Cours 8 : Bioénergétique Flashcards
Qu’est ce que l’énergie potentielle chimique
énergie stockée dans les liaisons assemblant les atomes en molécules
Que ce passe t’il lors du catabolisme avec l’énergie des liaison et les molécule complexe.
- Pendant le catabolisme l’énergie entreposée dans les liaisons chimiques de molécules est convertie dans une forme d’énergie utilisable pour les réactions anaboliques et d’autres fonctions qui ont besoin d’énergie.
- Les molécules complexes sont aussi converties en des éléments de base utilisés pour l’anabolisme.
Que veut on dire par énergie libre
L’énergie libre pour faire un travail
La 2e loi de la thermodynamique déclare quoi en rapport avec le transfert d’énergie
La 2e loi déclare que lors que l’énergie est transférée il y aura mois d’énergie disponible a la fin du processus de transfert qu’au début
Quand , L’énergie des réactif est inférieur à celle des produits la variation d’énergie libre (DG) est comment
Positive ( endergonique )
* L’inverse donne un DG négatif => produit de l’énergie ( exergonique )
La 2e loi nous indique qu’une certaine forme de rct ne sont pas favorable , laquelle
DG positive ( produit > réactif )
Les rct anabolique ont un DG comment
Positif ( endergonique )
On a besoin de bcp de rct endergonique dans le corps alors comment fait on pour les obtenir
- On peut utiliser les réactions DG neg pour aider les réactions DG pos
- une réaction avec DG neg est utilisée de façon générale pour aider toutes les réactions avec DG pos: l’hydrolyse de l’ATP.
V/F : DG est une propriété du système
Vrai
Toutes les réactions in vivo s’effectuent avec quelle impact sur l’énergie libre
Une diminution nette de l’énergie libre
Donner un exemple de rct défavorables couplés avec des rct favorables
La réaction d’hydrolyse dATP est la réaction exergonique utilisée par les cellules pour donner l’énergie libre aux réactions endergoniques.
Pourquoi l’ATP est riche en énergie ( constituer de quoi )
- La molécule d’ATP est riche en énergie grâce aux liaisons phosphoanhydride entre les groupes phosphate et le ribose.
- Les groupes phosphates chargés négativement sont nommés a, bêta 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
V/F : . L’énergie potentielle chimique de composés combustibles est utilisé directement pour des rct endergonique
FAUX : L’EPC est changer en ATP avant
Quelles sont les concentrations de l’ATP dans la cell.
Les C. sont très élevée ( 10 mM) et maintenu stable et 10 fois supérieures a l’équilibre par plusieurs mécanismes
Pourquoi c’est nécessaire de maintenir la concentration d’ATP stable
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
Parler du rapport entre la spontanéité et la concentration et la vitesse de la rct
- La spontanéité d’une réaction dépend des concentrations réelles des réactifs (une réaction avec DGo positive peut se produire in vivo en fonction des concentrations des réactifs)
- Spontanéité thermodynamique ne signifie pas que la réaction est rapide. ( la vitesse est controlée par les enzymes )
L’équation de Gibs nous indique quoi
- donne la vraie valeur de DG à partir de valeur DGo mesurés dans des conditions standard
- indique aussi qu’une réaction avec une DGo positive peut devenir favorable si les réactants sont très concentrés par rapport aux produits de la réaction
Qu’est ce que la charge énergétique
une équation qui mette en relation les concentrations d’ATP, ADP et AMP
Si la charge énergétique est basse quell est l’impact sur le taux de rct
Le taux de rct est élevée ( production d’ATP )
* contraire taux de rct est faible et on utilise l’ATP
L’oxydation de combustibles métabolique produit quoi
produit des cofacteurs réduits: NADH, FADH2
Que peut on dire sur le transfert d’e- du NADH/FADH2 sur l’O2
- réaction exergonique
- l’énergie libre libérée est récoltée pour synthétiser de l’ATP
L’énergie libre est convertie sous la forme de quoi suite à l’oxydation
d’un gradient transmembranaire de protons qui est ensuite utilisé pour promouvoir la synthèse d’ATP
Expliquer la demi rct d’oxydation et de réduction
- Réduction (gain d’électrons): Oxydant + n(e-) => Réducteur
- Oxydation (perte d’électrons): Réducteur => oxydant + n(e-)
Dans les rct métabolique comment se fait le transfert d’électron . Le FAD et NAD accepte quoi
- le transfert des électrons se fait à la paire de transferts des atomes d’hydrogène.
