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Biochimie 1 > Examen 2 (chaîne de transport des électrons) > Flashcards

Examen 2 (chaîne de transport des électrons) Flashcards

1
Q

Pourquoi plus on avance dans la chaîne, moins on utilise d’énergie?

A

Pour ne pas créer d’espèce réactive d’oxygène (ROS)

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Q

Chaque complexe de la chaine de transport des électrons est constitué de plusieurs sous-unités, pourquoi? (2 rôles)

A

Les sous-unités structurales servent à maintenir la structure de chaque complexe, mais sont aussi impliquées dans le transfert des électrons.

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3
Q

Nomme les 5 groupements qui permettent de faire le transfert des électrons.

A
  • Groupements prosthétiques FAD et FMN
  • Coenzyme Q (ubiquinone)
  • Cytochromes
  • Protéines à centre fer-soufre
  • Protéines à cuivre
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4
Q

C’est quoi le groupement prosthétique FMN?

A

Une sous-unité du complexe I, il accepte les électrons du NADH

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5
Q

C’est quoi le groupement prosthétique FAD? Il est impliqué dans quoi?

A

Le FAD est une coenzyme qui fonctionne comme un groupement prosthétique.

Dans la chaîne respiratoire, il est impliqué dans l’oxydation du succinate au niveau du complexe II (succinate déshydrogénase). (il accepte les électrons du succinate)

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6
Q

C’est quoi un coenzyme Q (ubiquinone)? (2)

A
  • Molécule permettant de transférer les électrons (de tout le monde) vers le complexe III
  • Point de convergence des différentes sources d’électrons de la chaine de transport
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7
Q

C’est quoi un cytochrome? C’est présent où? (2)

A

C’est un groupement prosthétique hème

Présents dans les complexes III et IV

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8
Q

Les protéines à centre fer-soufre sont présentes où? (3)

A

Complexes I, II et III

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9
Q

Les protéines à cuivre sont présentes où? (1)

A

Complexe IV

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10
Q

Vrai ou Faux
Dans les protéines à centre fer-soufre et les protéines à cuivre, le fer passe réversiblement de Fe2+ à Fe3+, le cuivre de Cu+ à Cu2+.

A

Vrai

Fer: Transfèrent les électrons, un à la fois, grâce à des changements d’état d’oxydation du fer.

Cuivre : Participent au transfert des électrons dans le complexe IV en modifiant l’état d’oxydation du cuivre (Cu⁺ ↔ Cu²⁺).

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11
Q

Vrai ou Faux
Tout le NADH produit dans la matrice mitochondriale peut être oxydé directement dans le cytosol.

Le FADH2 produit par la succinate déshydrogénase (Complexe II) est directement oxydé à cet endroit.

A

Faux

Tout le NADH produit dans la matrice mitochondriale peut être oxydé dans le complexe I

Le FADH2 produit par la succinate déshydrogénase (Complexe II) est directement oxydé à cet endroit.

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12
Q

C’est quoi l’autre nom du complexe I?

A

NADH déshydrogénase

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13
Q

Le complexe I permet quoi?

Il reçoit ses électrons de où?

A

Il permet le transfert de 2 électrons d’un NADH vers le CoQ en pompant 4 H+ dans l’espace intermembranaire.

Résultats :
2 électrons transférés au CoQ
4 H+ pompés dans l’espace intermembranaire

Reçoit des électrons du NADH via le FMN et les centres fer-soufre

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14
Q

Le complexe II permet quoi?

A

Il permet le transfert de 2 électrons d’un FADH2 vers CoQ

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15
Q

Vrai ou Faux
Le complexe II pompe 4 H+

A

Faux
Le complexe II ne pompe pas de protons vers l’espace intermembranaire

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16
Q

Vrai ou Faux
Le FADH2, produit au cours de la ß-oxydation des acides gras, est oxydé par le Complexe II.

A

Faux
Le FADH2, produit au cours de la ß-oxydation des acides gras, ne peut pas être oxydé par le Complexe II

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17
Q

Le FADH2 produit au cours de la ß-oxydation des acides gras est oxydé où?

A

Par une voie alternative, la ETF déshydrogénase (FTE)

Les électrons passent donc directement à la CoQ (coenzyme Q), sans passer par le complexe II.

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18
Q

Le coenzyme Q10 est composé de quoi? Ce qui permet quoi?

