cours 8 Flashcards
1
Q
De quoi les bactéries ont-elles besoin pour leur métabolisme?
A
- nutriments (et/où lumière) –> énergie libre nécessaire pour tous les processus cellulaires
- carbone et autres éléments –> matériel cellulaire (ADN, prot ARN…)
- eau
2
Q
Qu’est-ce que le catabolisme?
A
l’ensemble des rx de dégradation moléculaire des composés complexes
on détruit/déconstruit
3
Q
Qu’est-ce que les rx de catabolisme génèrent?
A
- génération d’énergie en dorme de liaison à haute énergie (dont ATP)
- génération de pouvoir de réduction (DADH, NADPH, FADH2)
- synthèse de précurseurs pour l’anabolisme
4
Q
Qu’est-ce qu’une rx d’anabolisme?
A
l’ensemble des rx de synthèse moléculaire des composés complexes (ADN, ARN, prot, paroi…)
on construit
5
Q
Qu’est-ce que l’énergie libre de Gibbs? Et son équation?
A
- indique la capacité théoriquement disponible pour effectuer du travail (faciliter mouvement, rx chimique…)
- G = H - TS (où H est enthalpie (énergie interne, stocké dans les liaisons, et S est l’entropie)
- attn à stoechiométrie dans le calcul, on utilise Gf0 qui est l’énergie libre de formation pour chaque molécule
6
Q
Quelle est la différence entre une égergie libre de Gibbs + et une -?
A
- positive: réaction endothermique, non spontanée
- négative: réaction exotehermique, rx spontanée
7
Q
Qu’arrive-t-il au deltaG pour l’Activation aveec une enzyme?
A
l’enzyme vient diminuer la seuil de la rx. l’énergie d’activation est plus base et la rx peut commencer plus facilement
8
Q
Vrai ou faux. si une rx non-spontannée est couplée à une rx spontanée, l’ensemble de deux rx peut devenir spontanée.
A
Vrai
9
Q
Quelle est la monnaie principale de l’énergie?
A
ATP
10
Q
Quelles sont les liaisons à haute et à faible énergie dans l’ATP?
A
- liaison à haute énergie: liaisons phosphoanhydride (souvent anoté avec une vague, entre P et O dans le triphosphate)
- liaison à faible énergie: liaison ester (liaison du O avec P et CH2)
11
Q
Dans l’ATP quelle est la charge des 3 phosphates?
A
-4
12
Q
Comment est le deltaG pour passer de ATP à ADP et inversement?
A
- ATP à ADP: neg, rx spontanée
- ADP à ATP: pos, rx non spontanée
13
Q
Comment agit le potentiel de phosphorylation dans une échelle?
A
- 1,3-Bisphosphoglycerate
- ATP
-glucose 6-phosphate - au dessus: donne à l’ATP
-en dessous: recoit de l’ATP - transfert de P
14
Q
Donner deux exemple du potentiel de phosphorylation lors de la glycolyse.
A
- ATP donne un ou deux groupements phosphate, par ex. au glucose ( Glu + ATP –> glucose 6-phosphate +ADP)
- ATP reçoit un groupement phosphate de 1,3-Bisphosphoglycerate (1,3-Bisphosphoglycerate + ADP –> 3-phosphoglycerate + ATP)
15
Q
Un lien anhydre a-t-il plus d’énergie qu’un lien ester?
A
Oui
16
Q
Quel(s) lien(s) dans phosphoenolpyruvate?
A
anhydre
17
Q
Quel(s) lien(s) dans ATP?
A
anhydidre et ester
18
Q
Quel(s) lien(s) dans glucose 6-phosphate?
A
ester
19
Q
Quel(s) lien(s) dans acetyl-CoA?
A
tioester
20
Q
Quel(s) lien(s) dans acetyl phosphate?
A
anhydride
21
Q
Quels sont les 3 types de synthèse de l’ATP?
A
- phosphorylation au niveau du substrat (ex.: glycolyse)
- phosphorylation oxydative = respiration (notament par oxydation de O2 (respi aé) C6H12)6 + 6O2 –> 6CO2 + 6H2O)
- Photophosphorylation
22
Q
Qu’est-ce qu’une rx d’oxydoréduction?
A
un tranfert l’électrons. toujours un récepteur et un donneur d’électrons
- une espèce donne des électrons. cette espèce est oxydé impliquant une oxydation
- une autre espèce reçoit des électrons. cette espèce est réduite impliquant une réduction
23
Q
Qui est le principal receveur et qui est le principal récepteur d’électrons?
A
- donneur: hydrogène. toujours +1
- récepteur: oxygène. toujours -2 car gagne 2 électrons
24
Q
Le carbone reçoit ou donne des électrons?
