cours 11 Flashcards
Chez les ATPases de type F, quelle est la fonction de la partie intrinsèque Fo?
La partie Fo conduit passivement les protons à travers la biomembrane.
Chez les ATPases de type F, quelle est la fonction de la partie extrinsèque F1?
La partie F1 catalyse la synthèse de l’ATP.
Chez les ATPases de type F, quelle est la fonction de la protéine reliant les parties Fo et F1?
La sous-unité γ relie les parties Fo et F1 et sert à coupler le transport de protons à la synthèse de l’ATP.
Combien y-a-t-il de protons transportés pour chaque ATP synthétisé (ou hydrolysé) ?
Chaque ATP synthétisé (ou hydrolysé) est couplé au transport de 3 à 4 protons.
Qu’est-ce qui distinguent les ATPases de type P des autres types d’ATPases? Répondez selon leur structure, les ions transportés et leur mode de fonctionnement.
Elles se distinguent par leur simplicité structurelle, par leur diversité fonctionnelle et par leur mode fonctionnement: En effet, elles sont formées que d’une seule grosse protéine. Aussi, elles peuvent transporter différents cations, 1 ou 2 à la fois: H+, Na+, K+ et Ca++ (parfois en sens opposés). Enfin, elles se distinguent par leur mode de fonctionnement, qui implique la Phosphorylation de la protéine (pompe) par une molécule d’ATP.
Qu’est-ce qui distinguent les ATPase de type transporteur ABC des autres types d’ATPases? Répondez selon leur structure, les ions transportés et leur mode de fonctionnement.
-Grande variété d’ATPases ABC, transportant une grande variété de molécules complexes
- Structure en V↔ Λ, composée de 2 protéines
- Domaine T (intrinsèque) spécifique au substrat, domaine A (extrinsèque) où fixation + hydrolyse ATP
Quelle classe de pompes (F, V, P ou ABC) permet de transporter une grande variété de molécules complexes (i.e. grande taille), telles que de phosphoglycérides, polysaccharides, acides aminés?
Les ATPase de type transporteur ABC
Pourquoi la diffusion à travers les canaux membranaires est nettement plus rapide que celle via les transporteurs membranaires?
Elle est plus rapide car les canaux membranaires ont un mode de fonctionnement « non-enzymatique ». En d’autres mots, les canaux ne se lient pas avec leur substrat, mais forment des pores très sélectifs à travers membranes.
Quelle est la différence entre la diffusion facilitée et la diffusion non-facilitée?
La diffusion facilitée se fait grâce à des transporteurs et la diffusion non-facilité est une simple diffusion. Néanmoins, les deux types de diffusions sont en fonction des différences de potentiels électrochimiques.
La diffusion non-facilitée se différencie par la spécificité du transport, par une haute vitesse de diffusion transmembranaire et pas de contact avec la partie hydrophobique de la double-couche.
Quelles sont les principales différences entre le transport actif primaire et le transport actif secondaire? Répondez en indiquant les grandes classes de transporteurs (pompes, transporteurs, et/ou canaux) responsables de ces deux types de transport actif ainsi que les sources d’énergie impliquées dans ces transports actifs
Dans le transport actif primaire, l’énergie provient directement de la dégradation de l’ATP. Dans le transport actif secondaire, l’énergie est dérivée secondairement de l’énergie qui a été stockée sous forme de différences de concentration ionique entre les deux côtés d’une membrane.
Puisque le ∆μs est d’abord établi par des pompes, le co-transport est donc un transport actif secondaire.
L’absorption du D-glucose à travers la membrane plasmique d’une cellule est facilitée par un système uniport. La figure ci-contre montre les relations entre le taux initial d’absorption (« Rate ») du D-glucose et du du L-glucose par cette cellule en fonction de la concentration (initiale).
Expliquez pourquoi la relation est biphasique pour le D-glucose
à faibles concentrations, une hausse de la concentration de ce soluté cause une forte augmentation du taux d’absorption, et à de fortes concentrations une hausse de sa concentration cause une faible augmentation de ce taux.
L’absorption du D-glucose à travers la membrane plasmique d’une cellule est facilitée par un système uniport. La figure ci-contre montre les relations entre le taux initial d’absorption (« Rate ») du D-glucose et du du L-glucose par cette cellule en fonction de la concentration (initiale).Expliquez pourquoi la relation est linéaire pour le L-glucose
Le L-glucose a une relation linéaire, car le taux de diffusion est proportionnel au ratio des concentrations out/in et s’effectue par simple diffusion à travers la double-couche.
