Cours 4: les pompes ATP et le potentiel électique Flashcards
En gros gros, c’est quoi une pompe atp dépendantes?
les cellules utilisent 3 types de pompes dépendante de l’ATP.
ça hydrolyse une molécule d’ATP en ADP+ Pi
L’énergie libérée est utilisée ensuite pour traverser le substrat d’un côté à l’autre de la membrane
Décrit les pompes de type P?
: phosphorylation du transporteur (ajout d’un gr. Phosphate (PO3-)). Cette classe inclut la majorité des pompes permettant de maintenir le gradient des principaux ions de la cellule ( Na+, K+, H+, Ca2+)
Décrit les synthétases d’ATP?
(type F ou V): regroupement de plusieurs sous-unités pour former une structure similaire à une turbine. Utilise le gradient d’H+ pour former les molécules d’ATP. Ces pompes sont retrouvées dans la membrane des bactéries, les membranes internes des mitochondrie et dans celle des thylakoïdes des chloroplastes.
Décrit la famille des transporteurs ABC?
Permet le transport de petites molécules (autres que des ions), dans le sens ou à contre sens de leur gradient.
Les transporteurs de type ABC (ATP-Binding Cassette) transportent de petites molécules et des ions de part et autre de la membrane
La liaison avec l’ATP change la structure de la protéine et permet l’accès au substrat → pas de phosphorylation
La dissociation de la molécule transportée nécessite l’hydrolyse de l’ATP
Chaque transporteur ABC est composé minimalement de
2 domaines ABC (liaison au nucléotide)
2 domaines transmembranaires (TMD)
quells sont les domaines des pompes type-
Domaine de liaison du nucléotide (N)
DOmaine de liaison du phosphate (P)
Domaine transmembranaire (Tm, hélice, alpha)
LEs rayons x permettent de quoi?
Les rayons X= une très petite longueur d’onde
Lambda- 0,1 nm (taille d’un atome)
Cette technique localise les atomes d’une macromolécule en 3D!
Par contre, il n’y a pas de lentilles: les ordinateurs calculent la structure à partir du patron de diffraction.
donnent l’exemple des pompes sodium potassium?
Dans sa forme non phosphorylée (E1), la conformation du domaine TM permet la liaison avec l’ion exporter (ici, 3 ions NA+)
La liaison avec l’ATP au domaine N induit sont hydrolyse (E1-P) et le Pi se lie à la protéine. L’énergie libre produite est utilisée par la protéines pour changer sa conformation vers E2-P
Sous cette forme, l’affinité pour l’ADP et pour le sodium baisse. La molécule d’ADP se dissocie et les ions sont libérés dans le milieu extracellulaire.
L’espace libéré permet l’association avec le 2ième ion (ici, 2 ions k+) à importer
Le phosphate lié à la protéine est alors hydrolysé (déphosphorylation), ce qui induit un nouveau changement de conformation (E1–>E2), l’export du 2 ième vers l’intérieur de la cellule et un retour au point de départ.
Donnent l’exemple de pompes atpases?
Les synthétases d’ATP ou les pompes ATPases ne sont pas phosphorylées.
Le mouvement des certaines sous-unités permet le passage de H+ d’un côté à l’autre de la membrane (pompe à proton)
De type V: retrouvé dans la membrane des vacuoles. Permet de maintenir la différence de pH entre celle-ci et le cytoplasme. Utilise l’ATP.
De type F: Facteur de phosphorylation. Utilise le gradient de H+ pour fournir l’énergie libre nécessaire et ajouter un groupement phosphate à un ADP.
Comment se fait la production d’ATP par la mitochondrie?
La membrane interne des mitochondries est très imperméable aux protons (H+). La chaîne de transport d’électron lors de la respiration cellulaire permet leur accumulation dans l’espace intermembranaire.
Les lois physiques cherchant à rétablir un équilibre électrique, de pH et de concentration <> ces protons à retourner vers la matrice. Il ne peuvent y revenir qu’à travers le canal à protons de la sous-unité F0 des ATP synthétases.
