Chapitre 8 Flashcards
Quelles sont les deux mécanismes pour produire de l’ATP
-Phosphorylation au niveau du substrat
-Chimiosmose (gradient ionique)
Comment se déroule le gradient ionique
Électron H+ va dans la matrice, produit de l’ATP grâce à ADP + Pi
Comment se déroule la phosphorylation au niveau du substrat
Substrat avec du phosphore + ADP + enzyme (nom du substrat + kinase) = ATP
La phosphorylation au niveau du substrat utilise l’énergie de quelle manière
Elle utilise l’énergie CHIMIQUE dans une réaction couplée
La chimiosmose (gradient ionique) utilise l’énergie de quelle manière
Utilise l’énergie d’un gradient ionique en la convertissant en énergie mécanique (rotation de la F0ATPase) pour catalyser la réaction chimique
Qu’est-ce qui permet la conversion de l’ADP en ATP dans la phosphorylation au niveau du substrat
La présence d’un groupe phosphate dans un métabolite riche en énergie est transféré direct à l’ADP/GDP
Qu’est-ce qui permet la conversion de l’ADP en ATP dans la chimiosmose (gradient ionique)
L’énergie d’un gradient ionique venant du transfert d’électron permet de fournir l’énergie nécessaire pour ADP + Pi
La chimiosmose a besoin d’oxygène
Oui
La phosphorylation au niveau du substrat a besoin d’oxygène
Non
La phosphorylation au niveau du substrat a besoin de NADH et FADH2
Non
Le gradient ionique a besoin de NADH et de FADH2
Oui
La phosphorylation au niveau du substrat représente quelle part de l’énergie du glucose pendant le métabolisme aérobie
10%
Le gradient ionique représente quelle part de l’énergie du glucose pendant le métabolisme aérobie
90%
Qu’est-ce qui dissipe le gradient de protons
La vitesse de retour des H+ dans la matrice mitochondriale
Comment se fait le retour des protons H+
À travers l’ATP synthase
L’ATP synthase fonctionne seulement en présence de quoi ?
ADP et substrat de l’enzyme
Que permet le retour des H+
Cela stimule le transport des électrons à travers la chaîne de transport d’électrons pour maintenir le gradient des protons
Que permet cette maintenance du gradient de protons
Si un ATP est consommé, il ressort un ADP ce qui permet de stimuler la production d’ATP
L’ATP est un régulateur allostérique positif ou négatif
négatif
De quels enzyme l’ATP est un régulateur allostérique négatif
phosphofructokinase (PFK)
pyruvate kinase (PDH)
Isocitrate déshydrogénase
alpha-cétoglutarate déshydrogénase
Que fait un excès d’ATP
Inhibe : - la glycolyse
-oxydation (dégradation) du pyruvate
-Cycle de Krebs
-Production de NADH et QH2
Que fait l’utilisation d’ATP sur les enzymes et la disponibilité de NADH et QH2
Inhibition des enzymes diminue
et la disponibilité de NADH + QH2 augmente
Qui est l’accepteur final des électrons
O2
Qu’est-ce qui différence la normoxie et l’hypoxie
L’hypoxie ne possède pas d’o2 comme accepteur final d’électrons donc les électrons commencent à s’accumuler dans les complexes 1 et 3, ce qui va faire en sorte que ces complexes vont sortir directement les électrons, et ce qui va donc créer des espèces relatives de l’oxygène comme l’O2- et le H2O2
Qu’est-ce que fait l’oxyde nitrique (NO) sur les complexes
Le NO inhibe le complexe 4, ce qui sensibilise les cellules à l’hypoxie
Quels sont les différents inhibiteurs de la respiration et quels complexes inhibent-ils
I = Rénotone
II = Malonate
III= Antimycine A
IV = Cyanure
V = Oligomycine
Qu’est-ce que inhibe l’oligomycine
La F0 ATPase
La malonate est formé comment
D’oxaloacétate de manière non enzymatique
Ou se trouve le rénotone
Chez les plantes, principalement dans leurs racines
Que permet un agent découplant
À permettre aux H+ de revenir dans l’espace intermembranaire sans passer par l’ATP synthase
Que permet le découplage
De ne pas synthétiser d’ATP
Que permet la non synthèse d’ATP
Une forte production de chaleur
Que permet les tissus adipeux bruns
La thermogenèse
Ou sont les agents découplants naturels (UCP)
-Nouveaux-nés
-Mammifères adaptés au froid
