Cours 8 - Phosphorylation oxydative

Question 1

Qu’est-ce que la phosphorylation oxydative ?

Answer 1

C’est un processus couplé à la chaîne de transport d’électrons dans la mitochondrie qui utilise l’énergie libérée par les réactions d’oxydoréduction pour phosphoryler l’ADP en ATP.

Question 2

Où se déroule la phosphorylation oxydative ?

Answer 2

Elle se produit dans la membrane interne de la mitochondrie.

Question 3

Quelle est la principale source d’énergie utilisée pour phosphoryler l’ADP en ATP ?

Answer 3

L’énergie provient du transport des électrons le long de la chaîne respiratoire, générant un gradient de protons.

Question 4

Quels sont les principaux transporteurs d’électrons impliqués dans la chaîne respiratoire ?

Answer 4

NADH et FADH2, qui cèdent leurs électrons à la chaîne de transport.

Question 5

Comment le NADH et le FADH2 participent-ils à la phosphorylation oxydative ?

Answer 5

Ils cèdent des électrons aux complexes de la chaîne respiratoire, ce qui entraîne le pompage de protons (H⁺) dans l’espace intermembranaire, créant une force proton-motrice.

Question 6

Quels sont les principaux complexes de la chaîne de transport d’électrons ?

Answer 6

Complexe I : NADH-ubiquinone réductase

Complexe II : Succinate-ubiquinone déshydrogénase

Complexe III : Ubiquinol-cytochrome réductase

Complexe IV : Cytochrome c oxydase

Question 7

Quel est le rôle de l’oxygène dans la phosphorylation oxydative ?

Answer 7

L’oxygène est le dernier accepteur d’électrons, il capte les électrons et les protons pour former de l’eau (H₂O).

Question 8

En quoi consiste la théorie chimiosmotique de Mitchell ?

Answer 8

Elle explique que l’ATP est synthétisé grâce au gradient de protons généré par la chaîne de transport d’électrons. Le retour des H⁺ à travers l’ATP synthase permet la formation d’ATP.

Question 9

Comment fonctionne l’ATP synthase ?

Answer 9

Les protons H⁺ retournent dans la matrice mitochondriale via l’ATP synthase, provoquant la rotation du rotor de l’enzyme, ce qui induit la phosphorylation de l’ADP en ATP.

Question 10

Quelle est la théorie de Boyer sur l’ATP synthase ?

Answer 10

Le flux de protons induit des changements d’affinité dans les sites catalytiques de l’ATP synthase, ce qui permet la libération d’ATP.

Question 11

Combien d’ATP sont produits à partir d’une molécule de glucose en respiration aérobie ?

Answer 11

34 à 36 ATP, grâce à la phosphorylation oxydative.

Question 12

Pourquoi utilise-t-on des navettes mitochondriales ?

Answer 12

Le NADH cytosolique ne peut pas traverser la membrane mitochondriale, donc ses électrons sont transférés via la navette glycérol-phosphate ou la navette malate-aspartate.

Question 13

Quel est le rendement énergétique de la phosphorylation oxydative ?

Answer 13

Environ 51%, le reste étant perdu sous forme de chaleur.

Question 14

Qu’est-ce qu’un découpleur et quel est son effet ?

Answer 14

Un découpleur (ex : thermogénine) permet aux protons de retourner dans la matrice mitochondriale sans passer par l’ATP synthase, ce qui entraîne une perte d’énergie sous forme de chaleur au lieu de produire de l’ATP.

Question 15

Quels sont les principaux inhibiteurs de la chaîne de transport (4)?

Answer 15

• Roténone (Complexe I)
• Antimycine A (Complexe III)
• Cyanure, monoxyde de carbone (CO) (Complexe IV)

Question 16

Quel composé bloque l’ATP synthase ?

Answer 16

L’oligomycine empêche le passage des H⁺ dans l’ATP synthase, stoppant ainsi la production d’ATP.

Question 17

Quel est le rôle de la créatine phosphate dans la production d’ATP ?

Answer 17

Elle permet une phosphorylation rapide de l’ADP en ATP dans les muscles pour répondre aux besoins énergétiques immédiats.

Question 18

Quelle est la différence entre ces deux types de phosphorylations : oxydative et au niveau du substrat ?

Answer 18

• Phosphorylation oxydative : couplée à la chaîne de transport d’électrons et dépend de l’oxygène.
• Phosphorylation au niveau du substrat : indépendante de l’oxygène, se produit directement dans la glycolyse et le cycle de Krebs.

Question 19

Pourquoi la phosphorylation oxydative est-elle essentielle ?

Answer 19

Elle permet la production d’ATP de manière efficace et contrôlée, soutenant les fonctions cellulaires, en particulier dans les tissus à haute demande énergétique (cœur, muscles, cerveau).