L’ADP +Pi forment par condensation de l’ATP après s’être liés à la sous unité F1 ATPase. La séparation de l’ATP de la sous-unité F1 nécessite ensuite un mouvement de protons. Ce mouvement provoque un changement de conformation de la sous-unité, libérant ainsi l’ATP.
Comment fonctionne les pompes ATPases de type-F?
Les pompes ATPases de type-F sont formées d’un canal de H+ qui tourne dans la membrane (F0) et d’un domaine ATPase qui reste fixe (F1)
Quelles sont les étapes de la formation de ATP?
Chaque tiers du domaine F1 est formé d’une sous-unité alpha et beta et lie une molécule d’ADP et un Pi
Le passage des protons dans le domaine F0 induit la rotation de la sous-unité y au centre de la pompe
Cette rotation induit des changements de conformation des trois sites catalytiques.
Étape 1: Passe de la conformation ouverte (O) à la conformation <> (L). Lie l’ADP et le Pi
Étape 2: Passage à la troisième conformation qui ressert le site catalytique et permet la liaison de l’ADP au Pu (formation de l’ATP) (T, pout tight)
La rotation de la F0
LEs H+ entrent le c-ring qui est composé de plusieurs compartiments dont chacun possède un acide aminé Asp ou un Glu.
Le mouvement de H+ d’un compartiment à l’autre (d’un Asp à l’autre) génère la rotation de la F0
Le c-ring est attaché à la sous-unité a (statique)
Cette dernière possède un Arg à la même hauteur que l’Asp du c-ring
Lorsque les H+ arrivent à la sous-unité a, ils sont propulsés vers la matrice.
N.B: le c-ring est attaché à la sous-unité y
Décrit l’exemple de la fibrose kystiques dans les transporteur ABC?
La fibrose kystique est liée à des mutations du gène CFTR chr7.
La protéine CFTR est un transporteur ABC pour le Cl- et se trouve dans les membranes plasmiques des épithéliocytes des voies respiratoires.
Dans des conditions normales (A), les cellules vont rejeter du chlore (Cl-) vers la surface apicale via CFTR et certains canaux ioniques.
CFTR inhibe la réabsorption du Na+ en régulant son transporteur.
Équilibre Na+Cl- adéquat permet de maintenir les molécules d’eau à la surface et le mouvement des cils (clairance mucociliaire)
La mutation de CTFR entraîne une perturbation de l’équilibre Na+Cl-
Mène à une réduction de la couche aqueuse et à une mobilité difficile des cils.
Hypertrophie des glandes séromuqueuses observées.
Qu’est ce qui permet d’établir les propriétés électrique de la membrane?/
La présence de canaux ioniques permet d’établie les propriétés électriques de la membrane, nécessaire à plusieurs fonctions cellulaires (dont la transmission des signaux)
Les canaux ioniques fluctuent entre la conformation ouverte et fermée, en réponse à un stimulus
Canaux à fonction passive
Canaux sensibles au voltage
Canaux sensibles à un ligand
Canaux mécanosensible.
c’est quoi le potentiel de membrane?
Il se forme un potentiel de membrane lorsqu’il y s une différence de charge électrique de part et d’autre de cette membrane, due à un léger excédent d’ions positifs par rapport aux ions négatifs d’un côté et à un léger déficit de l’autre côté
→ Potentiel membranaire de repos= équilibre du flux d’ions
→ Équation de Nernst,
décrit les gradients électrique des cellules animales?
Les cellules emmagasinent de l’énergie sous forme d’un potentiel membranaire et d’une distribution asymétrique des ions d’un côté à l’autre de la membrane
Le gradient de K+ donne un potentiel membranaire au repos
Le gradient de Na+ est utilisé pour (1) le mouvement des solutés, (2) le maintien de l’isotonie, (3) la transmission des signaux électriques.