A
il peut faire les deux selon le contexte
25
Vrai ou faux. Plus une molécule est réduite, plus elle est difficile à oxyder.
Faux. Plus une molécule est réduite, plus elle est facile à oxyder
- +4: plus réduit
- -4: plus oxyder
26
Qu'est-ce que le potentiel redox?
- E0'
- potentiel de la réduction en Volt
- indique la capacité de l'accepteur à recevoir un électron
27
Dans les couples redox, l'accepteur d'électron est à droit ou à gauche?
à gauche
- ex.: CO2-Glucose: le glucose donne électrons à CO2. glucose est réduit et CO2 est oxydé
28
Que veut dire un E0' bas (haut dans la liste)?
molécule à gauche est un faible agen d'oxydation, mais la molécule à droite est un fort agent de réduction
29
Que veut dire un E0' haut (bas dans la liste)?
forte réduction, accepteur d'électrons
30
Pour une cellule de E.coli, combien d'ATP synthase est nécessaire?
3000 ATP synthase par cellule
- on sait que 4 ATP par liaison peptidique
31
**Comment savoir si une molécule peut donner un électron à une autre molécule?
- Les molécules qui peuvent donner sont à droite
- Pour pouvoir donner, il faut que l'E0' soit plus bas, donc plus haut dans le tableau que la molécule qui va recevoir
32
Dans la glycolyse, quelle est la production nette d'ATP?
2 ATP (perte de 2 et production de 4 (rx oxydoréduction)
33
Dans la glycolyse est-ce qu'il y a formation de NADPH ou de NADH?
NADH
34
Quelle est la différence entre NAD+ et NADH + H+?
- NAD+: forme oxydée
- NADH: forme réduite (produit d'une rx d'oxydoréduction
35
Comment les cellules peuvent-elles regénérer le NAD+?
- Par la fermentation (pyruvate se transforme en lactate/éthanol/acétate et on utilise NADH pour faire la transfo et donc NAD+ produit)
- Par la phosphorylation oxydative
36
Dans la fermentation à acide lactique, quelle enzyme est importante?
lactate dehydrogenase (permet la transformation du pyruvate en acide lactique)
37
La fermentation à acide lactique est-elle une rx spontanée ou non spontanée?
spontanée, mais non efficace, donc on ne privilégie pas cette voie.
38
Vrai ou faux. Dans la glycolyse, toutes les étapes sont irréversibles.
Faux. seulement quelques unes (3 )
39
Dans la glycolyse, quelles étapes sont irréversible?
1. phosphorylation du glucose (transformation du glucose + ATP en glucose 6-phosphate +ADP)
3. fructose 6-phosphate + ATP transformer en fructose 1,6-biphosphate +ADP
10. PEP + ADP transformer en pyruvate +ATP
**réversible quand les rx ne nécessite pas de transfert d'énergie avec des ATP
40
Vrai ou faux. NADH est un bon donneur d'électron.
Vrai, car il est un agent réducteur
Il peut transférer 2 électrons pour la réduction d'oxygène (dans la chaine de transport des électrons)
41
Qui est le principal producteur de NADH?
le cycle de Krebs
42
Par quoi commence la phosphorylation oxydative?
le cycle de krebs
43
Quel est le bilan de la transformation de 2 molécules de pyruvate en Acetyl CoA, citrate, isicitrate...?
- 2x 4 NADH
- 2x 1 FADH2
- 2x 1 ATP
- 2x 3 CO2
44
Quelles sont les 3 coenzymes dédiées au transfert d'électrons?
NADH
NADPH
FADH2
45
Quelle est la 2e étape de production d'ATP?
chaine de respiration/transport des électrons
46
Qu'est-ce que la chaine de transport d'électrons?
- c'est une série de rx redox d'un protentiel augmentant le long de la chaine
- séparation d'ékectrons et de protons (protons vient de NADH et du cytoplasme)
- il y a une force proton motrice
47
Dans le transport d'électrons, quelles protéines/cofacteurs/coenzyme quinone sont utilisées? Et leur rôle.
- FMN et ubiquinone: acceptent des électrons et protons, mais donnent que des électrons
- transportent que des électrons
48
Combien y a-t-il de complexe dans la chaine de transport d'électrons?
4
49
Dans la chaine de transport des électrons, quelles sont les 3 rx du complexe I?
NADH + H+ --> NAD+ + 2e- +2H+
FMN + 2H+ + 2e- --> FMNH2
exige la NADH déshydrogénase et la protéine de flavine
FMNH2 --> FMN + 2H+ + 2e-
Fe/S + 2e- -->Fe/S2
exige des cluster de Fe/S
Fe/S2 --> Fe/S + 2e-
Q + 2H+ + 2e- --> QH2
exige une molécule d'ubiquinone
50
Dans la chaine de transport des électrons, complexe I, combien de protons sont transportés au total?
