regénération de l’oxaloacétate à partir du L-malate dans la réaction d’oxydoréduction fait par la Malate déshydrogénase.
La réaction nécessite de l’énergie pour se produire.
Quelles sont les 3 réactions qui ont un ΔG négatif ?
- Citrate synthase
- Isocitrate déshydrogénase
- Le complexe α-cetoglutarate deshydrogénase
Pourquoi le cycle de Krebs ne s’arrête pas à la malate déshydrogénase, puisque celle-ci est une réaction endergonique ?
La citrate synthase n’est jamais saturée. Puisqu’il n’y a jamais de produits, la réaction va se faire quand même.
Combien de paires d’électrons sont mises en jeu à la suite du cycle de Krebs ?
4 paires donc 8 électrons.
3 molécules de NAD+ sont réduites en NADH, ce qui correspond à 3 paires. (NADH + H+ = 2 électrons)
1 molécule de FAD est réduite en FADH2 ce qui correspond à 1 paire. ( FADH2 = 2 électrons)
Combien d’ATP seront générés à la suite du cycle de Krebs (inculant l’acétyl-CoA) ?
30 ATP
Un tour de cycle permet la regénération de 12 ATP par acétyl-CoA. Il y en a 2 alors 24 ATP
On ajoute les 6 ATP de la transformation du pyruvate en acétyl-CoA ça donne 30.
Le cycle de Krebs est essentiellement régulé de quelle façon ?
- Disponibilité en substrat
- inhibition par les produits
- inhibition compétitive par rétrocontrôle exercé par d’autres intermédiaires du cycle.
Quels sont les régulateurs les plus stratégiques du cycle de Krebs ?
L’acétyl-CoA, l’oxaloacétate, et le NADH
Que veut-on dire par : le cycle de l’acide citrique est amphibolique ?
Il est à la fois catabolique et anabolique.
Par nature il est catabolique, mais plusieurs voies de biosynthèse utilisent des intermédiaires du cycle comme produits de départ.
Comment nomme-t-on les réactions qui utilisent et consomment des intermédiaires du cycle de l’acide citrique ?
Des réactions cataplérotiques
Comment nomme-t-on les réactions qui réapprovisionnent le cycle de Krebs pour éviter que son rôle catabolique soit interrompu ?
Les réactions anaplérotiques
La vitesse d’utilisation du citrate est sous la dépendance de quelle enzyme ?
L’isocitrate déshydrogénase NAD+ dépendante, enzyme fortement inhibée par le NADH.
Vrai ou faux.
La citrate synthase est inhibée de manière alostérique par le NADH
vrai
Outre les mécanismes d’inhibition selon les concentrations de substrats et de produits, par quels autre facteurs le cycle de Krebs est-il régulé ?
L’ADP, l’ATP, et le Ca2+
Vrai ou faux.
L’ADP est un effecteur négatif alors que l’ATP qui s’accumule au repos est un effecteur positif.
Faux.
C’est le contraire.
Quelle est l’action du Ca2+ dans le cycle de Krebs ?
- Il active la pyruvate déshydrogénase phosphatase et inhibe la pyruvate déshydrogénase kinase, ce qui essentiellement active le complexe PDH et donc la production d’acétyl-CoA
- Il active également l’isocitrate déshydrogénase et l’α-cetoglutarate déshydrogénase
