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Intro biochimie > Cours 9 - Bioénergétique > Flashcards

Cours 9 - Bioénergétique Flashcards

1
Q

Qu’est-ce que la bioénergétique ?

A

L’étude des variations d’énergie associées aux réactions biochimiques

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Q

Quelles sont les deux composantes de l’énergie libre ?

A

L’enthalpie et l’entropie

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3
Q

Quelle est l’unité de l’énergie libre (ou énergie libre de Gibbs, G) ?

A

Joules/mole

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4
Q

Qu’est-ce que l’enthalpie (H) ? Son unité ?

A

Est considérée comme équivalente à la chaleur

contenue dans le système en joules/mole

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5
Q

Qu’est-ce que l’entropie (S) ? Son unité ?

A

C’est une mesure de la façon dont l’énergie est

dispersée dans le système. Mesure de l’état aléatoire ou de désordre du système. En joule/(K*mol)

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6
Q

Quelle est l’équation de l’énergie libre ?

A

ΔG = ΔH - ΔTS , ou T est la température en degrés Kelvin

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7
Q

Qu’est-ce qui détermine si une réaction est

spontanée ?

A

• Si ΔG < 0 alors la réaction est spontanée, elle est exergonique (production d’énergie)
• Si ΔG > 0 alors la réaction est non spontanée, elle est
endergonique
• Si ΔG = 0 alors la réaction est à l’équilibre

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8
Q

Que provoque une augmentation de température sur l’énergie libre ?

A

Elle augmentera aussi

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9
Q

Vrai ou faux : Toutes les réactions in vivo s’effectuent avec une augmentation nette d’énergie libre ?

A

Faux, une diminution.

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10
Q

Est-ce que l’énergie libre tient compte des concentrations des réactants ?

A

Oui, car l’équation de Gibbs est :
ΔG = ΔG° + RT ln([C][D]÷[A][B])
C^c, D^d…

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11
Q

De quoi dépend la spontanéité d’une réaction ?

A

La concentration des réactifs

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12
Q

Vrai ou faux : une réaction avec ΔG positive peut se produire in vivo en fonction des concentrations des réactifs ?

A

Vrai

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13
Q

Est-ce qu’une réaction spontanée est nécessairement rapide ?

A

Non

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14
Q

Lorsqu’un réaction est défavorable (ΔG > 0), que faisons-nous ?

A

Les réactions défavorables sont couplées avec

des réaction favorables. Comme l’hydrolyse de l’ATP

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15
Q

Pourquoi est-ce que réaction est défavorable (ΔG > 0) devient favorable une fois couplée à une réaction favorable (ex : hydrolyse de l’ATP)

A

Car l’énergie libre s’additionne :
Réaction défavorable ΔG = 13 kj/mol
+ Réaction favorable ΔG = -30 kj/mol
= Réaction total ΔG = -17 kj/mol –> favorable

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16
Q

Quelles sont les deux liaisons « riches en énergie » de l’ATP ?

A

Les 2 liaisons phosphoanhydrides (entre deux P)

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17
Q

Vrai ou faux : l’ATP est plus stable que l’ADP ?

A

Faux, les produits de l’hydrolyse de l’ATP présentent une plus grande stabilité par résonnance.

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18
Q

Question importante pour l’examen : que produit l’oxydation des combustibles métaboliques (glucose, acides gras, acides aminés) ?

A

Des cofacteurs réduits: NADH, FADH2. Utilisable lors de la phosphorylation oxydative

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19
Q

Question importante pour l’examen : Le transfert d’e- du NADH/FADH2 sur l’O2 est une réaction exergonique, comment l’énergie libre libérée est récoltée pour synthétiser de l’ATP ?

A

L’énergie du transport d’e- est utilisée pour le pompage des protons hors de la mitochondrie pour former un gradient transmembranaire de protons qui est ensuite utilisé pour promouvoir la synthèse d’ATP

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20
Q

Comment se nomme un gain d’électron ? un perte ?

A
  • Gain : réduction

* Perte : oxydation

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21
Q

Qu’est-ce que le potentiel rédox (E) ?

A

Tendance qu’a une substance à être réduite (donc à accepter des électrons). Plus le potentiel redox est élevé, plus la substance a la tendance à être réduite.

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22
Q

Quelles sont les « conditions standards » ?

A

Pression 1 atm, 25°C, pH 7,0 et [1M]

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23
Q

Comment calculer le potentiel rédox d’une réaction

A

Soustraire les potentiels rédox des 2 demi équations pour savoir où vont aller spontanément les électrons

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24
Q

Que signifie un ΔE° positif ?

A

Que la réaction est exergonique.

Aussi, lorsque ΔE est grand, ΔG grand

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25
Q

Décrire la perméabilité des membranes mitochondriales

A

• Mb externe : perméable aux petites molécules et aux ions
• Mb interne : imperméable aux ions et molécules non chagées (contient des transporteurs d’ADP, AG longue chaînes)
Les porines permettent la diffusion de substances allant jusqu’à 10 kDa

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26
Q

Par quoi sont généré la plupart du NADH et FADH2 dans la mitochondrie ?

