Cours 9 Partie 1 - Le cycle de l'azote, l'organification de l'azote et la balance azotée Flashcards
V ou F. L’azote dans l’air est chimiquement inerte.
V
L’azote compose quel % de l’air qu’on respire?
70 %
V ou F. On peut utiliser directement l’azote qu’on respire sans avoir à le modifier. Expliquer.
F. La molécule d’azote est très stable à cause de sa triple liaison.
V ou F. La réaction de réduction de l’azote est favorable thermodynamiquement.
V
Que doit-on faire avec l’azote pour pouvoir l’assimiler?
Le convertir en ammoniaque, c’est ça qu’on assimile
V ou F. Tous les organismes possèdent le catalyseur pour la réaction de réduction de l’azote. Pourquoi?
F, seulement quelques espèces de bactéries. L’énergie d’activation de la réaction est bien trop élevée pour se produire dans des conditions physiologiques.
Qu’est-ce la fixation de l’azote?
La conversion de l’azote (N2) en ammoniaque (NH3)
Quel autre nom donne-t-on à la fixation de l’azote?
La diazotrophie
Quelle est l’enzyme nécessaire à la fixation de l’azote?
la nitrogénase
Quel % de l’azote fixé provient des organismes effectuant la fixation de l’azote?
90 %
L’enzyme nécessaire à la fixation de l’azote utilise quel type de système pour réduire l’azote?
un système de transport d’électrons
V ou F. L’enzyme pour la fixation de l’azote ne nécessite pas d’énergie car son ∆G est négatif.
F. Elle a besoin d’énergie pour le processus de transport d’électrons vers l’azote entre les 2 sous-unités de l’enzyme.
Quelle sont les 2 sources d’électrons de la nitrogénase?
La ferrédoxine ou la flavodoxine (2 agents réducteur fort)
Quels sont les 2 centres que la nitrogénase utilise comme transporteur d’électrons?
- centre Fe-S (fer-souffre)
- centre Fe-Mo (fer- molybdène)
V ou F. La nitrogénase a besoin de conditions aérobiques strictes.
F. Elle a besoin de conditions anaérobiques strictes.
Quel autre phénomène peut catalyser la fixation de l’azote?
la foudre
Quelles sont les deux sous-unités de la nitrogénase?
- partie réductase
- partie dinitrogénase
Le mouvement d’électrons dans la nitrogénase se fait de quelle sous-unité à quelle sous-unité?
de la partie réductase à la partie dinitrogénase
Quelles sont les 2 sortes de bactéries qui fixent l’azote?
- bactérie anaérobique du sol
- bactérie aérobique en symbiose avec des racines de légumineuses, exemple le rhizobium
Quel échange font les bactéries fixatrices d’azote avec la plante avec laquelle elles sont en symbiose?
la bactérie prend des sucres de la plante (la plante fournit la bactérie en énergie) et la bactérie fournit de l’azote à la plante
Comment font les bactéries fixatrices d’azote en symbiose avec une plante pour obtenir leurs conditions anaérobiques?
la plante protège la bactérie de l’oxygène avec la leghémoglobine, une protéine qui contient un groupe hème
V ou F. Les bactéries aérobiques fixatrices d’azote ne fournissent pas assez d’azote pour les besoins de la plante avec laquelle elles sont en symbiose.
F. Elles en fournissent trop : le surplus dont la plante n’a pas besoin ira dans le sol pour l’enrichir.
V ou F. Il est possible de fixer l’azote de façon industrielle. Expliquer.
V. Le processus consomme 2% de l’énergie produite par l’homme, utilise des températures très élevées (300 à 500° C) et des pressions de plus de 300 atm pour casser la triple liaison.
L’azote fixé de façon industrielle est utilisée pour quoi en majorité?
Il est utilisé comme engrais
Quel est le mauvais côté de la fixation industrielle de l’azote?
L’excès d’engrais fait pousser des algues qui consomment l’oxygène, empêchant d’autres organismes de survivre. Cela crée des zones mortes dans des estuaires de grands fleuves.
Quelles sont les 3 étapes du cycle de l’azote?
1 - fixation
2 - nitrification
3 - dénitrification
Que se passe-t-il à l’étape de la fixation du cycle de l’azote? Que permet cette étape?
L’azote (N2) est fixé en ammoniaque (NH3). Cette étape rend l’azote disponible pour les être vivants sous une forme assimilable.
Que se passe-t-il à l’étape de la nitrification du cycle de l’azote? Qu’est-ce qui permet de le faire?
C’est une réaction d’oxydation faite par les bactéries qui converti l’ammonium en nitrites (NO2-) et en nitrates (NO3-). Ce sont 2 types de bactérie différente qui convertissent soit en nitrite, soit en nitrate.
Que se passe-t-il à l’étape de la dénitrification du cycle de l’azote?
