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MMD1043 > Glucides et métabolisme énergétique > Flashcards

Glucides et métabolisme énergétique Flashcards

1
Q

Qu’est-ce qu’un glucide

A

hydrate de carbone
molécule polyhydroxylée à base de cétone ou d’aldéhyde

formule (CH2O)n
glucose: C6H12O6

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2
Q

Que peuvent contenir les glucides

A
  • Peuvent contenir dautres atomes: phosphates azotes
  • groupement OH peut être modifiés ou subsitués
  • peuvent être liés à de facon covalente à des lipides ou protéines (glycolipides ou glycoprotéines)
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3
Q

Quelle est la source/origine des glucides pour les végétaux et les animaux

A

Végétaux:
- synthèse de glucides à partir de matière inorganique via photosynthèse

Animaux
- source alimentaire: abondant dans fruits, légumes, céréales
- synthèses endogène à partir de d’autres molécules organiques (ex: aa)

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4
Q

Quelles sont les roles des glucides

A
  • sources principal d’énergie chez l’humain: 2-4kcal/g

Constituants de
- ADN
- glycoprotéines
- glycolipides

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5
Q

Qu’est-qu’un oses

A

Monosaccarides/glucides simples divisé en 2 catégories
- aldose
- cétose

classifiés selon le nombre de carbone dans la molécule
- triose, tétrose, pentose, hexose, etc.

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6
Q

Décris la molécules du glucose

A

Aldose
Hexose; 6C
Majoritairement sous la forme D-glucose, en chaise

Donc forme majoritaire: B-D-glucopyranose (65% du temps)

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7
Q

Donne un exemple de cétose

A

D-fructose

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8
Q

Quelles sont les propriétés chimiques des monosaccharides

A
  • molécules chirales qui peuvent dévier la lumière; pouvoir rotatoire de la lumière
  • présence d’un carbone asymétrique (avec 4 substituants différents)

il existe 2 énantiomères pour les monosaccharides (D ou L)
- image miroir l’une de l’autre, donc non-superposable

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9
Q

Définis énantiomères

A

Deux molécules qui possèdent la même formule chimique mais une structurre différentes
- image miroir l’un de l’autre non-superposable

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10
Q

Quelle forme d’énantiomère retrouve t on chez les mammifère et cette forme est basée sur quelle comparaison

A

Forme D
- basée du la comparaison avec la D-Glycéraldéhyde

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11
Q

Définis diastéréoisomère

A

Deux molécules avec la meme formule chimique, mais une structure différentes
- pas une image miroir

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12
Q

Définis épimère

A

Deux molécules qui ont la meme formule chimique, mais une structure différentes qui varie par la configuration sur un seul carbone chiral/asymétrique (sous-catégorie de diastéréoisomère)
- épimérisation facilitée par des enzymes (épimérase) ou par le pH
- ex: D-glucose et D-mannose

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13
Q

Décris la conformation cyclique des monosaccharides (réactions, types selon nbr de C, carbone)

A
  • réaction intramoléculaires entre un groupement hydroxyl (OH) et le groupement carbonyle

permet de faire des cycles de 5 ou 6 carbone
- 5C: furanose
- 6C: pyranose

cyclisation des monosaccharides entrainent la formation d’un 2e carbone asymétrique; carbone anomérique
- anomère alpha ou beta

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14
Q

Comment varie les formes de monosaccharides cyclique et linéaire

A

Groupement carbonyle et hydroxyl sont disponible pour réagir permettant une réaction à l’équilibre

Conditions favorisant la forme cyclique ou linéaire
- 99% cyclique: pH acide
- 99% linéaire: pH basique

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15
Q

Quelle est la forme majeure de glucose et en quelle proportion chez l’humain

A

beta-D-glucopyranose; conformation chaise
- carbone anomérique beta
- énantiomère D: OH seul à droite sur le C asymétrique le plus loin de C=O
- cycle de 6 carbone
- configuration chaise plus stable

65% sous cette forme

autre = alpha-D-glucopyranose

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16
Q

Sous qu’elle forme le glucose est-il en solution aqueuse

A

Forme cyclique = plus stables
- 99%

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17
Q

Quelles sont les configurations des cycles à 6 carbones

A

Chaise: plus stable
Bateau

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18
Q

Quelle est la différence entre un anomère beta et alpha

A

Position du OH qui varie sur le C1
- beta en haut
- alpha en bas

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19
Q

Quelle liaison lie les monosaccharides et comment peut on briser/hydrolyser cette liaison

A

Liaison glycosurique covalent
- disaccharides
- oligosaccharides
- polysaccharides

Hydrolyse par voie chimique (acide) ou enzymatique

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20
Q

De quoi sont formés les disaccharides et quels sont ceux majeurs dans l’alimentation

A

Formés de 2 monosaccharides lié par liaison glycosidique covalente

Alimentation
- maltose; dégradation amidon
- saccharose
- lactose

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21
Q

Décis le saccharose
- où on le trouve
- composition et position
- digestion

A
  • retrouvé dans le sucre de table, sucre blanc, sucre de canne, sucre (sucrose)
  • formée d’un alpha-D-glucose et beta-D-fructose positionné face à face ; lié par un lien alpha
  • digérer par la sucrase (alpha-glucosidase)
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22
Q

Décis le lactose
- où on le trouve et lieu de sythtèse
- composition et position
- digestion