A

Par le cycle de krebs et la β-oxydation

27
Q

Décrire l’action de la navette glycérol phosphate.

A
  • Le DHAP est d’abord réduit en glycérol-P par le NADH dans le cytosol afin de pouvoir traverser la membrane externe de la mitochondrie.
  • Dans l’espace inter-membranaire, le glycérol-P réduit est oxydé par le FAD contenu dans la membrane interne.
  • Il est ensuite retourné dans le cytosol sous forme de DHAP.
  • Le FADH2 donnera ses électron à l’ubiquinol (Q) pour former le QH2 (ubiquinone), un intermédaire de la chaîne respiratoire mitochondirale
28
Q

Décrire le cycle de la navette malate/aspartate.

A
  • Dans l’espace inter-membranaire, l’oxaloacétate est déduis par le NADH en malate.
  • Le malade passe la membrane interne grâce a un transporteur de malade.
  • Le malate est oxydé est oxaloacétate par le NAD+
  • L’oxaloacétate est transformé en aspartate pour passer la membrane interne par un transporteur aspartate.
  • L’aspartate est retransformé en oxaloacétate pour réintégrer le cycle.
29
Q

Quel est le rôle du cycle de la navette malate/aspartate et de la navette glycérol phosphate ?

A

Faire entrer des électrons dans la mitochondrie pour la chaîne respiratoire.

30
Q

Décrire comment fonctionne le complexe 1 de la chaîne respiratoire.

A

• Le NADH donne 2 électrons au complexe
• La flavine mononucléique
(FMN) est réduite –> semiquinone intermédiaire –> FMNH
• Les électrons sont ensuite donné au N-2, puis à l’ubiquinone.
• L’ubiquinone (Q) –> intermédiaire semiquinone (QH) –> ubiquinol (QH2). Le QH2 fait la navette jusqu’au complexe 3 pour donner les électrons.

31
Q

Comment se forme la forme réduite de la flavine monoculéique ?

A

Ajout d’atomes d’hydrogène sur deux azotes

32
Q

Décrire le centre fer-soufre

A

Un complexe protéique riche en résidus cystéine. Les atomes de soufres de la cystéine se lie au fer. Cela permet le transport des électrons.

33
Q

Les complexe transfèrent combien d’atomes d’hydrogène du côté inter-membranaire ?

A

1 ) 4

2) 0
3) 4
4) 2

34
Q

Quel est le donneur d’électrons de chaque complexes ?

A

1) NADH

2) Succinate (FADH2)

35
Q

De quoi sont composés les hèmes des cytochromes ?

A
  • 4 groupements pyrrols
  • 1 fer
  • Une chaîne latérale différente pour chaque type
36
Q

Qu’est-ce qui différencie l’hème de type cytochrome a ?

A

Une longue chaîne carbonée (isoprénique) hydrophobe qui permet l’ancrage dans la membrane

37
Q

Qu’est-ce qui différencie l’hème de type cytochrome b ?

A
  • Petite chaîne latérale

* Il tient dans une protéine

38
Q

Qu’est-ce qui différencie l’hème de type cytochrome c ?

A
  • Liaison covalente avec sa protéine

* 2 résidus cystéine

39
Q

Qu’est-ce qui apporte les électrons au comple 4 ?

A

Le cytochrome C apporte 1 électron. 4 sont requis pour la synthèse de deux molécules d’eau (car molécule d’O2)

40
Q

L’oxygène inspirée se dirige jusque dans les complexes de la chaîne mitochondriale. Vrai ou faux : plus on avance plus la pression en O2 augmente ?

A

Faux, elle diminue.

41
Q

De quel type est le gradient de proton ?

A

Électrochimique

42
Q

En quoi est transformée l’énergie chimique des réactions rédox ?

A

En force protomotrice au niveau de l’ATPsynthase, puis en mouvement mécanique d’un moteur rotatif pour finir à nouveau en énergie chimique sous la forme d’ATP.

43
Q

Quel est le rendement énergétique du couplage du NADH avec la chaîne respiratoire ?

A

ΔG oxydation d’1 mole de NADH= 220 kJ
1 NADH = 2 électrons = 10 protons = 204 kJ
Rendement : 90%

44
Q

Quel est le rapport P/O (nombre de phosphorylations d’ADP/ atomes d’oxygène réduits) du NADH et du FADH2 ?

A
  • NADH : 3

* FADH2 : 1,8

45
Q

Combien faut-il de protons par ATP ?

A

3 moles/ATP

46
Q

Quels sont les deux mécanismes pour produire l’ATP ?

A
  • Phosphorylation au niveau du substrat : des enzymes

* Phosphorylation oxydative

47
Q

Par quoi est régulée la phosphorylation oxydative ?

