cours 8 Flashcards
Donne le delta G de la rx de l’hydrolyse de l’ATP en ADP+pi et explique de ou vient l’énergie produite
La molécule d’ATP est riche en énergie grâce au liaisons phosphoanhydride entre les groupes phosphate et la ribose. Les groupes phosphates chargés négativement sont nommés alpha beta et gamma. L’hydrolyse du phosphate gamma, le plus éloigné du sucre, libère 30kj/mol. Ça veut dire que le DGo de la réaction d’hydrolyse de l’ATP en ADP + Pi est de -30kJ/mol (c’est une rx exonergique).
POurquoi on compare l’ATP à de l’argent?
L’énergie potentielle chimique de composés combustibles est convertie en ATP au lieu d’être utilisée directement pour supporter des réactions endergoniques. (L’ATP c’est pour plusieurs rx comme l’argent est pour plusieurs transactions)
Dans la cellule, la concentration d’ATP est à cmb environ? et pourquoi?
Les concentration d’ATP dans la cellule sont très élevées (10 mM), maintenues stables et 10 fois supérieure à l’équilibre par plusieurs mécanismes.
La concentration c’est important parce que la variation de DG dépend de la concentration. Si la concentration d’ATP diminue, la valeur réelle de DG diminue aussi et quelques réactions ne pourront pas utiliser l’hydrolyse de l’ATP pour obtenir l’énergie.
La véritable variation d’énergie libre d’une réaction :
dépend
a) des concentrations initiales des réactants et produits.
b) est indépendante de la concentration des réactants et produits.
a
Rappel toi du graphique avec l’énegie d’activation, les plateaux produits/subst, etc ;)
L’énergie libre pour qu’une réaction avec DG positif arrive provient:
a) d’une autre réaction avec variation DG négatif.
b) de l’enzyme qui catalyse la réaction.
a
En biologie, une réaction avec DG nég (qui produit de l’É donc exonergique) est utilisée de façon générale pour aider toutes les réactions avec DG pos (qui nécessitent de l’É donc endonergique) : l’hydrolyse de l’ATP.
En général, les réactions anaboliques ont un DG:
a) +
b) -
c) = 0
a
Une rx anabolique nécessite de l’énergie pour associer les petites sous-U!
Explique la deuxième loi de la thermodynamique
Les lois de la thermodynamique sont importantes pour comprendre le métabolisme. La 2eme loi déclare que lorsque l’énergie est transférée, il y aura mois d’énergie disponible à la fin du processus de transfert qu’au début.
C’est quoi la phrase pour se rappeler de si c’est une rx d’oxydation ou de reduction
LEO the lion says GER
Loss of
Electron
Oxydation
Gain of
Electron
Reduction
Il faut aussi savoir identifier l’oxydant et le réducteur dans une réaction redox : l’oxydant accepte les électrons et le réducteur donne les électrons.
Réduction (gain d’électrons): Oxydant + n(e-) Réducteur
Oxydation (perte d’électrons): Réducteur Oxydant + n(e-)
Explique les grandes lignes de la biosynthèse (les principes en résumé)
L’oxydation de combustibles métaboliques (glucose, acides gras, aa) produit des cofacteurs réduits: NADH, FADH2
Le transfert d’e- du NADH/FADH2 sur l’O2 est une réaction exergonique et l’énergie libre libérée est récoltée pour synthétiser de l’ATP
L’énergie libre est convertie sous la forme d’un gradient transmembranaire de protons qui est ensuite utilisé pour promouvoir la synthèse d’ATP
Qu’est ce que le potentiel REDOX et les électrons se déplacent de quelle facon selon le potentiel redox?
Plus grand est la valeur du Eo, plus grande est sa capacité pour accepter des électrons.