- Les accepteurs: FAD et NAD acceptent les atomes d’hydrogène.
- Le FAD accepte 2H
- Le NAD un atome d’hydrogène avec un électron extra, l’ion hydrure.
Qu’est ce que le potentiel redox
indique la tendance qu’a une substance à être réduite (donc à accepter des électrons)
Que signifie le E^o’
- plus la valeur d’ Eo’ est grande et plus il y a de chances pour que la forme oxydée du substrat accepte des e- pour être réduite.
- plus la substance va agir comme un oxydant. Les unités d’Eo’ sont en Volts.
Eo’ indique une valeur dans quelle conditions
conditions standard ( d’1 atm, 25oC, pH 7,0 et toutes les espèces à la conc. 1M)
Plus l’Eo’ est petite que cela indique sur l’atome
plus le réducteur est capable de donner des électrons
Quelle équation donne le potentiel redox réel ( e à partie de Eo’ )
Équation de Nernst
V/F : E dépend de la c
Vrai : E dépende de la concentration, alors des substances avec faible E. peuvent accepter des électrons dans des conditions ou la forme oxydée est très abondante
Comment se déplace les électrons **
les électrons vont spontanément de la substance au potentiel REDOX le plus faible vers la substance au potentiel redox le plus fort
Expliquer l’énergie des électrons selon le potentiel REDOX *
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 (2e loi de la thermodynamique). ( plus petit => reducteur , plus fort => oxydant )
Dans le couple NAD / NADH quel est le réducteur
NADH => NAD+ est l’oxydant
Quel est l’impact de Eo sur le mouvement des électrons
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
Une rct avec un DEo positif correspond à quoi
une réaction spontanée avec DG négatif.
Quel est le role du NADH
NADH est la molécule qui collecte les électrons présents dans les molécules de glucose et acide gras
Pourquoi c’est du gaspillage si on utilise l’oxydation du NADH comme source d’énergioe
Ça nous donne 52.5 kcal/mole ou 220 kJ /mole. Pour fabriquer de l’ATP ça nous prendre 30 kj/mol
Quelle est la 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
Expliquer les parties de la mithochondries et leur caractéristiques
1) Membrane externe : perméable aux petites molécules et aux ions ( jusqu’à 10kDa)
2) Membrane interne :
- Phosphorylation oxydative
- Imperméable au ions et molécules non chargés
=> Transporteurs d’ADP , ac. gras à longues chaines
3) Matrice :
- Krebs
- Oxydation des AG
La composition ionique de l’espace intermembranaire est équivalente à quoi
Celle du cytosol
Qu’est ce qui permet d’expliquer que l’énergie des électrons est entreposée
- l’existence d’une membrane imperméable aux ions.
- La membrane interne de la mitochondrie et la membrane plasmique de bactéries ont cette propriété.
Quelles sont les sources des électrons pour la chaîne de transport des électrons ( CTE )
Les coenzymes réduit NADH et FADH2
Dans la mitochondrie qu’est ce qui donnent la plupart de NADH et FADH2
le cycle de Krebs et la Beta Oxydation
pendant la glycolyse il y a aussi la génération du NADH cytosolique. Comment ce NADH est-il oxydé ?
Les équivalents H2 sont transportés par deux navette
quelles sont les deux navettes qui transporte les équivalents H2 pour l’oxydation du NADH
- La navette glycérol phosphate
- la navette malate /aspartate
Quelles deux isoformes de l’enzyme GPD participe à la navette glycérol phosphate
- GPDc
- GPDm
Expliquer les étapes de la navette glycérol phosphate
1) Dans le cytosol le NADH est converti en NAD+ par la GPDc qui va aussi transformer la DHAP en GP.
2) Le GP ce lui qui a les électrons maintenant rentre dans l’espace intermembranaire
3) les électrons sont transférés à la coenzyme FAD de la GPDm pour former le FADH2.
4) Le GP est donc reconverti en DHAP
5) les deux e- seront donnés au Coenzyme Q
6) 1,5 ATP entre
Donnez les étapes de la navette malate / aspartate ***
1) Dans le cytosol l’enzyme MDH1c oxyde le NADH en même temps qu’elle va convertir l’OAA en malate
2) Le malate rentre dans la mitochondrie (celui qui porte les e-).
3) les électrons passent au NAD pour former le NADH.