A
  • La vitesse de retour des H+
  • La disponibilités de cofacteurs réduits (NADH et QH2) produits par d’autres processus métaboliques
  • La vitesse de consommation d’O2
  • Disponibilité de substrats (ADP et Pi)
48
Q

Que se passe-t-il lorsqu’il y a découplage du complexe 5 ?

A

Les protons reviennent dans la matrice sans passer par l’ATP synthase. Cela cause donc une forte production de chaleur

49
Q

Nommer un agent découplant naturel et artificiel.

A
  • Naturel : UCP dans les tissus adipeux bruns
  • Naturel chez plante : aposère fétide
  • Artificiel : dinitrophénol (poison)
50
Q

Quels sont les inhibiteurs de la phosphorylation oxydative ? (pour chaque complexe)

A
  • Complexe 1 : Roténone
  • Complexe 2 : Malonate
  • Complexe 3 : Antimicine A
  • Complexe 4 : Cyanure
  • ATPsynthase : oligomycine
51
Q

Décrire les chloroplastes

A
  • Présents en grand nombre dans les cellules végétales
  • Organites distincts qui descendent des cyanobactéries
  • Lieu de la photosynthèse • Structure semblable à celle de la mitochondrie
  • Contiennent leur propre ADN, qui code pour 100 à 200 protéines des chloroplastes
  • Contiennent des pigments ou photorécepteurs
52
Q

Quelle est la structure d’un chloroplaste ?

A
  • Possède 2 membranes
  • Contient de l’ADN et des globules lipidiques
  • Le « cytosol » se nomme stroma
  • Contient des granum : empillement de thylakoïdes
53
Q

Quel est le principal photorécepteur ? dans quel spectre absorbe-t-il ?

A

La chlorophylle

Dans le rouge et le bleu, mais pas le vert (d’où sa couleur)

54
Q

La chlorophylle absorbe l’énergie lumineuse et le transfère en quoi?

A
  • Chaleur
  • Lumière (fluorescence)
  • Transfert d’excitation à un composé X
  • Photooxydation d’un composé X
55
Q

Où ont lieux les réactions primaires de la photosynthèse ?

A

Au niveau des molécules de chlorophylle spécifiques appelées centres réactionnels.

56
Q

Comment se nomment les autres molécules de chlorophylle et pigments supplémentaires localisées dans des protéines membranaires?

A

Complexes collecteurs de lumière

57
Q

Quelles sont les deux phases de la photosynthèse ?

A
  • Réaction claires (ou lumineuse)

* Réaction sombres

58
Q

Que se passe-t-il lors de la phase de réaction claire de la photosynthèse ?

A

• Absorption de la lumière : l’énergie des pigments des complexes collecteurs de lumière est transférée vers 2 centres réactionnels photosynthétiques.
• L’excitation des centres réactionnels dirige une série de réactions d’oxydoréduction dont le résultat net est :
-Photolyse (indirecte) de l’eau : H2O → 2 H+ + ½ O2 + 2e-
- Réduction du NADP+
- Chaîne de transport d’électrons
- Génération d’un gradient de protons qui permet la synthèse d’ATP (similaire à la chaîne respiratoire)

59
Q

Où se déroule les réactions sombres de la photosynthèse (cycle de Calvin( ?

A

Dans le stroma

60
Q

Quelles sont les 3 étapes du cycle de Calvin ?

A
  • Fixation du carbone
  • Réduction
  • Régénération du RuBP
61
Q

Expliquer le cycle de Calvin

A
  • 6 molécules de CO2 sont fixer avec le RuBP en 12 molécules à 3C (3-phosphoglycérate, PGA)
  • Hydrolyse de 12 molécules d’ATP, liaison des 12 phosphate sur les molécules –> 12x 1,3-glycérophosphate (3C)
  • Oxydation de 12 NADPH et perte de 12 phosphate –> glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P, 3C)
  • 2 molécules de G3P sortent du cycle pour former glucose et autres sucres
  • Perte de 4 phosphate inorganique et les 10 autres G3P se transforment en 6 molécules de RuBP grâce à l’hydrolyse de 6 ATP. Le RuBP est une molécule à 5C et 2P. Elle réintègre le cycle.
62
Q

Comment l’intensité lumineuse influence-t-elle la photosynthèse ?

A
  • Faible : pas assez de photolyse de l’eau pour remplacer les électrons perdus par la chlorophylle
  • Forte : Maximum à un certain point (autres facteurs sont limitants)
63
Q

Comment la température influence-t-elle la photosynthèse ?

A
  • Faible : manque de mouvement moléculaire

* Forte : Dénaturation des enzymes, manque d’eau (évaporation élevée)

64
Q

Comment la concentration en CO2 influence-t-elle la photosynthèse ?

A
  • Faible : cycle de Calvin lent

* Forte : Maximum à un certain point (autres facteurs sont limitant)

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