A
  • sucre de lait synthétisé par les glandes mammaires des mammifères
  • composé du beta-D-galactose et du alpha ou beta-D-glucose lié ensemble à la queue-leuleu: liaison beta = difficile à digérer
  • digérer par la lactase (beta-glucosidase) dans l’intestin
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23
Q

Pourquoi le lactose est difficile à digérer

A

Parce que le lien entre le beta-D-glucose et l’alpha ou beta-D-glucose est un lien beta plus difficile à digérer si pas de lactase

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24
Q

Décris le maltose
- où on le trouve
- composition et position
- digestion

A
  • peu présent dans la diète; provient de la dégradation de l’amidon
  • composé d’un alpha-D-glucose et d’un alpha ou beta-D-glucose lié par un lien alpha à la queueleueleu
  • digérer par des alpha-glucosidases dans l’intestin (maltase)
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25
Q

Décris les oligosaccharides, d’où ils proviennent et donne un exemple

A

formé de 3 à 19 monosaccharides liés par liens glycosidiques

Proviennent
- la digestion des polysaccharides
- maltodextrine (sirop de mais)

ex: alpha-galactosides (raffinose et stachyose)
- dans lentilles et fèves
- difficile à digérer car peu d’alpha-galactosidase
- fermentation par bactéries intestinales = gaz

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26
Q

Décris les polysaccharides, leur structure et ceux majeurs dans alimentation

A

plus de 20 monosaccharides liés par liens glycosidiques

Structure linéaire ou ramifié
Digestible ou non

Majeurs
- amidon
- glycogène
- cellulose

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27
Q

Quel est un des polysacchairdes les plus abondant chez les végétaux

A

amidon

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28
Q

De quoi est formé l’amidon, quel est son role et quels sont ces deux types de polymère

A
  • formé de D-glucose
  • molécule de réserve énergétique
  • amylose: 20-30%
  • amylopectine: 70-80%
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29
Q

Décris la structure de l’amylose

A
  • polymère linéaire forme de D-glucose
  • liaison alpha 1 -> 4 (carbone alpha position 1 au carbone 4 du 2e glucose)
  • 600-1000 molécules de glucose
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30
Q

Décris la structure de l’amylopectine

A

Polymère ramifié
- structure linéaire: liaison alpha 1->4
- ramifications à chaque 24-30 glucoses: liaison alpha 1->6
- formé de 10 000 à 100 000 molécules de glucose

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31
Q

Glycogène
- role
- localisation dans le corps
- strucuture

A
  • role: molécule réserve énergétique importante chez les animaux
  • localisation: dans tous les tissus mais abondant dans le foie et les muscles

structure
- polymère ramifié de D-glucose
- liaison alpha 1-4 sur la base linaire
- ramification par liaison alpha 1-6 tous les 10-14 molécule de glucose
- 2000 à 600 000 molécules de glucoses

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32
Q

Cellulose
- structure
- provenance
- digestion

A

Structure
- polymère linéaire
- liaison alpha 1-4
- 200 à 14 000 molécules de glucose

Provenant
- provient de la paroi cellulaire des végétaux

Non-digestible:
- pont hydrogène qui s’ajoute aux liaison alpha 1-4
- plusieurs molécules de cellules forment des fibres ou myofibrilles

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33
Q

Quelles sont les sources de glucides

A

Alimentaire
- amidon
- glycogène
- cellulose
- lactose
- saccharose
- glucose

Synthèse endogène
- néoglucogénèse: à partir des aa
- glycogénolyse: dégradation des réserves de glycogène pour libérer glucose

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34
Q

Que représente l’apport en énergie de l’alimentation

Quels sont les glucides digestibles et non digestibles

A

45-65% de l’énergie

Glucides digestibles
- mono, di, oligo, polysacchairides
- hydrolyse par enzymes

Non-digestibles
- fibres
- pas d’enzyme pour hydrolyse

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35
Q

Décris les étapes de la digestion des glucides

A
  1. Amidon (polysaccharides) débute sa digestion dans la cavité buccale par l’alpha-amylase salivaire
  2. amylase salivaire inhibée par l’acide gastrique
  3. ds intestim, acide gastrique de l’estomac est neutralisée par le bicarbonate du pancréas; permet d’activer l’amylase pancréatique qui continue la dégradation des polysaccharides
    - les amylases peuvent cliver les liaisons alpha 1->4 sur les oligosaccharides d’au moins 5 glucoses en deux
    - amylose: maltotriose et maltose
    - amylopectin: dextrine+ maltotriose
  4. enzyme dans la muqueuse intestinale terminent la digestion en monosaccharides
    - lactase (beta-glucosidase)
    - maltase (alpha-glucosidase)
    - sucrase (alpha-glucosidase)
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36
Q

Pourquoi ne pouvons nous pas donner de céréales à un bébé avant 6 mois

A

Parce que les niveaux d’amylases salivaires et pancréatiques sont trop bas pour la digestion

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37
Q

Que clive les amylases

A

Clive la liaison alpha 1-> 4 des oligossaccharides d’au moins 5 glucoses

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38
Q

Quels sont les produit de digestion de l’amidon, du saccharose et du lactose et quels est sont les % de leur apport dans les glucides alimentaires

A

Amidon - maltose, maltotriose, dextrine - (maltase) - glucose + glucose
60-70% des glucides