4) Et la MDH2m va catalyser la réaction inverse et reconvertir le malate en OAA
5) OAA ne peut pas sortir de la mitochondrie alors qu’il est d’abord converti en aspartate et celui qui sort de la mitochondrie
6) Au cytosol l’aspartate est reconverti en OAA par la même réaction.
Expliquer les grandes étapes de la chaines respiratoire ***
1) Les e- de haute énergie arrivent en forme de NADH et FADH2. Le NADH est oxydé au complexe I.
2) Le transport de 2e- à travers ce complexe génère l’énergie nécessaire pour pomper 4 protons
3) Les e- vont finalement être transférés au CoQ
4) le CoQ est réduit par des électrons du complexe I ou Le FADH2 des multiples enzymes comme le complexe II.
5) Le CoQ, soluble et libre dans la membrane interne transport les e- vers le complexe III. L’énergie de ses électrons est utilisée dans ce complexe pour pomper 4 protons.
6) Les électrons du complexe III sont transférés à un autre transporteur soluble, le cytochrome c, qui les amène au complexe IV
7) Au complexe 4, l’énergie de 2e permettre le pompage de 2 protons. L’accepteur final des électrons est l’oxygène.
8) le gradient des protons crée par le transport des électrons et la source d’énergie pour faire de l’ATP au complexe V
Nommez les différentes parties de la chaine respiratoire et qu’est ce qu’on y retrouve
- Complexe I : NADH-ubiquinone réductase
- Complexe II: succinate-ubiquinone réductase
- Q: Coenzyme Q = Ubiquinone
- Complexe III = Ubiquinol – cytochrome c réductase
- Complexe IV: Cytochrome c oxydase
- Complexe V : ATPase /ATP synthase
les complexes respiratoire sont composé de quoi
Plusieurs protéine
Contient :
- des transporteurs des électrons,
- des protéines avec FMN,
- des protéines avec un centre Fer-souffre, l
- es cytochromes qui portent le groupement hème
- des protéines avec cuivre
Expliquer toutes les étapes qui se déroule dans le complexe I
1) Le complexe I reçoit les électrons du NADH
2) Les e- avec haute énergie du NADH vont d’abord au FMN et ensuite sont transportés à travers une série de centres Fer-soufre pour finir à l’ubiquinone
Le NADH donne 2e- et le centres F-S peuvent seulement accepter un électron. Le FMN et l’ubiquinone possèdent une structure capable de former un stade intermédiaire ou semiquinone avec un seul électron. Que fait on ?
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-.
Comment les électrons laisse entrer les proton à travers la membrane
L’énergie chimique des électrons est d’abord transformée en énergie mécanique pour changer la conformation de portes a protons dans la partie membranaire du complexe I
Combien de protons sont pompés à travers la membrane lors du complexe I
4 pcq 4 porte dans le complexe
Donner l’ordre de centre redox du complexe I par lequel les électrons passe
1- FMN
2- Centre fer-souffre
3_ Coenzyme Q
V/F : les transporteurs sont
à proximité dans le complexe I
Vrai
Quel sont les deux forme des centres F-S
F2+ (réduit ou ferreux) et Fe3+ (oxydé ou ferrique)
Qu’est ce que les quinones
constituent une série de diènes plutôt que des composés aromatiques comportant un noyau de benzène sur lequel deux atomes d’hydrogène sont remplacés par deux atomes d’oxygène formant deux liaisons carbonyles.
Quelle sont les forme de la coenzyme Q
Ubiquinone (Q) = forme oxydée
Intermédiaire semiquinone (·QH)
Ubiquinol (QH2) = forme réduite
L’ubiquinone transporte combien d’électron
2
Comment les électrons se déplace à travers la membrane avec l’ubiquinone
l’ubiquinone est un transporteur soluble qui se promène librement dans la membrane interne grâce à sa queue hydrophobe.
Expliquer que ce passe t’il lorsque les électrons arrive au dernier centre F-S du complexe I
le dernier donne son électron à la Coenzyme Q ou ubiquinone. L’ubiquinone est convertie d’abord en semiquinone et puis en ubiquinol lorsqu’elle accepte un 2e e-.
V/F : L’ubiquinone reçoit des électrons seulement du complexe I
Faux , aussi des autres enzymes ancrés a la membrane mitochondriale interne
Quel sont les trois enzymes ancrés a la membrane mitochondriale interne qui donne des électrons à la CoQ
- Complexe II qui inclus la SDH du cycle de Krebs
- Acyl CoA déshydrogénase de la bêta oxydation
- GGPD de la navette glycérol phosphate
Le complexe III contient quoi
