Chapitre 7 - Métabolisme bactérien Flashcards
Métabolisme
Somme des réactions chimiques qui se déroulent dans un organisme vivant
Catabolisme
Réactions qui produisent de l’énergie en dégradant des molécules complexes en molécules plus simples
Anabolisme
Réactions qui requièrent de l’énergie afin de synthétiser des molécules plus simples en molécules complexes
Sources d’énergie des bactéries
- Phototrophe : lumière
- Chimiotrophe : composés chimiques
Sources de carbone des bactéries
- Autotrophes: CO2 atmosphérique ou dissous
- Hétérotrophes: composés organiques
Interdépendance des types nutritionnels
- Phototrophes (producteurs)
- Hétérotrophes (consommateurs)
Photoautotrophes
- Cyanobactéries (photosynthèse)
- Bactéries vertes et pourpres sulfureuse (photosynthèse anoxygénique)
Photohétérotrophes
- Bactéries vertes et pourpres non sulfureuses (anoxygéniques)
Chimioautotrophes
Énergie de composés inorganiques réduits
Chimiohétérotrophes
- Saprophytes (matière en décomposition)
- Parasites (hôtes vivants)
Voies métaboliques des bactéries
- Peuvent être cataboliques ou anaboliques
- Produit final d’une étape est le point de départ de la prochaine
- chaque étape est associé à une enzyme spécifique
Enzymes?
-Augmentent la vitesse des réactions biochimiques
-diminue énergie d’activation nécessaire
- sans enzymes, bactéries ne seraient pas viables
Structures d’une enzyme
- Apoenzyme (protéine inactive)
- Coenzyme (molécule org.)
- Cofacteur (Ion métallique)
- Holoenzyme (active)
Qu’est ce qui rend active l’apoenzyme?
Cofacteur, coenzyme ou les deux ensemble
Réactions enzymatiques
- Interactions substrat/site actif
- Formation complexe enzyme substrat
- Transformation substrat
- Détachement produit
- Enzyme demeure intacte et prête à recommencer
Spécificité et efficacité des enzymes
- possède spécificité pcq forme tridimensionnelle du substrat et site actif s’épouse l’une et l’autre
- Fréquence d’échange variable d’une enzyme à l’autre (nb max de molécules de substrat convertis en produit par molécule d’enzyme en une seconde)
- Transformation de un ou quelques substrats
- Lieu de catalyse
Lieu de catalyse enzymes
- Enzymes intracellulaires
- Enzymes extracellulaires (externe à la membrane interne, mais pas à la bactérie)
- dans cellule
- extérieur ou espace périplasmique
À quoi est sensible une enzyme?
- Température (dépasse T optimale = dénaturation)
- pH
- C de substrat
- Inhibiteurs
Régulation enzymatique
1- Activité enzymatique
2- Synthèse des enzymes
Activité enzymatique
- Inhibition compétitive: molécule occupe site actif (substrat peut pas occuper), Attachement réversible ou irréversible
- Inhibition non compétitive: Changement de conformation, site allostérique, qté substrat pas d’influence, possible activation enzymatique
Rétro-inhibition (contrôle des voies métaboliques)
- Produit final agit comme inhibiteur non compétitif
- produit final inhibe activité d’une enzyme qui intervient près du début de la voie (souvent site allostérique qui en est la cible)
- bonne méthode de conservation d’énergie
Synthèse des enzymes
- utilisation d’activateur ou d’inhibiteur de transcription
- pas toutes enzymes produites en permanence
- Arrangement gènes en opérons
Enzymes constitutives
- Transcrites/traduites en permanence
- Associées aux processus vitaux (glycolyse)
Enzymes inductibles
- Transcrites/traduites au besoin car conservation énergie, espace entreposage limité (cytoplasme, ne pas encombrer enzymes pas nécessaires)
- Régulation pré transcriptionnelle (signaux moléculaires internes ou externes)
Régulation prétranscriptionnelle (expression génique)
Diminuer (répression) ou augmenter (induction) transcription
Répression
- Diminue synthèse enzymes
- répresseurs qui bloquent transcription
- au niveau arn polymérase
Induction
- stimule synthèse enzymes
- inducteurs
- arn polymérase (facilite recrutement promoteur)
Opéron
- Ensemble constitué par un promoteur, un opérateur et des gènes structuraux régulés par les composantes en amont
Le gène régulateur a son propre _______ qui est indépendant de celui qui contrôle la transcription des gènes structuraux
promoteur
Opéron répressible (opéron trp)
- Peu de tryptophane = répresseur inactif = opérateur actif pour synthétiser tryptophane
- Assez de tryptophane = répresseur/corépresseur actif = opéron inactif (arrêt de synthèse des enzymes de l’opéron, donc du tryptophane)
Lorsqu’il y a assez de tryptophane,…
corépresseur (tryptophane) se lie avec le répresseur protéique. répresseur devient actif et se lie à l’opérateur ce qui empêche la transcription de l’opéron
Opéron inductible (opéron lac)
- lacl
- p
- o
- lacZ
- lacY
- lacA
- répresseur qui se lie à l’opérateur
- promoteur; lieu de liaison de arn polymérase
- opérateur; lieu de liaison répresseur lacl
- transforme lactose en glucose et galactose
- transporte lactose à travers membrane cyto
- transforme galactosides
Répression opéron inductible
- quand absence de lactose
- arnm du répresseur lacl est produit de façon constitutive car sous controle d’un autre promoteur
- Résultat: diminution de la synthèse des Arnm structuraux (bloquer transcription)
levée de la répression opéron inductible
- présence de lactose (constamment produit)
- répresseur lacl produit constitutivement ne peut pas se lier à opérateur à cause de lactose (allolactose=inducteur)
- arn poly a champ libre, peut se lier au promoteur et commencer transcription
Régulation + ; opéron lac
- absence/présence de lactose (associé à une réaction globale du catabolisme)
- CAP: protéine activatrice de catabolisme
- AMPc: adénosine monophosphate cyclique (2nd messager)
- CAP+AMPc ensembles activent transcription
Régulation positive (en détails)
Dépend de la qté de glucose dans le milieu (influe sur taux AMPc). Enzymes qui métabolisent glucoses = constitutives. Quand plus de glucose, AMPc s’accumule dans cellule et se lie au site allostérique (CAP). CAP se fixe au promoteur (lac) ce qui amorce transcri (qui exige à la fois présence de lactose et absence de glucose)
Bactérie doit utiliser ______ avant_______
glucose
lactose
(forcer utilisation glucose, ensuite lactose)
Répression catabolique
- Influence de la présence/absence de glucose sur l’opéron lac.
- Les enzymes pour le métabolisme du glucose sont constitutives.
- En présence de glucose, par souci d’économie d’énergie, l’opéron lactose est exprimé à son niveau minimal ou pas du tout… jusqu’à ce que le glucose ne vienne qu’à manquer.
- L’absence de glucose fait augmenter la concentration d’AMPc qui lie le CAP (catabolic
activator protein). Ensembles (AMPc+CAP) se joignent au promoteur et facilitent
l’attachement de l’ARN polymérase. - Les gènes structuraux sont transcrits et traduits en protéines si le lactose est présent