- il y a transport de 4 H+ dan sle périplasme
- un des facteirs responsable est l'alternance de proteurs de H+ + e- et de porteur d'e-
- transport n'est pas encore complètement compris
51
Dans la chaine de transport des électrons, quelles sont les étapes suivant le complexe I?
1. NADH --> complexe I --> QH2 (NADH quinose réductase) complexe I
2. QH2 --> complexe III --> cyt c (bc1cytochrome) la quinone donne ses électrons au complexe III et ensuite donne au cytochrome c
3. cyt c --> complexe IV --> O2 cytochrome c donne ses électrons au complexe 4, O2 est un accepteur d'électron en milieu aé
1b. complexe II (succinate dehydrogenase) présent lorsque FAD rentre en jeu
52
Qu'est-ce que la force proton motrice?
c'est un gradient de protons qui sert comme forme d'énergie libre
- selon le côté de la membrane. Un bord +++ H+ et l'autre peu H+
- cela donne un potentiel à la membrane
53
Qu'est-ce que l'ATP synthase?
ATPase
- complexe de protéines qui transforme la force proton motrice en ATP
- il y a production d'un ATP par 3 H+
54
Comment fonctionne l'ATP synthase (ses deux parties)?
- F0: rotor (dans la membrane)
- F1: stator (responsable pour la rx
- quand il y a passage des H+ dans F0, cela entraine la rotation de F1
- production et libération d'ATP: variation de conformation des sous-unité par le rotor
- une rotation complète produit 3ATP et exige 10 H+
- le moteur peut rotationner en inverse, si la concentration en ATP est haute
55
Quel est le bilan de la glycolyse et la respiration oxydative?
- phosphorylation au niveau du substrat: glycolyse + Krebs = 4 ATP
- phosphorylation oxydative: 10 NADH + 2 FADH2
- chaine de transport d'e-:
10H+/NADH et 6H+/FADH2
=10 x 10 + 2 x 6 = 112
112 x 3 /10 = 33.6
- TOTAL: 38 ATP/molécule de glucose (plus réaliste 30, car perte en rx physiologique)
56
Vrai ou faux. Les Gram + ont deux membranes et les Gram - une seule.
Faux. Les Gram - en ont deux et les Gram + une seule
57
L'import à travers la membrane externe concerne qui?
seulement les gram -, car gram - n'ont pas de membrane externe
58
Grace a qui l'import à travers la membrane externe est-il possible?
les porines
canal qui permet la diffusion jusqu'au périplasme
59
Qu'est-ce qu'une porine?
- prot constituées principalement de feuillets bêta
- feuilletes bêta intercalés dans la membrane externe formant un pore
- forme de baril
-généralement un trimère protéines
60
Qu'est-ce que la diffusion passive à travers les porines? Qui fait ça?
- les petites molécules hydrophiles passent la membrane externe par diffusion passive
- pas besoin d'énergie
- pas besoin de porine spécifique
- généralement, ces molécules diffusent ensuite dans le périplasme jusqu'à la membrane interne
- sucres simples (glucose), AA, sels, ions
61
Qu'est-ce que la diffusion facilitée à travers les porines?
- les molécules hydrophiles trop grosses pour la passive
- implique la reconnaissance de substrat par des porines spécifiques dans la membrane externe
- pas besoin d'énergie
- généralement, le transport jusqu'au cytoplasme implique d'autres protéines spécifiques (ex.: prot de liaison périplasmique)
- dans le cytoplasme: ces molécules sont digérées en éléments simples pour le métabolisme
62
Donner un exemple de diffusion facilitée par les porines.
1. polymère de glucose (ex.: maltose et maldodextrine) reconnus pat la porine spécifique LamB**
2. transport au travert de la membrane externe
3. association à la protéine de liaison périplasmique MalE **
4. transport dans le périplasme jusqu'au cytoplasme
63
Qu'est-ce que le transport actif par les porines? Qui fait ça?
- Les très grosses molécules ne peuvent pas traverser la membrane externe par diffusion simple ou facilitée
- nécessite des potines spécifique et de l'énergie
- généralement, le transport jusqu'au sytoplame implqie d'autres protéines spécifiques (ex.: prot de liaison périplasmique)
64
Est-ce qu'il y a de l'ATP dans le périplasme?
non
65
S'il n'y a pas d'ATP dans le périplasme, comment on va aller chercher notre énergie pour le transport actif?
par le transport dépendant de TonB
66
Qu'est-ce que TonB?
une protétine insérée dans la membrane interne qui possède un large domaine périplasmique er qui interagir avec les protéines membranaires ExbB et ExbD
- changement de conformation
67
Qu'est-ce que le complexe TonB-ExbB-ExbD?
système de transtuction d'énergie provenant du gradient de protons de la membrane interne (force proton motrice) pour les systèmes de transport spécifiques au travers de la membrane externe ayant un besoin énergétique
- transporte énergie
68
Quels sont les rôles des porines BtuB et porines FhuA?