Alors, à retenir, les électrons vont spontanément de la substance au potentiel REDOX le plus faible vers la substance au potentiel REDOX le plus fort. Quand le potentiel REDOX est faible, les électrons ont plus d’énergie. Le transfert des électrons est favorable dans la direction où ils perdent de l’énergie (2eme loi de la thermodynamique).
montrer comment nous pouvons prédire le sens d’une réaction REDOX et calculer le DG à partir de valeurs connues de E
Le Eo de la paire REDOX pyruvate/lactate : -0,19V
Le Eo de la paire REDOX NAD+/NADH: -0,32V
La réaction de formation de lactate à partir du pyruvate catalysée par l’enzyme LDH. Le Eo de la paire REDOX pyruvate/lactate est plus fort que celui du
NAD/NADH, alors le NADH est le réducteur (donne des électrons) et le pyruvate est l’oxydant (gagne des électrons). Pour calculer la variation de E, on joint les 2 réactions : b – c, DE a une valeur positive.
Plus la différence entre les valeurs de Eo est grande, plus la tendance d’e- à passer d’une substance à l’autre, et plus la variation d’énergie libre est …
grande
Dit la relation entre le delta G et le delta Eo
Lorsqu’une rx a un DEo positif, le DG de la rx spontanée sera…
La relation entre DG et DEo vient de l’équation :
DG0=-nF DE0. Si nous substituons les valeurs obtenues par la réaction de conversion du pyruvate en lactate, nous arrivons à un DG négatif. Alors, nous concluons qu’une réaction avec une DEo positif correspond à une réaction spontanée avec DG NÉGATIF.
OU a lieu le transfert d’électron du NADH vers l’O2
eucaryote: mitochondrie
procaryote: membrane plasmique
Comment on enmmagasine l’excès d’énergie des é du NADH quand on les transfert sur le O2 par rx d’oxydation du NADH?
L’évolution a trouvé une solution pour éviter le gaspillage et la génération d’un excès dangereux d’énergie. Les électrons du NADH ne vont pas directement vers l’oxygène, ils passent par des complexes respiratoires qui se trouvent dans les mitochondries ou la membrane des bactéries. Le transfert se fait en étapes et à chaque étape, une partie de l’énergie des électrons est mise en réserve.
Vrai ou faux?
Si une molécule ou un atome est oxydé, un autre doit être réduit.
vrai
D’après l’équation DG0=-nF DE0
a) Une variation du potentiel redox négatif indique une réaction spontanée
b) Une variation du potentiel redox positif indique une réaction spontanée
b
(on oublie pas que la rx spontanée c’est quand le delta G est négatif
Quel énoncé est le plus approprié pour décrire la fonction du NAD +?
a) NAD + est un agent oxydant qui accepte des électrons de molécules organiques pour être réduit en NADH
b) NAD + est un agent réducteur qui donne des électrons et des protons aux molécules organiques
c) NAD+ est un agent oxydant qui accepte des électrons de molécules organiques pour être réduit en NADH2
d) NAD + est un agent réducteur qui donne des électrons et des protons aux molécules inorganiques
a
Les oxydants acceptent les électrons dans la rx de réduction
La condition la plus importante pour comprendre comment l’énergie des électrons est entreposée dans la membrane mitochondriale
c’est l’existence d’une membrane imperméable aux ions et aux molécules non chargées (chaine d’acide gras longue, transporteur d’ADP). La membrane interne de la mitochondrie et la membrane plasmique de bactéries ont cette propriété.
Qu’est ce que la phosphorylation oxydative?
Oxidative phosphorylation is the process of ATP formation, when electrons are transferred by electron carriers from NADH or FADH2 to oxygen
Pourquoi on dit que la composition ionique de l’espace intermembranaire est équivalente à celle du cytosol
Les mitochondries ont aussi une membrane externe avec des gros pores qui permettent la diffusion de toute molécule jusqu’à 10kDa fait de PORINE
Quelles rx se passent dans la matrice mitochondriale
cycle de krebs, oxydation des acides gras
Qu’est ce que la chimiosmose
Chemiosmosis is the movement of ions across a semipermeable membrane bound structure, down their electrochemical gradient. An example of this would be the formation of adenosine triphosphate (ATP) by the movement of hydrogen ions (H+) across a membrane during cellular respiration or photosynthesis.
Hydrogen ions, or protons, will diffuse from an area of high proton concentration to an area of lower proton concentration, and an electrochemical concentration gradient of protons across a membrane can be harnessed to make ATP. This process is related to osmosis, the diffusion of water across a membrane, which is why it is called “chemiosmosis”.
d’ou provient le NADH et le FADH2 dans la mitochondrie?