A

Composé d’une quinone et de 10 unités isoprényl qui ancrent CoQ dans la membrane interne de la mitochondrie

(C’est un lipide inséré dans la membrane interne des mitochondries)

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19
Q

Le coenzyme Q10 (ubiquinone) à quels rôles ? (2)

A

C’est un accepteur d’électrons commun à toutes les voies d’entrée des électrons dans la chaine (Complexe I, complexe II, ETF(FTE) déshydrogénase ou la mGPDH)

Transfert ses électrons au Complexe III (2 à la fois)

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20
Q

La quinone du CoQ a combien d’états d’oxydation ? Nomme les, ainsi que leurs abréviations et leurs surnoms.

A

3
État 1 : CoQ oxydée (Q, ubiquinone)
État 2 : Semiquinone (QH’)
État 3 : CoQ réduite (QH2, ubiquinol)

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21
Q

Le coenzyme Q10 peut accueillir combien d’électrons?
Et cela est nécessaire pourquoi?

A

Peut accueillir 1 ou 2 électrons

Nécessaire pour accommoder les différentes capacités de transfert d’électrons

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22
Q

Le FAD et NAD+ accepte combien d’électrons et de protons?

A

NAD⁺ accepte 2 électrons et 1 proton, se réduisant en NADH.

FAD accepte également 2 électrons et 2 protons, se réduisant en FADH₂.

Ces molécules transfèrent 2 électrons à la fois à leur prochain accepteur.

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23
Q

Les centres Fe-S et le cytochrome peuvent accepter ou donner combien d’électrons à la fois?

A

Centres Fe-S (Fer-Soufre) :
Constitués de fer et de soufre, ces centres ne peuvent accepter ou donner qu’un électron à la fois, en changeant l’état d’oxydation du fer (Fe³⁺ ↔ Fe²⁺).

Cytochromes :
Les cytochromes transfèrent un électron à la fois. (contient du fer dans le groupement hème)

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24
Q

Vrai ou Faux
Le fer dans les centres Fe-s et le cytochrome est responsable des transport d’électrons.

A

Vrai

Cytochrome : Transportent les électrons en modifiant l’état d’oxydation du fer (Fe²⁺ ↔ Fe³⁺).

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25
Q

Le complexe III à quel rôle?

A

Le Complexe III transfère des électrons de l’ubiquinol (QH₂) au cytochrome c via les cytochromes b et c1, ainsi que des protéines à centres fer-soufre.

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26
Q

Le Complexe III contient deux sites pour la CoQ dont un qui sert à quoi?

A

D’accepteur temporaire d’électrons

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27
Q

Vrai ou Faux
L’ubiquinone réduite peut donner 2 électrons mais les cytochromes du Complexe III ne peuvent en accueillir qu’un à la fois.

A

Vrai

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28
Q

Un cycle Q dans le complexe III oxyde combien de QH2, réduit combien de QH et produit combien de cyt. c réduit?

A

Oxyde 2 QH2
Réduit 1 QH en QH2
Produit 2 cyt. c réduits

29
Q

Le complexe III (un cycle) pompe combien de H+ dans l’espace intermembranaire?

A

4 par cycle de Q

30
Q

C’est quoi l’autre nom du complexe IV? Et pourquoi ?

A

Cytochrome c oxydase

Puisque ce complexe oxyde le cytochrome c

31
Q

Pourquoi les électrons sont transportés du Complexe III au Complexe IV à l’aide du cytochrome c?

A

Parce que c’est la seule molécule soluble de la
chaine de transport des électrons (présent dans l’espace intermembranaire, mais fortement associé à la membrane)

32
Q

Le complexe IV permet quoi?

A
  • Ce complexe prend les électrons du cytochrome c et les transfère à l’oxygène.
  • Cela forme de l’eau (H₂O), car l’oxygène capte les électrons et se combine avec des protons (H⁺).
  • En même temps, 2 protons sont pompés dans l’espace intermembranaire pour aider à générer l’énergie nécessaire à la production d’ATP.
33
Q

(Complexe IV) Le transfert de 2 électrons provenant du NADH et du FADH2 permet quoi?

A

Permet de pomper 2 H+ dans l’espace intermembranaire (en plus des 2H+ utilisés pour la molécule d’eau)

(Pompe des protons (2 H⁺) pour chaque paire d’électrons transférés)

34
Q

Expliquer le fonctionnement de l’ATP synthase.