- import de vit B12
- import du fer
69
Est-ce que TonB est conservé chez les bactéries Gram+?
non, pas de paroi externe
70
chez les bactéries Gram+, commenr se fait le transport jusqu'à la membrane interne?
Par diffusion facilitée pour les petites molécules, par des prot de liaison intégrés dans la membrane interne et exposées au milieu extracellulaire pour les molécules plus complexes
la diffusion est suffisante
71
L'import à travers la membrane interne est pour les Gram + ou Gram - ?
les deux
72
Quels sont les 3 types de transport ne demandant pas d'énergie chimique?
- uniport
- symport
-antiport
73
Est-ce que les transporteurs de la membrane interne demandent de l'énergie chimique?
non
74
De quoi sont constitués les transporteurs de la membrane interne?
constitués principalement d'hélice alpha qui s'intercalent dans la membrane interne pour former un canal (serré, très contrôlé)
75
Comment est la structure des transporteurs de la membrane interne?
c'est un serpentin qui va et vient à travers de la membrane
76
Qu'est-ce q'un transporteur uniporteur?
flux d'ions grâce au gradient ionique (champs électrique, un côté + un côté -)
transporte une chose
77
Qu'est-ce q'un transporteur symporteur?
flux de molécules grâce au gradient de protons (ou de sodium) (H+ avec AA, acide organique, sucre ou Na+ avec AA)
on transporte deux choses en mm temps dans le mm sens
78
Qu'est-ce q'un transporteur antiporteur?
flux de molécules par échanges d'ions
on transporte deux choses en même temps mais dans le sens inverse (N+ contre Na+ ou NO2- contre NO3-, AA aussi possible dans l'échange)
79
Qu'est-ce q'un transporteur du systèmes TRAP?
- Tripartite ATP-independent periplasmic transporters
- pas besoin d'ATP
- transporteur d'acide dicarboxyliques, autres substrats potentiels inconnus
- couplé à une protéines de liaison membranaire chez les Gram +, couplé à une protéine de liaison périplasmique chez les Gram -
- import de type symport: utilise le gradient de protons
- Attn! besoin de deux prot membranaire en complexe et non une seule
80
Quels sont les deux types de transport demandant de l'énergie chimique?
1. systèmes ATP-binding cassette (ABC)
2. système relié à la phosphorylation métabolique (PTS = phosphotransferase system)
81
Qu'est-ce que le système ABC?
- type de système de transport très répondu chez les bactéries
- regroupe la plus grande famille de prot
- forte spécificité pour une substrat donné
- dépendent de la liaison et de l'hydrolyse de l'ATP cytoplasmique pour leur activité de transport au travers la membrane interne
82
Comment est l'organisation des systèmes ABC?
- le substrat est souvent livré par une prot de liaison membranaire ou périplamique
- systèmes sont constitués de 2 domaines transmembranaires(formé d'une prot sous forme dimérique ou de deux prot distinctes) et de 2 domaines cytoplasmiques (formés d'une protéine sous forme dimérique)
- généralement formé de +s protéines qui s'assemblent en un transporteur fonctionnel; rarement formés d'une seule prot fusionnée
83
Quels sont les métabolites transportés par des systèmes ABC?
- sucre
- AA
- ions
- autres (vit B12, complexe sidérophore-fer)
84
comment les complexes sidérophores-fer et la vitamineB12 sont-ils transportés au travers de la membrane externe et du périplasme chez les Gram - ?
par des porines spécifique impliquant le système TonB et par une protéine de liaison périplasmique
85
Pour quoi le système PTS est utilisé?
- certaines sucres (glucose) qui requièrent une phosphorylation lors de leur utilisation métabolique
86
Dans le système PTS de quoi tire-t-on l'énergie?
PEP, phosphoénolpyruvate. qui est un produit de la phosphorylation du pyruvate kinase et l'ATP
87
Quel type de transporteur est utilisé dans le transport du glucose par le système PTS?
- import via uniport
88
Quel est le rôle de la phosphorylation dans le transport du glucose par le système PTS?
- requise pour l'utilisation métabolique des sucres
- prévient l'export des sucres hors des bactéries
- il y a une phosphorylation par le complexe enzymatique membranaire (PTS) pendant l'import
89
Quels sont les sytèmes qui utilisent le gradient ionique ou la force proton motrice?
- uniporteurs
- symporteurs
- antiporteurs
- TRAP
90
Quels sont les sytèmes qui utilisent de l'énergie chimique et quelle est leur source d'énergie chimique?
- système ABC --> ATP
- système PTS --> PEP