Dans les mitochondries, le cycle de Krebs et la beta-oxydation, donnent la plupart de NADH et FADH2 pour la chaine de transport d’électron. Par contre, pendant la glycolyse, il y a aussi la génération du NADH cytosolique. Comment ce NADH est-il oxydé? Il n’y as pas de transport direct du NADH du cytosol vers les mitochondries
À quoi servent le NADH et le FADH2 ?
Les coenzymes réduits NADH et FADH2 constituent les sources des électrons pour la chaîne de transport des électrons (CTE).
Comment le NADH cytosolique généré pendant la glycolyse est oxydé par la navette glycérol-phosphate et combien d’AtP ca génère?
Dans le cytosol le NADH est converti en NAD+ par la GPDc qui va aussi transformer la DHAP en GP. Le GP (ce lui qui a les électrons maintenant rentre dans l’espace intermembranaire ). Les 2e- sont transférés à la coenzyme FAD de la GPDm pour former le FADH2.
Le GP est donc reconverti en DHAP et les deux e- seront donnés au CoQ. Le DHAP sort de l’espace inter membranaire pour recommencer le cycle.
-> 1.5 stp sont relâche
Est ce que le NADH cytosolique peut entrer dans la mitochondrie?
NON
pas de transport direct du NADH du cytosol vers la mitochondrie
c’est quoi le bilan de la navette glycérol-phosphate
1,5 atp relache
Explique comment le NAdH cytosolique généré pendant la glycolyse est oxydé par la navette malate/asparate
Dans le cytosol, l’enzyme MDH1c (malate déshydrogénase 1 cytosolique) oxyde le NADH en même temps qu’elle va convertir l’oxaloacétate (OAA) en malate. Le malate rentre dans la mitochondrie (celui qui porte les e-). Et la MDH2m va catalyser la réaction inverse et reconvertir le malate en OAA comme vous avez déjà vu dans le cycle de Krebs. Dans cette réaction, les électrons passent au NAD+ pour former le NADH.
Combien d’ATP est relaché quand la malate déshyrogénase mitochondriale 2 réduit le NAD+ en NADH pour changer le malate en oxaloacétate
2,5 atp
Quel transporteur transporte le malate à l’intérieur de la matrice mitochondriale
malate alpha cetoglutarate
Explique lce que fait le complexe 1 et donne le nom de l’enzyme qui permet la rx
Complexe I : NADH-ubiquinone réductase
Le NADH donne ses 2e- au FMN qui transmettre un au centre F-S, attend que celui-ci le transmette au prochain centre F-S et ensuit donne son deuxième e-. Pareille, la ubiquinone accepte un e- du dernier centre F-S pour former une semiquionoe et attendre pour en deuxième e-.
Explique ce que fait le complexe 2 et donne l’enzyme qui permet la rx
Complexe II: succinate-ubiquinone réductase
L’ubiquinone reçoit des électrons pas seulement du complexe I mais aussi des autres enzymes ancrés a la membrane mitochondriale interne: les trois plus importantes sont
Complexe II qui inclus la SDH du cycle de Krebs
Acyl CoA déshydrogénase de la bêta oxydation
GGPD de la navette glycérol phosphate
Par quoi est réduite la coenzyme Q dans la chaine de transport d’électron
electron? h+?
Quel est l’autre nom de la coenzyme Q
Q: Coenzyme Q = Ubiquinone
Explique le rôle du complexe 3 et l’enzyme qui le compose
Complexe III = Ubiquinol – cytochrome c réductase
Pendant la première étape, l’ubiquinol donne un e- a l’ISP et un e- au cyt b. 2 protons sont déplacés à l’espace IM. L’ubiquinone (forme oxydée) se déplace ensuite à une 2e site du complexe 3 ou elle reçoit le e- du cyt b et forme une semiquinone. ISP donne son électron au cytochrome c1 dans le complexe III qui le donne ensuite au cytochrome c, une petite protéine soluble a l’espace IM..