Le D-glucose a une relation biphasique, car à des faibles concentrations il y a un passage rapide du glucose par transporteurs spécifiques, simultanément à un passage transmembranaire relativement lent à travers la double-couche lipidique. Puis, au-delà d’une certaine concentration de D-Glucose, le taux de transport (initiaux) des deux isomères augmentent de façon similaire lorsque leurs concentrations augmentent, indiquant que le nombre de molécules de D-glucose excède celui des transporteurs, ceux-ci étant alors saturés.
Vous ajoutez une certaine quantité de glucose à des bactéries ayant un besoin immédiat de glucose pour leur métabolisme, dont l’absorption est assurée par un système symport. Vous observez en quelques minutes que le pH du milieu de culture initialement à 5.7 augmente à 6.3 puis diminue lentement (quelques dizaines de minutes) pour se stabiliser près de son niveau initial (5.7). Expliquez les variations de pH et de différence de potentiel transmembranaire.
Tout d’abord, dans plusieurs cas de symport, l’ion moteur est le H+ préalablement transporté activement par une ATPase. Dans ce cas, le symport utilise l’énergie stockée sous la forme d’un gradient transmembranaire de pH. Ainsi, le symport H+-glucose cause un haussement du pH extracellulaire lors de l’addition de glucose et puis une dépolarisation de la membrane en abaissement de la variation d’énergie.
L’ion conducteur est le H+ transporter par une ATPase. Le symport utilise l’énergie stockée sous la forme d’un gradient transmembranaire de pH. Ceci peut être observé expérimentalement par la hausse du pH extracellulaire et une baisse du DE (dépolarisation de la membrane) lors de l’addition de glucose qui est absorbé par un symport de H+ glucose. Initialement avant l’ajout de glucose un Ph acide de 5.7 et une membrane polarisée avec un déficit de charge négative de -250Mv. Par la suite il y a l’ajout de glucose qui rentre dans la membrane plasmique ce qui fait la hausse du pH extracellulaire et une baisse du DE par la dépolarisation de la membrane. Il y a donc ajout de charge positive a l’intérieur de la membrane. La pompe ATP ase continue son travail en réacidifiant l’intérieur de la membrane et va repolarisé l’intérieur de la membrane ce qui va acidifier le milieu extracellulaire et reformer la grande différence de potentiel électrique.
Expliquer comment les canaux KcsA peuvent être très spécifiques pour le K+, ne laissant passer qu’un Na+ pour 10000 K+, malgré que le diamètre atomique du Na+ soit plus faible que celui du K+.
la structure des canaux KcsA, formés d’une protéine ayant deux hélices trans membranaires et d’une boucle P dans laquelle une séquence de «3» acides aminés (Gly-Tyr-Gly) sert de filtre sélectif.
La grande spécificité de ce pore est due à : 1) son diamètre similaire avec celui du K+ (0.133 nm tandis que celui du Na+ est de 0.0913 nm) et 2) la présence des atomes d’O2 des 5 acides aminés Threonine, Valine, Glycine, Tyrosine, Glycine qui, de par la position de leur carbonyl C=O, peuvent remplacer l’eau d’hydratation entourant l’ion K+ mais non celle entourant le Na+
Quelle caractéristique de la structure protéique des canaux sensibles au voltage peut expliquer leur ouverture selon la différence de potentiel transmembranaire (voltage)?
L’hélice 4 de chaque sous-unité agit comme le senseur de voltage. La présence dans cette hélice de plusieurs acides aminés lysine et arginine correctement alignées et présentant leurs charges positives vers le centre ferme le pore en présence d’un potentiel interne négatif
La présence d’un potentiel interne négatif cause leur fermeture. La proportion de canaux ouverts (Po) est nulle lorsque le potentiel électrique interne est près de –70 mV (repos) et maximale en absence de potentiel électrique. La réponse sigmoïdale de l’ouverture en fonction du potentiel interne indique un effet coopératif, cohérent avec la structure protéique des canaux, qui sont formés d’un tétramère de protéines homologues, chacune composée de six hélices transmembranaires