Saccharose - (sucras) - glucose + fructose
30% des glucides

Lactose - (lactase) - glucose + galactose
0-10% des glucides

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39
Q

Quels sont les transporteurs de glucides permettant leur absorption par les cellules épithéliales

A

Transporteur actif: SGLT1
- utilisent le gradient de Na+ (maintenu par la pompe Na/K atpase) pour transport le glucose à l’encontre de son gradient

Transport passif par diffusion facilitée: famille des GLUT
- GLUT 5: permet au glucose et au fructose (surtout) de traverser la membrane de facon passive selon leur gradient dans la cellule (transport facilités
- GLUT 2: permet le passage du glucose et du fructose dans la circulation sanguin
* en concentration élevée de sucre dans la lumière intestinale, GLUT2 est recruté à la membrane apicale pour faire entrer le glucose et le fructose par transport facilité

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40
Q

Quels transporteurs permettent le transport du glucose de facon passive

Nomme les plus importants (localisation et role)

A

Famille des GLUT

GLUT 2:
- foie, pancréas, épithélium intestinal
- haute capacité mais faible affinité: glucosenseur

GLUT4:
- tissus adipeux et muscles striés (squelettiques et cardique)
- permet entrée du glucose dans la cellule par la régulation de l’insuline

GLUT5
- épithélium intestinal
- transportuer de fructose

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41
Q

Sous quel forme sont absorbés les glucides

A

Monosaccharides

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42
Q

Qu’arrive t il avec les glucides après digestion et absorption

A

Rejoignent les différents tissus pour être métabolisés
- voies anaboliques (synthèse): ex; néoglucogénèse
- voies cataboliques (dégradation): ex; glycolyse

Certaines voies métabolique sont présentes dans toutes les cellules, mais d’autre sont prédominantes dans des tissus spécifiques

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43
Q

Qu’est-ce que la glycémie et quelles sont ses valeurs normales

A

Concentration de glucose dans le sang

À jeun (8-12h): 4,0 et 5,5 mmol/l
- hypoglycémie: en base de 4,0
- hyperglycémie en haut de 5,5
- diabète à partir de 7,0

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44
Q

2 hormones qui régulent la glycémie

A

Insuline
Glucagon

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45
Q

Où synthétisée et sécrétée l’insuline et quels facteurs stimulent sa sécrétion

A

Cellule beta des ilots de langherans du pancréas

Sécértion stimulée par
- présence de sucre dans le sang: glucose et mannose
- présence d’aa: leucine et arginine
- stimulation du nerf vague (SNA)
- peptides entérique: GIP (glucose dependent insulinotropic enzyme) et GLP-1 (glucagon-like-peptide-1)

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46
Q

Quels sont les roles de l’insuline et quel est son récepteur qui permet ses effets

A

Hormone hypoglycémiante

Activation de la synthèse de glycogène (glycogénèse)
Inhibtion de la dégradation du glycogène (glycogénolyse)

Activation de la dégradation du glucose (glycolyse)
Inhibition de la synthèse du glucose (neoglucogénèse)

Activation de la synthèse de lipides (lipogénèse)
Inhibition de la dégradation des lipides (lipolyse)

Récepteur de l’insuline: récepteur tyrosine kinase

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47
Q

Comment l’insuline permet le transport du glucose dans la cellule

A

Stimule l’entrée du glucose dans les tissus insuline-dépendants via le transporteur GLUT4
- tissus adipeux et muscles striés (squelettiques et cardiaque)

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48
Q

Où est synthétisé le glucagon

A

Cellules alpha des ilots de langherans du pancréas

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49
Q

Quels sont les roles du glucagon et quel est son récepteur qui permet ses effets

A

Hormone hyperglycémiante

Inhibtion de la synthèse de glycogène (glycogénèse)
Activation de la dégradation du glycogène (glycogénolyse)

Inhibition de la dégradation du glucose (glycolyse)
Activation de la synthèse du glucose (neoglucogénèse)

Inhibtion de la synthèse de lipides (lipogénèse)
Activaiton de la dégradation des lipides (lipolyse)

Récepteur du glucagon: récepteur lié à une protéine G

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50
Q

Qu’est-ce que la glycogénèse et par quoi est-elle stimulée

A

Synthèse de glycogène à partir du glucose en excès (permet de faire des réserves de glucose)
- stimulée par insuline
- inhibée par glucagon et adrénaline

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51
Q

Où est stockée le glycogène

A
  • dans le foie: 75g
  • dans les muscles: 100g
52
Q

Décris les étapes de la glycogénèse

A
  1. Glucose - glucose-6-phosophate
    - glucokinase dans foie
    - hexokinase dans muscle
  2. glucose-6-phophate - glucose-1-phosphate
    - phosphoglucomutase
  3. glucose-1-phosphate + UTP - UDP-glucose + PPi
    - UDP-glucose-pyrophosphatase
  4. UDP-glucose + Glycogène n - Gylcogène (n+) + UDP
    - glycogène synthétase
    - ajout de glucose à la ramification
  5. glycosil-4,6-transéfrase permet d’ajouter une nouvelle ramification en clivant le bout d’une préexistante
53
Q

Qu’est-ce que la glycogénolyse et par quoi est-elle stimulée

A

Dégradation du glycogène pour obtenir du glucose-6-phosphate utilisé par la cellule ou dégradé en glucose par le foie pour le remettre en circulation