A la 2e étape une 2e molécule d’ubiquinol fait la même chose que la première molécule, donne un e- a l’ISP et un autre au cyt b. 2 autres protons sont déplacés a l’espace IM. Par contre, l’e- du cyt b est maintenant transféré à la semiquinone pour régénérer l’ubiquinol.
La balance c’est l’oxydation d’une molécule de ubiquinol, la réduction de 2 molécules de cytochrome c et le transport de 4 protons. Ce mécanisme est connu comme le cycle Q.
Combien d’électrons transporte le cytochrome C et quel est son rôle
1 electron
ROLE
Explique le role du complexe 4 et l’enzyme qui l’aide
Complexe IV: Cytochrome c oxydase
Le complexe IV reçoit les électrons du cytochrome c, il s’appelle aussi cytochrome c oxydase. Dans le complexe IV nous allons rencontrer l’accepteur final de la chaine de transport des e: l’oxygène.
À noter 2 choses importantes:
On a besoin 4 e- pour réduire une molécule de O2 (les atomes d’oxygène ne sont pas stables) . Le passage de 4e- dans le complexe IV permettre le transport de 4H+. Par contre on commence la CTE avec 2e du NADH ou FADH2. Alors, la balance par molécule du NADH ou FADH2 c’est 2H+.
Le complexe IV comporte de centres redox avec groupement hème ou cuivre.
Quel est l’accepteur final d’électron dans la chaine respiratoire?
l’oxygène.
Rôle du complexe 5 et enzyme qui l’aide
Complexe V : ATPase /ATP synthase
À noter 2 choses importantes:
On a besoin 4 e- pour réduire une molécule de O2 (les atomes d’oxygène ne sont pas stables) . Le passage de 4e- dans le complexe IV permettre le transport de 4H+. Par contre on commence la CTE avec 2e du NADH ou FADH2. Alors, la balance par molécule du NADH ou FADH2 c’est 2H+.
Le complexe IV comporte de centres redox avec groupement hème ou cuivre.
POur chaque complexe dans la chaine respiratoire, écrit le nombre de H+ libéré à l’ext de la mito dans l’espace intermembranaire, l’enzyme qui aide et l’agent oxydé
1= 4H+
3= 4H+
4= 2H+
Lors du transfert des électrons de NADH à l’ubiquinone, le Complexe 1 transfère … protons de la matrice mitochondriale vers …
Lors du transfert des électrons de NADH à l’ubiquinone, le Complexe I transfère quatre protons de la matrice mitochondriale vers l’espace intermembranaire
Dans le complexe 1, quels cofacteurs recoivent les 2 é du NADH oxydé?
FMN
Combien de porte à proton dans le complexe 1 et combien d’électron on transporte à la fois
Que signifie FMN
Flavine mononucléotide
Explique les différentes formes que peut prendre les quinones
Ubiquinone (Q) = forme oxydée
Intermédiaire semiquinone (·QH)
Ubiquinol (QH2) = forme réduite
Comment on peut expliquer que l’ubiquinone (coenzyme Q) est soluble dans l’eau et se promène librement dans la membrane?
l’ubiquinone est un transporteur soluble qui se promène librement dans la membrane interne grâce à sa queue hydrophobe.
Explique la structure des quinones selon
Ubiquinone
semiquinone
ubiquinol
Ubiquinone= Q (forme oxydee)
semiquinone= QH
ubiquinol= QH2 (forme réduite)
L’énergie de 1 molécule du NADH permet que le complexe I transporte
a) 2 H+
b) 3 H+
c) 4 H+
c
Vrai ou faux?
Les électrons du NADH vont toujours rentrer par le complexe I.
Les centres Fer-Soufre transportent 2 e-.
Le complexe 1 oxyde le NADH
le potentiel redox pour le NADH est plus petit que pour le FMN
vrai
faux
vrai
faux
Dans le complexe 3, donne la balance de la rx
La balance c’est l’oxydation d’une molécule de ubiquinol, la réduction de 2 molécules de cytochrome c et le transport de 4 protons. Ce mécanisme est connu comme le cycle Q.