- Hibernation
- Tissus adipeux bruns
Plantes : Aposéris fétide
-Chauffage des pointes florales
-Attraction des insectes
Qui sont les agents découplants artificiels
-Dinitrophénol
-FCCP
C’est quoi la capacité de réserve
La différence entre la capacité maximale de respiration et la capacité de respiration basale
Capacité de réserve diminue en fonction de quoi
L’âge
À quel niveau de taux de consommation d’oxygène par minute correspond l’absence d’inhibiteur
À la respiration basale
À quel niveau de taux de consommation d’oxygène par minute correspond la présence d’inhibiteur du complexe 5
À la respiration couplée (perte de H+)
À quel niveau de taux de consommation d’oxygène correspond l’ajout d’un agent découplant
à la capacité de respiration maximale
À quel niveau de taux de consommation d’oxygène correspond l’ajout d’inhibiteur de complexe 1 et 3
À la non-respiration (perte de H+)
À quel niveau de taux de consommation d’oxygène correspond l’ajout d’inhibiteur de complexe 1 et 3
À la chute de respiration (perte de H+)
En quoi consiste la fixation
3 CO2 = TP (triopsephosphate)
RuBP + CO2 = 2PGA
Le RuBP est quoi ?
Un accepteur de CO2
En quoi consiste la réduction
PGA + ATP + NADPH = G3P + ADP
G3P est ensuite transformé en plusieurs produits (Glucoses, etc.)
En quoi consiste la régénération
G3P est recyclé en RuBP grâce à ATP pour compléter le cycle
Expliquer cycle de Calvin
C’est quoi l’énergie potentielle chimique
Énergie stockée dans les liaisons assemblant les atomes en molécules
C’est quoi les building blocks
Les éléments de base
Endergonique vs Exergonique
Endergonique
DeltaG au-dessus de 0
Qui a besoin de l’énergie
Exergonique
DeltaG en dessous de 0
Qui produit de l’énergie
Avec quoi s’effectue les réactions in vivo
Avec une diminution nette d’énergie libre (transfert d’énergie)
Quel est le bilan de l’ATP
ATP + H2O = ADP +Pi
DeltaG = -30kJ/mol
La brisure de liaison phosphoanhydre entre beta et yota donne quelle molécule
ADP
La brisure de liaison phosphoanhydre entre alpha et beta donne quelle molécule
AMP
C’est quoi l’équation de Gibbs
Delta G = Delta G0 + RT ((C)^c * (D)^d)/((A)^a * (B)^b)
De quoi dépend la spontanéité d’une réaction
Des concentrations réelles des réactifs
La spontanéité thermodynamique signifie que la réaction est rapide ?
Non
La formule de la charge énergétique
(ATP) + 0.5 (ADP)/(ATP) + (ADP) + (AMP)
Si l’ATP diminue, que cela voudra dire pour la phosphorylation
Elle augmentera
L’oxydation des combustibles métaboliques produit quoi ?
Des cofacteurs réduit : NADH , FADH2
Le transfert d’e- du NADH/FADH2 sur l’O2 est une réaction exergonique ou endergonique ?
Exergonique, produit de l’énergie
Énergie libre est convertie comment dans la chimiosmose
L’énergie libre est convertie en gradient transmembranaire de protons qui est ensuite utilisé pour promouvoir la synthèse d’ATP
Oxydant + e- = Réducteur correspond à ?
Réduction
Réducteur = Oxydant + e-
Oxydation
Les électrons sont transférés comment
Par paire d’atomes H
FAD accepte quoi
2H (2 protons, 2 électrons)
NAD accepte quoi
1 ion H- (hydrure = ion avec 2 e-)
Le potentiel redox indique quoi
La tendance d’une substance à être réduite (à gagner des électrons)
Que veut dire E0’
Plus sa valeur est élevée, plus la forme oxydé du substrat peut gagner des électrons (donc peut être réduite)
Valeur des conditions standards de E0’
1 atm, 25degrés celcius, et pH de 7,0 + TOUTES les espèces à une concentration de 1M
Quelle est la formule de la combustion
CxHyOz + O2 = CO2 + H2O
Quelle était la proportion de O2 avant
35%
Que se passe-t-il au niveau de la réaction d’oxydation si le E0’ est négatif
La réaction est inversé (c le réducteur qui va donner un électron)
Le pyruvate est un oxydant ou un réducteur
Un réducteur
Le NAD+ est un oxydant ou un réducteur
Un oxydant
C’est quoi l’équation de Nernst
E = E0 + (RT/nF) * ln( (oxydant)^a / (réducteur)^b )
E et E0 sont relativement éloignés ou proches ?