Stimulée par glucagon et adrénaline
Inhibée par l’insuline

54
Q

Décris les étapes de la glycogénolyse

A
  1. Glycogène n - glycogène (n-1) + glucose-1-phosphate
    - glyogène phosphorylase
    - glycogène transférase
    - enzyme débranchante
    *on vient couper le glucose à partri des bouts/branches des ramifications
  2. glucose-1-phosphate - glucose-6-phosphate
    - phosphoglucomutase
  3. glucose-6-phosphate - glucose + Pi
    - glucose-6-phosphatase
    DANS LE FOIE SEULEMENT; remettre glucose en circulation pour augmenter glycémie
55
Q

À quoi sert la dégradation du glucose et par quelles voies métaboliques se fait elle

A

Sert à faire de l’énergie: libérer l’énergie du glucose

Voies métaboliques
1. Glycolyse
- dans le cytosol
- en absence d’oxygène (condition anaérobique)

  1. Cycle de krebs
    - dans mitochondrie
    - en présence d’oxygène (condition aérobique)
56
Q

Qu’est-ce que la glycolyse, quelle est la réaction et quelles sont ses 3 phases

A

Dégradation d’une molécule de glucose (6 carbones) en deux molécules de pyruvates (3 carbones)

1 glucose -> 2 pyruvates + 2 NADH + 2 ATP

3 phases:
1. activation du glucose
2. clivage de l’hexose en 2 trioses
3. production d’énergie (ATP)

57
Q

Combien d’étapes possède la glycolyse et lesquelles sont irréversibles

A

10 étapes - 3 irréversibles

étape 1: synthèse du glucose-6-phosphate

étape 3: synthèse du fructose-1,6-diphosphate

étape 10: synthèse du pyruvate

58
Q

Décris l’étape 1 de la glycolyse (réactif, produit, enzyme, réversible?) et l’utilité du produit

A
  • synthèse du glucose-6-phosphate à partir du glucose
  • catalysée par hexokinase dans les muscles ou la glucokinase dans le foie et pancréas
  • réaction irréversible car nécessite hydrolyse de l’ATP

glucose-6-phospate ne peut pas traverser la membrane, donc utilisé pour
- poursuivre la glycolyse
- glycogénèse
- voie de pentoses phosphates

59
Q

Décris l’étape 3 de la glycolyse (réactif, produit, enzyme, réversible?) et l’utilité du produit

A
  • synthèse du fructose-1,6-diphosphate à partir du fructose-6-phosphate
  • catalysée par la 6-phosphofructokinase 1 (PFK-1)
  • réaction irréversible car nécessite hydrolyse de l’ATP
  • Utilité: point de contrôle majeur pour la vitesse de la glycolyse
60
Q

Décris l’étape 10 de la glycolyse (réactif, produit, enzyme, réversible?) et l’utilité du produit

A
  • synthèse de 2 molécules de pyruvate et de 2 ATP à partir de 2 molécules de phosphoénopyruvate
  • catalysé par la pyruvate kinase
  • irréversible
  • utilité: synthèse de 2 ATP (1 via chaque phosphoénolpyruvate)
61
Q

Comment peut on utiliser les autres monosaccharides autres que le glucose pour produire de l’énergie

A

Ils sont convertis en intermédiaires de la glycolyse (fructose, galactose, mannose)

62
Q

Quels sont les facteurs qui permettent de réguler la glycolyse

A
  1. Concentration de glucose
    - stimulation par le substrat; plus de glucose = plus de glycoslyse
  2. Concentration d’ATP
    - concentration ATP élevés inhibe les enzymes de la glycolyse: PFK-1, pyruvate kinase
  3. Insuline stimule la glycolyse
  4. Fructose-2,6-diphosphate stimule la glycolyse
63
Q

Quels sont les produits finaux de la glycolyse et quelles sont les voies métaboliques pour le pyruvate formé

A

glucose donne 2 pyruvate
2 NAD+ donne 2 NADH
2 ADP donne 2 ATP
2 molécule phosphate inorganique donne 2 H2O

Pyruvate métabolisé
1. transformé en lactate dans cytosol (absence d’oxygène)
2. transformé en acetyl-coA dans mitochondrie (présence d’oxygène)

64
Q

Qu’est-ce que la néoglucogénèse

A

Synthèse endogène de glucose
Série de réaction enzymatique menant à la synthèse de glucose à partie de plusieurs autres molécules
- pyruvate, lactate, glycérol
- acide aminés

Inverse de la glycolyse sauf pour les étape irréversibles

65
Q

Où se fait la néoglucogénèse

A

Dans le foie principalement (et un peu dans les reins)

66
Q

En combien de temps s’épuisent les réserves de la glycogène sans apport alimentaire en glucides et quelle est le lien avec la néoglucogènèse

A

réserve de glycogène hépatique de s’épuise en 18h

néoglucogénèse permet de maintenir la glycémie

67
Q

Comment la néoglucogénèse maintient elle la glycémie et à partir de quoi

A
  1. à partir du lactate (cycle de Cori)
  2. à partir de pyruvate ou glycérol (dérivée glucose)
  3. à partir de molécules non-glucidiques (comme aa)
68
Q

Pourquoi la néoglucogénèse n’est pas active avant la naissance et quels sont les risques pour les bébés prématurés

A

Inactive parce qu’il manque une enzyme qui augmente seulement qlq heures après la naissance (phosphoénolpyruvate carboxykinase)