A
  1. Les H+ entrent par la sous-unité F0 et permet de faire tourner la sous-unité F1.
  2. La sous-unité F1 (bêta) se lie à l’ADP et au Pi pour générer l’ATP (3/tour).
35
Q

Vrai ou faux
L’ATP synthase peut fonctionner dans les deux sens, autant pour synthétiser de l’ATP que pour en hydrolyser dans le but de maintenir le potentiel membranaire.

A

Vrai

36
Q

L’ATP synthase génère combien d’ATP par tour?

A

3

37
Q

Vrai ou Faux
Ce ne sont pas toutes les molécules de glucose qui sont complètement oxydées dans le cycle de Krebs (∆NADH). Cela varie d’un type cellulaire à l’autre.

A

Vrai

38
Q

Pourquoi la quantité d’ATP produite par les mitochondries peut grandement varier en fonction du tissu et des conditions métaboliques ? (5)

A
  1. Oxydation incomplète des molécules de glucose (∆NADH)
  2. Perte d’électrons dans la chaîne respiratoire – production de ROS (Variabilité selon les types cellulaires)
  3. Présence de protéines découplantes (UCP) qui court-circuitent le système en perméabilisant la membrane interne aux H+.
    (En d’autres mots , les protéines découplantes (UCP) agissent comme des canaux pour permettre aux protons (H⁺) de traverser la membrane interne des mitochondries sans passer par l’ATP synthase.)
  4. Transporteur ADP/ATP : Ce transporteur peut aussi laisser passer des protons et influencer la production d’ATP et de ROS.
  5. Variabilité selon les cellules et conditions : La production d’ATP peut être différente selon le type de cellule (musculaire, nerveuse, etc.) et les conditions métaboliques (comme l’exercice ou le jeûne).
39
Q

Vrai ou Faux
Le processus générant le potentiel membranaire et le retour des H+ par l’ATP synthase n’est pas linéaire.

A

Vrai

40
Q

Que fait l’UCP1 dans le tissu adipeux brun ?

A

L’UCP1 permet aux protons de traverser la membrane interne mitochondriale sans passer par l’ATP synthase. Cela empêche la production d’ATP et dissipe l’énergie sous forme de chaleur.

41
Q

En quoi l’UCP1 interfère-t-elle avec la synthèse d’ATP ?

A

L’UCP1 court-circuite la production d’ATP en laissant passer les protons directement dans la matrice mitochondriale. Cela empêche l’ATP synthase d’utiliser le gradient de protons pour produire de l’ATP.

42
Q

Quel rôle joue le transporteur ADP/ATP (ANT) dans la régulation des protons ?

A

Le transporteur ADP/ATP échange l’ATP de la matrice contre l’ADP du cytosol. Dans certaines conditions, il peut également laisser entrer des H⁺ dans la matrice, ce qui réduit le gradient de protons et limite la production de ROS.

43
Q

Vrai ou Faux
Le NADH peut être oxydé et réduit dans la mitochondrie, mais ne peut pas venir du cytosol.

A

Vrai

44
Q

La membrane externe des mitochondries contient des _______________, qui lui permettent d’être _________________ aux métabolites.

A

porines
perméable

45
Q

La membrane interne des mitochondries est ____________________.

A

imperméable

46
Q

Les molécules doivent utilisé quoi pour passer à travers la membrane interne des mitochondries?

A

Transporteurs spécifiques pour chaque molécule transportée.

47
Q

Puisqu’il n’y a pas de transporteur pour le NADH, on doit utiliser quoi pour le transfert des électrons du NADH cytosolique au CoQ?

A

Des navettes

48
Q

Comment fonctionne la navette du glycérol-phosphate ?

A

La navette du glycérol-phosphate transfert les électrons du NADH cytosolique vers la coenzyme Q (CoQ) via le FADH₂( et mGPDH).
Cela permet aux électrons d’entrer dans la mitochondrie pour produire de l’énergie.

49
Q

La navette du glycérol-phosphate fonctionne-t-elle dans les deux sens ?

A

Non, la réaction est irréversible. Les électrons vont toujours du NADH cytosolique vers le FAD de la déshydrogénase mitochondriale, et ensuite vers la CoQ.

50
Q

Quelles sont les deux enzymes clés de la navette du glycérol-phosphate ?