Proches
Comment le potentiel rédox est il exprimé
En Volt
Qu’arrive-t-il lors d’une grande différence de E0
La tendance à transférer un électron augmente et la variation d’énergie libre augmente aussi
Comment calculer le DeltaE’0
Comment calculer deltaG0’
DeltaG0’=-n F delta E’0
À quoi vaut F
la valeur de faraday = 23,602 kcal V^-1 mol^-1
Quel est le E0’ de la réduction du pyruvate
-0,19V
Quel est le E0’ de la réduction du NAD+
-0,32 V
Quelle est le potentiel rédox standard de la demi-réaction de O2
+0,82 V
Quelles sont les composés/structures de la mitochondrie
Membrane externe
Membrane interne
Matrice
Porine
Quelle est la caractéristique de la membrane externe de la mitochondrie
Elle est perméable aux ions et aux petites molécules grâce aux porines
Que permet la membrane interne de la mitochondrie
La phosphorylation oxydative
Imperméable aux ions et aux molécules non chargées (les transporteurs d’ATP et les acides gras à longues chaines)
Que permet la matrice
Le cycle de Krebs et l’oxydation des acides gras
La plupart du NADH et du FADH2 dans la matrice mitochondriale est généré par quoi ?
B-oxydation et TCA
Dans la navette glycérol phosphate, ou est-ce que le NADH est utilisé
Dans le cytosol
Dans la navette glycérol phosphate, ou est-ce que le FAD est utilisé
Dans la membrane interne de la mitochondrie
Quelle est le bilam de la navette glycerol phosphate
NADH + H+ + E-FAD = NAD+ + E-FADH2
Expliquer navette malate/aspartate
Quelles complexes mitochondriales sont responsables du transfert d’électrons
Complexe 1 = NADH-uniquinone réductase
Complexe 2 = Succinate-ubiquinone réductase
Q (coenzyme Q)
Complexe 3 = Ubiquinol-cytochrome c réductase
Complexe 4 = Cytochrome c oxydase
Combien de protons sont transférés à l’espace intermembranaire lors du transfert des électrons de NADH à l’ubiquinone
4 H+
Ordre des centres rédox du complexe 1
FMN : 2 e-
Centre Fe-S : 1 e-
Coenzyme Q : 2 e-
Distance requise pour transmettre des e-
Environ 14 A0
Quelle est la différence entre FMN et FMNH2
2 N perdent leurs liaions doubles qui sont transférés vers 2 carbones adjacents en une double liaison, ce qui permet l’insertion d’un hydrogène par N
Quelle est la caractéristique des centres fer-soufre
Ils transportent un électron à la fois, en passant de Fe3+ à Fe2+
Comment fonctionne la coenzymeQ
Q se débarrasse de ses doubles liaisons O, un H+ et un e- viennent alors s’installer chacun sur un des O
Quelles centres REDOX transportent deux électrons dans le complexe 1
NADH
FMN
CoQ
Quelle centres REDOX transportent un seul électron dans le complexe 1
Centre Fe-S
Quelles enzymes constituent le complexe 2 et que permettent-ils
Succinate déshydrogénase
Acyl-CoA déshydrogénase
Mitochondrial déhydrogenase
Donne 2 e- au Q pour faire QH2
Que se passe-t-il dans le complexe 3
L’ubiquinol donne 2 électrons et relâche 2 protons H+ dans l’espace intermembranaire. Un des électrons vont s’en aller directement dans la prot Fe-S, l’autre va aller dans le cyto b. Le e- dans la prot Fe-S va s’en aller dans le centre Fe-S, tandis que le e- du cytochrome b va aller dans l’ubiquinone, ce qui va la transformer en Q-. Le 2ème round va faire en sorte que le Q- va devenir un QH2 grâce aux protons H+ de la matrice, et va refaire sortir 2 H+ dans l’espace intermembranaire.