Bébé prématuré à risque d’hypoglycémie parce que les réserves de glycogène sont limité et pas d’enzyme pour la nucléogénèse qui commence plus tard

69
Q

Qu’est-ce que le cycle de cori

A

Permet de faire du glucose à partir du lactate

70
Q

Quelles sont les 3 voies de contournement de la néoglucogénèse pour renverser les étapes irréversibles de la glycolyse

A
  1. Pyruvate en phosphoénopyruvtate
  2. fructose-1,6-diphosphate en fructose-6-phosphate
  3. glucose-6-phopshate en glucose

demande un cout énergétique de 6 ATP

71
Q

Décris la premiere étape de la néoglucogénèse (pyruvate en phosphoénopyruvate)

A
  1. pyruvate entre dans la mitochondrie ou y est formé directement par l’alanine
  2. pyruvate - oxaloacétate
    - enzyme: pyruvate carboxylase
    - nécessite 1 ATP
    - réaction activée par acetyl-coA (produit pendant la lipolyse)
  3. oxaloacétate - phophoénopyruvate
    - enzyme: phosphoénopyruvate carboxykinase
    - nécessite 1 ATP (GTP)
72
Q

Décris l’étape 7 de la néoglucogénèse et son role dans la néoglucogénèse

A
  • fructose-1,6-diphosphate en fructose-6-phosphate
  • catalysée par l’enzyme fructose-1,6-diphosphatase

inhibée par l’AMP
inhibée par l’insuline (via fructose-2,6-diphosphate)

role: point de controle majeur dans la vitesse de la néoglucogénèse

73
Q

Décris l’étape 10 de la néoglucogénèse et son role dans la néoglucogénèse

A
  • glucose-6-phosphate en glucose
  • catalysée par enzyme glucose-6-phosphatase
    SE FAIT DANS LE FOIE ET LES REINS; seuls qui possèdent cette enzyme

role: sans la déphosphorylation, le glucose ne peut pas circuler dans le sang, car le glucose-6-phosphatase ne peut pas traverser la membrane

74
Q

Comment sont régulée la glycolyse et néoglucogénèse

A

Régulée de facon opposée
- insuline stimule la glycolyse et inhibe la néoglucogénèse
- glucagon stimule la néoglucogénèse et inhibe la glycolyse

la régulation se fait au niveau des enzymes des étapes irréversibles de la glycolyse et de la néoglucogénèse

ex: insuline
- stimule glycolyse: hexokinase/glucokinase (étape 1), PFK-1 (étape 3) et pyruvate kinase (étape 10)

  • inhibe néoglucogénèse: phosphoénopyruvate carboxykinase (étape 1), fructose-1,6-diphosphatase (étape 7) et glucose-6-phosphatase (étape 10)
75
Q

Quel est le role du fructose-2,6-diphosphate et comment se fait sa régulation

A

Role majeur dans le sens des voies métaboliques de la glycolyse et de la néoglucogénèse: étape 3 glycolyse et 7 néoglucogénèse

Régulation du fructose-2,6-diphosphate se fait par sa synthèse ou sa dégradation qui se fait par la même enzyme (6-phosphofructokinase 2/fuctose-2,6-phosphatase )
- synthèse stimulée par l’insuline et dégradation stimulée par le glucagon
- activité enzymatique agit une comme kinase lorsque l’enzyme est déphosphorée et comme une phosphatase lorsque l’enzyme est phosphorylée

76
Q

Explique le mécanisme de controle du fructose-2,6-diphosphatase après un repas riche en glucides et lorsque la glycémie chute

A

Repas riche en glucides
1. augmentation de l’insuline
2. insuline stimule une phosphate qui déphosphoryle l’enzyme (6-phosphofructokinase2/fructose-2,6-diphosphatase)
3. PFK2/F-2,6DPase déphosphorée possède une activité kinase
4. formation du fructose-2,6-diphosphate (à partir du fructose-6-phosphate)
5. fructose-2,6-diphosphate stimule la PFK-1 et inhibe la fructose-1,6-diphospatase

Baisse glycémie
1. diminution insuline et augmentation glucagon
2. glucagon active une kinase qui phosphoryle l’enzyme PFK2/F-2,6DPase
3. PFK2/F-2,6DPase phosphrylée possède une activité phosphatase
4. dégradation du fructose-2,6-diphosphate en fructose-6-phosphate (arrêt d’inhbiton de la néoglucogénèse)

77
Q

Comment se fait le métabolisme du pyruvate en condition anaérobique
- où se fait cette réaction chez l’humain

A

Métabolisme anaérobique permet de transformer le pyruvate en lactate par la lactate déshydrogénase
- permet de régénérer du NAD+ à partir du NADH utilisé à l’étape 6 de la glycolyse
- se fait dans le cytosol
- se nomme la fermentation lactique
- 2 pyruvate donne 2 lactate et 2 NAD+

78
Q

Comment se fait le métabolisme du pyruvate en condition anaérobique
- où se fait cette réaction chez la levure

A

Métabolisme anaérobique permet de transformer le pyruvate en éthanol par la lactate décarboxylase
- permet de régénérer du NAD+ à partir du NADH
- se nomme la fermentation alcoolique
- 2 pyruvate donne 2 acétylaldéhyde (et 2 CO2) et donne 2 éthanols et 2 NAD+

79
Q

Comment se fait le métabolisme du pyruvate en condition aérobique
- où se fait cette réaction