Des bactéries dénitrifiantes réduisent les nitrates (NO3-) en azote (N2). L’azote retourne alors dans l’atmosphère
Une plante en symbiose avec une bactérie fixatrice d’azote assimile l’azote sous quelle forme?
ammonium
Une plante qui n’est pas en symbiose avec une bactérie fixatrice d’azote assimile l’azote sous quelle forme?
nitrate
Qu’est-ce l’ammonification?
production d’ammonium à partir de matière organique en décomposition faite par les bactéries et les champignons
Qu’est-ce que l’assimilation dans le cycle de l’azote?
C’est le processus utilisé par la plupart des plantes et autres microorganismes pour obtenir de l’azote
V ou F. La réaction de l’assimilation de l’azote est une réaction d’oxydation.
F, c’est une réduction
Quelle est la première étape de la réaction de l’assimilation de l’azote?
NO3- (Nitrate) → NO2- (Nitrite)
Quelle est l’enzyme qui catalyse la première étape de la réaction de l’assimilation de l’azote?
nitrate réductase
Quelle est la deuxième étape de la réaction de l’assimilation de l’azote?
NO2- (Nitrite) → NH3 (ammoniaque) + H2O
Quelle est l’enzyme qui catalyse la deuxième étape de la réaction de l’assimilation de l’azote?
nitrite réductase
Les enzymes des 2 étapes de la réaction de l’assimilation de l’azote catalyse quoi exactement?
le transfert d’électron entre le NADPH et le produit de chaque réaction
Quel est l’agent réducteur utilisé dans les 2 réactions de l’assimilation de l’azote?
NADPH
Quel est le cofacteur utilisé dans les 2 réactions de l’assimilation de l’azote?
molybdène
Qu’est-ce l’organification de l’azote?
conversion de l’azote inorganique (NH3) en composé de carbone, c’est-à-dire que l’azote est attaché à des atomes de carbone
Quels sont les 2 composés d’azote carbonifié les plus importants?
glutamate et glutamine
Quels sont 2 composés d’azote carbonifié de moindre importance, mais qui contribue quand même au pool d’azote organique?
asparagine et carbamoyl-phosphate
Les composés primaires azotés participent à la synthèse de quels composés organiques (5, les plus importants)?
- les autres acides aminés
- purine
- pyrimidine
- sucres
- lipides aminés
Quelle enzyme permet la synthèse des acides aminés à partir des composés primaires azotés?
aminotransférase
Quelle est la différence entre une enzyme synthétase et une enzyme synthase?
la synthétase utilise de l’ATP, la synthase n’en utilise pas
Quelles sont les 2 voies secondaires de l’organification de l’ammoniaque (nom de l’enzyme)?
asparagine synthétase
carbamoyl-phosphate synthétase
Quelle est la principale réaction d’organification de l’azote qui produit de la glutamine (nom de l’enzyme)? Et son acronyme?
glutamine synthétase (GS)
Quelle est la principale réaction d’organification de l’azote qui produit du glutamate chez les procaryotes et les plantes (nom de l’enzyme)? Et son acronyme?
glutamate synthase (GOGAT)
Quelle est la principale réaction d’organification de l’azote qui produit du glutamate chez tous les organismes (nom de l’enzyme)? Et son acronyme?
glutamate déshydrogénase (GLUD)
Quel est l’inhibiteur de la glutamine synthétase?
glufosinate, un métabolite bactérien utilisé comme herbicide
À quoi sert la glutamine synthétase chez les mammifères?
neutraliser ou éliminer les ions NH3 toxiques par le foie et les reins
V ou F. La glutamine synthétase a besoin d’ATP.
V
Quels sont les substrats de la glutamine synthétase?
glutamate et NH3
Quel est le produit de la glutamine synthétase?
glutamine
Quel autre nom donne-t-on à la glutamate synthase (pas son acronyme)?
glutamine oxoglutarate aminotransférase
Quels sont les substrats de la glutamate synthase?
glutamine + α-cétoglutarate
Quels sont les produits de la glutamate synthase?
2 glutamates + NADP+
Quel lien y a-t-il entre les réactions de la GS et de la GOGAT?
La GOGAT produit 2 mol de glutamate, l’une des 2 est utilisée comme source d’azote pour l’organisme, mais l’autre est utilisée pour la réaction de la GS. Donc, la glutamate synthase (GOGAT) assure la disponibilité du glutamate pour la réaction de la glutamine synthétase (GS)
Quels sont les 3 mécanismes de régulation de l’activité de la glutamine synthétase?
- rétro-inhibition
- modification covalente
- contrôle de l’expression génique de l’enzyme
Avec quels composés (et combien) se fait la régulation par rétro-inhibition de la glutamine synthétase?