Combien de groupements pyrrols dans les cytochrome
4
Comment sont liés les groupements pyrrols dans les cytochromes
Ils sont liés avec alternances -/=
Comment sont coordonnées les groupements pyrrols
À l’aide d’un Fe au centre
Comment se différencient les hèmes
Grâce à leurs chaînes latérales
Quelles sont les caractéristiques de l’hème A
-Longue chaîne carbonée (isoprénique) latéral
-Hydrophobe, ce qui permet l’ancrage dans la membrane
-A un CHO
Quelle sont les caractéristique de l’hème B
-Petites chaînes latérales (2 liaisons doubles CH=CH2)
Quelles sont les caractéristiques de l’hème C
-Laisons covalentes avec sa protéine
-Liaisons CH3CH-S-Cys
Que fait le cytochrome c dans le transport des e-
Transportent les e- entre le complexe 3 et 4
Combien de Cyt c a besoin la réduction de O2
4 Cyt c pour avoir 4 e-
Dans quel complexe se fait la réduction de O2
4
Combien de protons H+ sortent du complexe 4
4 H+
En quoi est réduit le O2
En 2 H2O
Que comporte le centre rédox du complexe 4
Comporte des groupements hème et des ions de cuivre
Qui élaboré la théorie de la chimiosmotique
Peter Mitchell
À quoi sert le CTE
Oxydation de NADH, transport des électrons, pompage des protons, formation du gradient électrochimique, consommation d’oxygène
Phosphorylation oxydative
Synthèse d’ATP et par l’ATP synthase
Delta G du gradient de protons se calcule comment
Delta G = RT ln (H+ out)/(H+ in) + ZFdeltaGamma
RTlnHo/Hi
ZFdeltaGamma : effet électrique
DeltaGamma = 150-200 mV
DeltaG = 20kj/mol, environ 5,2 kcal/mol
À quoi sert l’ATP synthase mitochondriale
À synthétiser l’ATP à partir du gradient électrochimique
Comment l’ATP synthase agit-il
En 2 parties
F0: Enchassée dans la membrane
F1: Activité catalytique : 3 sites catalytiques
Sur quoi repose la synthèse de l’ATP
Sur une conversion énergétique, via des changements de conformation des sous-unités
L’énergie chimique de réactions rédox de l’ATP synthase est transformée en quoi ?
En force protomotrice
Que permet la force protomotrice dans l’ATP synthase
D’être transformée en mouvement mécanique d’un moteur rotatif pour finir à nouveau en énergie chimique sous la forme d’ATP.
Un tour de filament crée combien d’ATP
3 ATP
Combien faut-il de proton pour faire un tour
12 H+
Combien d’ATP est produit avec 10 H+
2,5
Combien de deltaG est libéré après l’oxydation d’une mole de NADH ?
220 kJ
Combien de protons H+ au total sortent avec l’utilisation d’un NADH
10 protons H+ (4 C1, 4 C3 et 2 C4)
Combien de delta G provient d’un proton H+
-20,4 kJ/mol ou 5,2 kcal/mol
Combien de delta G provient d’un NADH
-204 kJ/mol ou 52 kcal/mol
Quelle est le rendement d’un NADH
90%, car (204 kJ/mol) / (220kJ/mol)
Qu’est-ce que le rapport P/O
Nbre de phosphorylations d’ADP/ atomes d’oxygène réduits
Quelle est le P/O de NADH
2,5 pcq 10 protons
Quelle est le P/O de FADH2
1,5 pcq 6 protons
Combien faut-il de mol de H+ pour faire un ATP
4
Pourquoi il n’y a pas toujours production de 12 ATP
Pcq le gradient de protons est utilisé pour autre chose
1 glucose produit combien d’ATP
32 ATP, 30 si la navette est utilisé
Quelle est le deltaG du glucose
-688 kcal/mol
Quelle est l’éfficacité du glucose
233,6/688 = 33,9%
2% si glycolyse anaérobie
Quelle proportion de l’énergie est retrouvé sous forme de chaleur dans la consommation d’un glucose
66%
Comment se fait le transfert d’électron dans le Complexe 1