A

Métabolisme du pyruvate permet de former l’Acetyl-coA par la pyruvate déshydrogénase
- 2 pyruvate forme 2 acetyl-coA + 2 NADH
- se fait dans la mitochondrie

80
Q

Quel est le role du cycle de krebs, où se fait-il, en quel condition et quel est sa réaciton

A

Cycle de l’acide citrique: suite réactions biochimiques qui permettent de produire les intermédiaires énergétiques nécessaire à la production d’ATP via la chaine respiratoire (phosphorylation oxydative)

Se fait dans la matrice mitochondriale

Condition aérobique

1 Acetyl-CoA - 2 CO2 + 3 NADH + 1 FADH2 + 1 GTP

81
Q

Quels sont les bilan énergétique de la glycolyse en condition anaérobique et de la glycolyse/du cycle de Krebs

A

Glycolyse en condition anaérobique
- forme 4 ATP
- Moins 2 ATP nécessaire pour les étapes irréversible 1 et 3 (catalysée par hexokinase/glucokinase et PFK-1)
- DONC 2 ATP

Glycolyse en condition aéro bique
- Glycolyse produit 2 ATP + 2 NADH
- 2 Pyruvate donne 2 Acetyl-coA et 2 NADH via pyruvate déshydrogénase
- cycle de krebs: 1 acetyl-coA = 2 CO2 + 3 NADH + 1 FADH2 + 1 GTP (x2 car 2 acetyl-coA)

Au total = 38 ATP par molécule de glucose pour
- 3 ATP/NADH: 30 ATP car 10 NADH
- 2 ATP/FADH2: 4 ATP
- 1 ATP/GTP: 4 ATP
- DONC 38 ATP

82
Q

À quoi servent les voies métaboliques secondaires des glucides

A

servent à la synthèse de :
- coenzymes
- nucléotides
- glycoprotéines et lipoprotéines
- glucoronides

83
Q

À quoi sert la voie des pentoses phosphates

A
  1. Formation de NADPH (utiles pour la biosynthèse de acides gras)
  2. Formation de ribose (utilie pour la biosynthèse des acides nucléiques)
84
Q

Définis la bioénergétique

A

partie du métabolisme qui s’intéresse aux sources d’énergie pour la cellule ou l’organisme et leur utilisation;

  • organisme et cellule ne peuvent pas créer d’énergie doivent l’extrairent de l’environnement pour l’emmagasiner, l’utiliser ou la transformer
85
Q

Quels sont les 3 types d’énergie

A

énergie cinétique (mvt)
énergie potentielle (hauteur d’un poids)
énergie chimique

86
Q

Définis la thermodynamique et comment elle s’applique à la cellule

A

Étude quanitative des échanges d’énergie à l’intérieur d’un système

La cellule utiliser l’énergie chimique dans les composé organiques par des réactions
- exergonique: libère/dégage énergie
- endergonique: nécessite/coute de l’énergie

87
Q

À quoi sert l’énergie libre et que représente ces changements

A

Énergie libre: énergie nécessaire pour générer un travail ou engendrer une réaction

delta G: changement de l’énergie libre pendant une réaction
= Gproduit - Gréactif

delta G plus petit que 0 = exergonique
- réaciton se fait spontanément,ent

delta G plus grand que 0 = endergonique
- réaction ne se produit pas spontanément

delta G = 0; équilibre
- réaction se fait aussi vite dans les 2 sens

88
Q

Qu’est-ce que le delta G0

A

Changement de l’énergie libre pendant une réaction dans des conditions standards
- pour les réactions biochimiques = à pH 7

89
Q

Qu’est-ce que la loi d’action de masse et quel est son role dans l’énergie libre

A
  • si on augmente la concentration d’un intervenant dans la réaction, la réaction va favoriser le sens qui va tendre à faire disparaitre cet intervenant
  • permet au delta G d’être plus grand ou plus petit que le delta G0 selon les concentration des réactif et produits
90
Q

À quoi correspond le delta G global de plusieurs séquence de réactions

A

correspond à la somme des delta G de chaque réactions individuellement

91
Q

Quelle est la relation entre delta G et K (constant d’équilibre)

A

Plus plus delta G est bas, plus il faut de produit que de réactif pour la réaction
- constante K élevée

Plus deltat G est haut, plus il faut de réactif que de produit pour la réaction
- constante K plus petite que 0

Delta G = 0, K = 1; autant de produit que de réactif; réaction à l’équilibre

92
Q

Comment est-il possible de faire une réaction endergonique

A

Il faut coupler la réaction endergonique avec une réaction exergonique qui libèrera assez d’énergie pour atteindre l’énergie d’activation de la réaction endergonique

  • si la somme des delta G des 2 réactions est inférieures à 0, elle pourra avoir lieu
93
Q

Pourquoi les composés riches en énergie sont des sources d’énergie chimique pour la cellule
Quels sont les principaux

A
  • pcq se sont des composés chimiques qui contiennent au moins 1 lien covalent avec un surplus d’énergie
  • le surplus peut être utilisé ou transféré à une autre molécule

principaux
- molécules dérivés phosphates: ATP et créatine phosphate
- les acyls coenzymes-A
- carbomyl phosphate
- phosphoénolpyruvate

94
Q

Quelle est le role de l’ATP dans la cellule et décris sa strucutre

A

composé biochimique qui est une source énergétique pour la cellule
- synthèse de protéine, hormones, cholestérol, etc
- contraction musculaire
- transport actif membranaire