A

Une glycérol-3-phosphate déshydrogénase cytosolique
Une glycérol-3-phosphate déshydrogénase mitochondriale

51
Q

Quel est le chemin des électrons dans la navette du glycérol-phosphate ?

A

Dans le cytosol :

  • Le NADH transfère ses électrons à la dihydroxyacétone phosphate (DHAP) via l’enzyme glycérol-3-phosphate déshydrogénase cytosolique, formant du glycérol-3-phosphate.

À la surface externe de la membrane mitochondriale interne :

  • Le glycérol-3-phosphate diffuse vers une enzyme située sur la face externe de la membrane interne : la glycérol-3-phosphate déshydrogénase mitochondriale.
  • Cette enzyme transfère les électrons du glycérol-3-phosphate au FAD, formant du FADH₂ et régénérant la dihydroxyacétone phosphate (DHAP).

Dans la chaîne respiratoire :

  • Les électrons du FADH₂ sont transmis à l’ubiquinone (Coenzyme Q), qui les intègre dans la chaîne de transport d’électrons au niveau du complexe II.
52
Q

En quoi la navette du glycérol-phosphate diffère-t-elle de la navette malate-aspartate ?

A

La navette du glycérol-phosphate est irréversible et passe par le FADH₂, ce qui donne moins d’ATP par NADH (1,5 ATP au lieu de 2,5).

La navette malate-aspartate est réversible et transfère les électrons du NADH cytosolique directement au NAD⁺ mitochondrial, conservant ainsi le rendement énergétique complet (2,5 ATP par NADH). (Plus d’ATP)

53
Q

Quelles sont les étapes de la navette malate-aspartate dans le cytosol ? (Comment l’OAA retourne dans la mitochondrie)

A
  1. Dans le cytosol (près de la membrane mitochondriale) :
    o Le NADH dans le cytosol est utilisé pour réduire l’oxaloacétate en malate (réduction de l’oxaloacétate).
    o Le malate peut traverser la membrane mitochondriale grâce à un transporteur spécifique.
  2. Dans la matrice mitochondriale :
    o Une fois dans la matrice mitochondriale, le malate est réoxydé en oxaloacétate en utilisant le NAD⁺ comme accepteur d’électrons.
    o Ce processus génère NADH dans la matrice mitochondriale, qui peut entrer dans la chaîne de transport des électrons pour produire de l’ATP.
54
Q

Pourquoi la navette malate-aspartate est-elle réversible ?

A

Elle va dans les deux sens :
* Pour aller dans le cytosol = Oxaloacétate doit se convertir en aspartate dans la mitochondrie (transamination)
* Pour aller dans la mitochondrie = Oxaloacétate doit se convertir en malate dans le cytosol (réduction).

55
Q

Pourquoi l’oxaloacétate ne peut-il pas traverser directement la membrane interne des mitochondries ?

A

La membrane interne mitochondriale est imperméable à l’oxaloacétate, donc il ne peut pas entrer directement dans la matrice.

56
Q

Réaction de transamination
Dans le cytosol, l’aspartate (4C) est converti en quoi? Et l’alpha-KG est converti en quoi?

A

Aspartate (4C) –> oxaloacétate (4C)
Alpha-KG (5C) –> glutamate (5C)

Alpha-KG devient un glutamate en gagnant une amine qui vient de l’aspartate. Celui-ci en donnant son amine devient l’oxaloacétate.

57
Q

Réaction de transamination
Dans la matrice, l’oxaloacétate (4C) est converti en quoi? Et le glutamate (5C) est converti en quoi?

A

Oxaloacétate (4C) –> Aspartate (4C)
Glutamate (5C) –> Alpha-KG (5C)

L’oxaloacétate devient un aspartate en gagnant une amine qui vient du glutamate. Celui-ci devient un alpha-KG en donnant une amine.

58
Q

Les réactions de transamination servent à quoi?

A

Permet d’utiliser les transporteurs alpha-KG/malate et
glutamate/aspartate.

59
Q

Expliquer le concept de la chaine de transport des électrons en termes de transfert d’énergie et de son utilisation pour effectuer un travail

A

La chaîne de transport des électrons est comme une centrale énergétique de la cellule.
1. Capture d’énergie : Des électrons riches en énergie, provenant de molécules comme le NADH, passent par une série de “stations” (complexes protéiques) situées dans la membrane interne de la mitochondrie.
2. Création d’un réservoir d’énergie : À chaque station, l’énergie des électrons est utilisée pour pomper des protons (H⁺) d’un côté de la membrane à l’autre, créant une sorte de “réservoir” de protons. Cela forme un gradient, comme une eau retenue par un barrage.
3. Utilisation de l’énergie : Les protons reviennent ensuite à travers une “turbine” appelée ATP synthase. Leur passage fait tourner la turbine, qui produit de l’ATP, une molécule énergétique utilisée par la cellule pour accomplir tout son travail (comme bouger, fabriquer des protéines, etc.).