9 composés : des composés azotés dérivés de la glutamine ou du glutamate, ce qui indique à l’enzyme si les besoins d’azote ont été comblés
La régulation par rétro-inhibition de la glutamine synthétase est une inhibition cumulative. Qu’est-ce que ça signifie?
la présence des neuf régulateurs allostériques est requise pour une inhibition complète
Quelle est la modification faite lors de la régulation par modification covalente de la glutamine synthétase?
adénylation (addition d’AMP) dans le site actif de la glutamine synthétase
Comment la modification covalente de la glutamine synthétase régule son activité?
les modifications covalentes rendent la glutamine synthétase plus sensible aux inhibiteurs allostériques (mécanisme de rétro-inhibition)
L’adénylation de la glutamine synthétase est sensible à la concentration de quelle molécule?
glutamine
Quelle est l’enzyme de l’adénylation de la glutamine synthétase?
adénylyl transférase, elle catalyse l’adénylation et la déadénylation
V ou F. Quand les niveaux de glutamine sont élevés, la GS est davantage adénylée.
V
V ou F. L’adénylation de la glutamine synthétase active l’enzyme.
F. Elle est inactive si elle est adénylée
Quels sont les substrats de la glutamate déshydrogénase?
α-cétoglutarate + NH3
Quels sont les produits de la glutamate déshydrogénase?
glutamate
V ou F. La réaction de la glutamate déshydrogénase est une réaction rédox.
V
Dans la réaction de la glutamate déshydrogénase, quelle est la réaction de réduction? la réaction d’oxydation?
réduction : α-cétoglutarate + NH3 → glutamate
oxydation : contraire de la réduction : glutamate → α-cétoglutarate + NH3
Quel est l’agent réducteur de la réaction de la glutamate déshydrogénase?
NADH ou NADPH selon le tissus/organisme
Chez les plantes, à quoi sert principalement la réaction de la glutamate déshydrogénase?
assimilation de l’ammoniaque quand les concentrations d’ammoniaque sont élevées
Chez les animaux, à quoi sert principalement la réaction de la glutamate déshydrogénase?
formation d’ammoniaque pour l’élimination et la récupération de l’énergie contenue dans la chaîne carbonée, donc pour éliminer l’excès d’azote
Qu’est-ce qui détermine si c’est la réaction d’oxydation ou de réduction qui a lieu pour la réaction de la glutamate déshydrogénase?
la concentrations des réactifs et des produits
V ou F. Le Km de l’ammoniaque pour la GS est plus faible que pour GLUD.
V. L’affinité entre l’ammoniaque et la GS est donc plus élevée qu’entre l’ammoniaque et la GLUD.
À quel moment la GLUD fonctionne?
seulement lorsque les concentrations d’ammoniaque sont très élevées
Quelle est la définition de la balance azotée?
la différence entre l’apport en produits azotés dans la diète et les pertes
Quelle est la source la plus importante d’azote dans notre diète?
les protéines
Quelle est la quantité de protéines qu’une personne devrait manger pour combler ses besoins en azote et en acides aminés?
C’est la quantité qui permet maintenir la balance entre l’azote ingéré et l’azote excrété
Un adulte en bonne santé a une balance azotée nulle, positive ou négative?
nulle : apport = exécrétion
V ou F. Lorsque la balance azotée est positive, l’apport en azote est plus grand que l’excrétion.
V. apport > excrétion
Dans quels cas la balance azotée est-elle positive?
croissance, grossesse, récupération post-jeûne
V ou F. Lorsque la balance azotée est négative, l’apport en azote est plus grand que l’excrétion.
F. apport < excrétion
Dans quels cas la balance azotée est-elle négative?
jeûne, vieillissement, maladie (ex. cancer)
V ou F. Un des rôles des protéines est de stocker des produits azotés.
F
Chez les mammifères, un déficit en apport d’azote se traduit par quoi?
dégradation des protéines principalement dans les muscles
Quel est le besoin en protéine (g/kg) par jour pour un adulte?
0,8 g/kg
Pourquoi est-il essentiel d’avoir une diète variée?
Pour obtenir de la diète tous les acides aminés essentiels. Des protéines de « haute qualité » (viande, volaille, soya, quinoa) contiennent tous les acides aminés essentiels, mais la plupart des aliments à base de plante manquent d’au moins un acide aminé essentiel
La pellagre est causée par un manque en quoi?
un manque de tryptophane et de vitamine B3 (niacine), les personnes n’ayant pas une diète contenant tous les acides aminés essentiels peuvent la développer
Qu’est-ce que le kwashiorkor? Dans quel cas est-il développé?
Une maladie causée par un grave problème nutritionnel, surtout causée par une carence en protéine. Il touche les enfants de 2-3 ans, quelques mois après un sevrage brutal du lait maternel qui est riche en protéine. La diète adulte ne couvre plus les besoins en protéines
Qu’est-ce que le marasme?
Une maladie causée par un grave problème nutritionnel, surtout causée par une carence énergétique (calories).