ATP
- 1 base; adénine
- 1 sucre; ribose
- 3 phosphates; 2 premiers sont les plus énergétiques

95
Q

Où se fait la synthèse de l’ATP, comment son hydrolyse est-elle possible et quelle est sa concentration dans le corps

A

Synthèse dans la mitochondrie par la chaine respiratoire

Hydrolyse: permet de libérée son énergie
Dépend de:
- concentration en ions magnésium qui permet l’hydrolyse par les enzymes (ils s’associent av/ ATP)
- pH du milieu

Concentration intracellulaire d’ATP/ADP/AMP est entre 2-10 mmol/L (reste semi-constante)

96
Q

Comment se forme la créatine phosphate et quel est son role

A

Créatine est un aa qui peut être phosphorylé l’hydrolyse de l’ATP

Créatine phosphate = réserve riche en énergie qui peut directement être utilisé sans autre réaction métabolique

97
Q

Qu’arrive t il avec la créatine phosphate s’il y a un surplus ou un manque dATP

A

Créatine phosphate est un tampon d’ATP

  • surplus d’ATP: tranformation de la créatine en créatine phosphate
  • manque d’ATP = inverse favorisant formation d’ATP
98
Q

Décris la synthèse et l’élimination de la créatine

A
  1. Synthétisée de facon endogène à partir d’acides aminées (glycine, méthionine et arginine) dans le foie, pancréas et les rein avant d’être envoyé dans les muscles (95%)
  2. 1g/j est synthétisé et 1g/j vient de la diète
    - synthèse s’ajuste par rapport à l’alimentation
    - végétarien synthétise plus
  3. créatine transformé en créatinine (2g/j) pour être éliminé dans urine par reins
99
Q

Quel est la proportion de créatine libre et phosphorylée

A

Libre: 1/3
phosphorylée: créatine phosphate: 2/3

100
Q

Quels sont les composés riches en énergie

A
  • ATP
  • créatine phopshate
  • acyl-coenzyme-A (intermediaire de la beta-oxydation)
  • carbamoyl phosphate (cycle de l’urée)
  • phosphoenopyruvate et 1,3-diphosphoglycérate (intermédiaire glycolyse)
101
Q

À quoi sert l’utilisation des lien riches en énergie

A

Permettent de réaliser des réactions endergoniques via le couplage des réaction, car elles les liens riches en énergie provoquent des réactions exergoniques qui permettent d’atteindre des delta G plus petit que 0
- libère énergie permettant d’atteindre l’énergie d’activation de la réaction endergonique

ex: étape 1 de la glycolyse
- glucose - glucose-6-phostphate
- catalysé par hexokinase et glucokinase
- hydrolyse de l’ATP fournit énergie pour que la réaction soit possible

102
Q

Qu’est-ce que l’oxydoréduction?

A

Oxydation: perte électrons, perte d’hydrogène et gain d’oxygène
Réduction: gain d’électrons, gain d’hydrogène et perte d’oxygène

Rx oxydoréduction = combinaison des 2 réactions

103
Q

Qu’est-ce que le potentiel standards d’oxydoréduction (E0) et lien dans rx d’oxydoréduction

A

Dépend du potentiel de l’électrode d’hydrogène dont le potentiel arbitraire est de 0V à un pH =0

ph = 7 équivaut à E’0

E’0 + petit = oxydé et E’0 + grand = réduit

104
Q

Pourquoi une chaine de transport d’électrons est nécessaire pour transférer les électrons du NADH + H+ et du FADH2 à l’oxygène pour permettre la synthèse d’ATP (phosphorylation oxydative)

A

Parce que la réaction du transfert d’électrons direct vers l’oxygène libère trop d’énergie *très exergonique, donc la réaction serait explosive et entrainenerait une trop grande perte d’énergie

Chaine permet de transférer les électrons du NADH + H+ et du FADH2 graduellement pour éviter les perte d’énergie et controlée par différents transporteurs via la chaine respiratoire mitochondriale

105
Q

Qu’est-ce qu’un cofacteur

donne des exemples

A

Permettent le transfert d’électrons par les déshydrogénases (cofacteur = enzyme qui catalyse le transfert d’atome d’oxygène ou d’hydrogène)

Principaux des oxydoréductases:
- NAD
- NADP
- FAD
- FMN

106
Q

Comment l’organisme puise son énergie ATP des nutriments
3 ÉTAPES

A
  1. puise via différentes voie métabolique
    - glucides: glycolyse
    - lipide: beta-oxydation
    - protéine: protéolyse
  2. cycle de krebs est le point d’intégration des différentes voies pour produire une des molécules énergétiques réduites qui sont intermédiaire à la synthèse d’ATP
    - NADH + H+
    - FADH2
  3. Chaine de transport mitochondrial permet le transfert des électrons des molécules réduites progressivement vers l’oxygène pour former de l’ATP
107
Q

Quel est le bilan énergétique pour une mole de glucose

A

38 ATP; avec chaine respiratoire
- 2 ATP; glycolyse (4 moins 2 pour activation)
- 2NADH + H+
- 2 pyruvate: 2 acetylcoA + 2 NADH+H+

108
Q

Quel est le bilan énergétique pour une mole de palmitate (acide gras à 16C)