60
Q

Expliquer comment les électrons provenant de différentes sources sont transférés au Complexe III

A
  1. Le CoQ agit comme un transporteur mobile d’électrons, acceptant les électrons provenant de plusieurs complexes enzymatiques (complexe I, complexe II, ETF(FTE) déshydrogénase et la mGPDH).
  2. Le CoQ accepte deux électrons et deux protons (H⁺), ce qui le convertit de sa forme oxydée (ubiquinone, Q) à sa forme réduite (ubiquinol, QH₂). Cela lui permet de transporter les électrons au Complexe III tout en restant soluble dans la membrane.
61
Q

Expliquer le lien entre le Complexe II de la chaine de transport des électrons et la succinate déshydrogénase du cycle de Krebs

A

Le Complexe II de la chaîne respiratoire et la succinate déshydrogénase du cycle de Krebs sont en fait la même enzyme

62
Q
  1. C’est quoi le rôle de la succinate déshydrogénase du cycle de Krebs ? (2)
  2. C’est quoi le rôle du Complexe II (succinate déshydrogénase) de la chaine de transport des électrons ?
A
  1. Dans le cycle de Krebs :
    o La succinate déshydrogénase transforme le succinate en fumarate.
    o En même temps, elle capte des électrons et les donne au FAD, qui devient FADH₂ (une forme réduite riche en énergie).
  2. Dans la chaîne respiratoire :
    o Le Complexe II prend ces électrons du FADH₂ et les transfère au Coenzyme Q (CoQ), qui les transporte vers le Complexe III.
    o Contrairement aux autres complexes, le Complexe II ne pompe pas de protons.
63
Q

Expliquer le cycle Q

A

Étapes principales

  • Le Complexe III possède deux sites pour la CoQ :
    o Site Qₒ (site oxydant) : L’ubiquinol (QH₂) se lie ici et libère ses deux électrons.
     Un électron est transféré vers le cytochrome c via une série de transporteurs : centre fer-soufre, cytochrome c₁.
     L’autre électron est transféré vers une ubiquinone oxydée (Q) au site Qi (site réducteur), formant une semiquinone (QH’).
    o Simultanément, le QH₂ libère deux protons (H⁺) dans l’espace intermembranaire.
  • Dans un second cycle, un deuxième QH₂ se lie au site Qₒ et libère deux électrons :
    o Un autre cytochrome c est réduit.
    o La semiquinone (QH’) au site Qi capte un électron de la matrice pour former du QH₂.
64
Q

Expliquer le rôle du cytochrome c

A

Elle transporte un électron à la fois du Complexe III au Complexe IV.

65
Q

Comment l’OAA retourne dans le cytosol?

A
  1. Dans la matrice de la mitochondrie, l’oxaloacétate est converti en aspartate par une réaction de transamination en gagnant une amine (glutamate lui donne pour devenir a-KG).
  2. L’aspartate quitte la mitochondrie et revient dans le cytosol avec l’aide d’un transporteur.
  3. De retour dans le cytosol, l’aspartate peut être reconverti en oxaloacétate par une nouvelle réaction de transamination en perdant une amine (la donne à a-KG pour qu’il devienne du glutamate) .
66
Q

Dans le mécanisme de la navette malate-aspartate, le glutamate et le a-KG servent à quoi?

A

Ils servent à faire des échangent d’amine avec l’oxaloacétate et l’aspartate pour permettent le fonctionnement de la navette dans les deux sens.

67
Q

Rôle de GPDc(déshydrogénase cytosolique)

A

Catalyse le transfert des électrons du NADH cytosolique vers la dihydroxyacétone phosphate (DHAP), produisant du glycérol-3-phosphate.

68
Q

Rôle de GPDm(déshydrogénase mitonchondriale)

A

Oxydation du glycérol-3-phosphate en dihydroxyacétone phosphate (DHAP), avec transfert des électrons au FAD, formant du FADH₂.

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