L’ubiquinone reçoit des électrons pas seulement du complexe I mais aussi des autres enzymes ancrées dans la membrane mitochondrial interne: les trois plus importantes sont:
Complexe II qui inclus la SDH du cycle de Krebs
Acyl CoA déshydrogénase de la bêta oxydation
GGPD de la navette glycérol phosphate
Rôle du cytochrome C
À noter que le complexe IV comporte de centres redox avec groupement …
hème ou cuivre.
Dans le complexe IV nous allons rencontrer l’accepteur final de la chaîne de transport des e-:
oxygene
Quelle rx a lieu dans le complexe 4**
O2 + 4e- + 4H+ —–> 2H2O
Pendant le transport des électrons, il y a un transfert de protons à partir de complexes respiratoires à l’exception de quel complexe?
a) Complexe I,
b) Complexe II,
c) Complexe III,
d) Complexe IV
b
Explique la théorie chimiosmotique et dit de qui vient l’idée
Peter Mitchell
L’idée acceptée c’était que dans les mitochondries il y avait de métabolites de haute énergie qui explique la plus importante synthèse d’ATP pendant la respiration
Mitchell propose qu’un gradient de protons fût l’intermédiaire
Qu’est ce qui se passe dans la chaine de transport d’électrons si on arrête la synthèse d’AtP au complexe 5
-accumulation h+
-pompage s’arrete
-oxydation du nadh et fadh2 s’arrête
Trouver l’énoncé qui est faux. Le coenzyme Q transfère ses e-…
a) Entre le complexe I et III
b) Entre le complexe II et III
c) Entre le complexe III et IV
c
Ecrit la formule et décrit la composante chimique et électrique de la variation d’énergie qui génère le gradient de proton
DG du gradient de protons 20 kj/mol environ … kcal/mol
5,2 kcal/mol
Explique la formation d’ATP avec les différentes formes d’énergie (chimique, mécanique….)
La synthèse de l’ATP repose sur une conversion énergétique, via des changements de conformation des sous-unités.
L’énergie chimique de réactions rédox est transforméeen force protomotrice, puis en mouvement mécanique d’un moteur rotatifpour finir à nouveau en énergie chimique sous la forme d’ATP.
Explique les caractéristiques de l’ATP synthase
Deux parties:
F0: enchâssée dans la membrane
F1: activité catalytique: 3 sites catalytiques
Rapport P/O (nombre d’AtP produit par nombre de molécule d’o2 réduit) pour NADH et FADH2 et explique selon leur nombre de protons
P/O = 2,5 pour NADH: (10 protons)
P/O = 1,5 FADH2 (6 protons)
Que représente le rapport P/O
nombre de phosphorylations d’ADP/ atomes d’oxygène réduits
Rempli les trous :
le bilan de la glycolyse
D’abord, au cytosol, la glycolyse produit : ???,???,???. Les 2 pyruvate dans la réaction PDH produisent … et … , qui à leur tour produisent ………….. Alors nous avons ……. Nous savons que chaque NADH donne 2.5 ATP et chaque FADH2 1.5. ça nous donne … ATP.
. D’abord au cytosol la glycolyse produit: 2ATP, 2NADH e 2 pyruvate. Le 2 pyruvates dans la réaction PDH produisent 2NADH et 2 Acetyl-CoA. Qui a leur tour produisent 6NADH, 2FADH2 et 2GTP. Alors nous avons 10NADH et 2FADH2. Nous savons que chaque NADH donne 2.5 ATP et chaque FADH2 1.5. ça nous donne 32 ATP
Compare l’efficacité de la glycolyse aerobie et anaerobie
L’efficacité est de100 x 233,6/688= 33,9 % (2% pour la glycolyse anaérobie)
efficacité aerobie»>
Décrivez le potentiel de membrane mitochondriale Dy
a) Négatif à l’intérieur et positif à l’extérieur
b) Positif à l’intérieur et négatif à l’extérieur
a
.Vrai ou Faux?
Toute l’énergie potentielle du glucose est transformée en ATP
faux
Les électrons du FADH2 produisent:
a) 4 ATP b) 3 ATP c) 1.5 ATP d) 32 ATP
c