A

total de 129 ATP avec chaine respiratoire
- sans oxygène = 0
- - 2ATP (pour synthèse acyl-CoA)
- 7 moles de NADH + H+
- 7 moles FADH2
- 8 acetyl-coA (rejoint cycle de krebs)

109
Q

Comment la dégradation des protéines permet de former de l’énergie

A
  1. Protéines dégradées en aa
  2. Catabolisme des aa fournit des molécules pour le cycle de krebs
110
Q

Quel est le bilan énergétique pour une mole d’acetyl-coA dans le cycle de krebs

A

12 ATP : avec chaine respiratoire
- 3 NADH
- 1 FADH
- 1 GTP (ATP)

111
Q

Qu’est-ce que la chaine respiratoire, de quoi est-elle formée, et quel est son role

A

Chaine qui permet le transport d’électrons via des transporteurs dans la membrane interne de la mitochondire
- 3 transporteurs/complexes transmembranaires multiprotéques fixe (complexe I, III, IV)
- 1 transporteur/complexe membranaire qui ne traverse pas la membrane (complexe II)
- 2 transporteurs d’électrons mobiles (ubiquinone et le cytochrome c)

role: permet d’oxyder les équivalents réducteurs (intermédiaire énergétiques formé par le métabolisme des glucides, lipides et protéines; NADH+H+ et FADH2)
- transport d’électrons graduels des cofacteurs et du H+ vers l’oxygène
- permet de pomper des H+ dans l’espace intermembranaire (créer gradient)

112
Q

Comment est produite l’ATP

A

Les équivalents réducteurs permettent de pomper les H+ dans l’espace intermembranaire et le gradient permet d’activer l’ATPsynthase qui produit l’ATP

113
Q

Comment les différents complexes de la chaine respiratoire peuvent transporter les électrons des équivalents réducteurs et donne des exemples

A

Parce qu’ils sont formés de site réactif qui peuvent accepter les équivalents réducteurs (se faire réduire)
- flavoprotéines
- protéines fer-souffre
- cytochrome
- coenzyme Q

114
Q

Décris les protéines fer-souffre, le cytochrome et la coenzyme Q

A

Protéines fer-souffre: possède 1 atome Fe3+ non hémique, réduit en Fe2+ ds chaîne

Cytochrome: protéine av/ porphyrine qui possède un atome de fer (parfois cuivre)

Coenzyme Q (ubiquinone): constituant mobile des lipides mitochondriaux qui participe aux transports des équivalents réducteurs

115
Q

Décris le fonctionnement du complexe I de la chaine respiratoire
Nomme le

A

*plus grand complexe
1. permet entrée des équivalents réducteurs du NADH+H+ dans la chaine se fait via le complexe I
2. complexe I oxyde le NADH+H+ en NAD+
4. transfert des électrons à l’ubiquinone
5. en même temps: pompage de H+ dans espace intermembranaire

NADH-coenzyme Q réductase

116
Q

Décris le fonctionnement du complexe II de la chaine respiratoire
Nomme le

A
  • complexe ancré dans la membrane sans la traverser
    1. impliqué aussi dans le cycle de krebs
    2. entrée des équivalents réducteurs du FADH2
    3. complexe II oxyde le succinate en fumarat (produisant du FADH2) et ré oxyde le FADH2 en FAD
    4. transfert d’électrons vers l’ubiquinone

Succinate-coenzyme Q réductase

117
Q

Décris le fonctionnement du complexe III de la chaine respiratoire
Nomme le

A
  • complexe dimérique
    1. à ce stade l’ubiquinone (Q) a été réduite en ubiqunol (QH2) par les complexe I et II
    2. complexe III accepte les électrons de l’ubiquinol et les transférer au cytochrome c
    3. pompage de proton en meme temps

Cytochrome c réductase

118
Q

Décris le fonctionnement du complexe IV de la chaine respiratoire
Nomme le

A
  • complexe dimérique
    1. cytochrome c migre du complexe III vers IV
    2. complexe IV accepte les électrons du cytochrome c et les transfert à l’oxygène moléculaire en bloc de de 4
    3. pompage de proton en meme temps

Cytochrome c oxydase

119
Q

Définis la phosphorylation oxydative

A
  • Phosphorylation implique introduction d’un groupement phosphate par un lien covalent à une molécule
  • ADP devient ATP

Le couplage de la respiration cellulaire par oxydation (chaine respiratoire) et la phosphorylation de l’ADP en ATP = phosphorylation oxydative

120
Q

Quelle est la théorie chimiosmotique de Mitchell

A

Le fait que l’énergie nécessaire à la synthèse de l’ATP par phosphorylation oxydative provient du gradient de protons dans l’espace intermembraniare de la mitochondrie pour faire fonctionner l’ATPsynthase

121
Q

Décris les étapes menant à la formation de l’ATP à partir de la chaine respiratoire

A
  1. Complexe I, III et IV de la chaine respiratoire permettent de pomper des protons dans l’espace intermembranaire mitochondriales
    - proton ne retraversent pas car membrane interne imperméable aux ions
  2. Gradient formé
    - gradient de pH
    - différence de potentiel
  3. ATP synthase: protéine transmembranaire dans ma membrane interne
    - partie F0 est un canal à protons H+
    - partie F1 est la sous-unité phosphorylante
    - passage des protons dans le canal change la conformation des sous-unités dont F1 qui engendre un mouvement de rotation permettant la phosphorylation de l’ADP en ATP
122
Q

Quel est le rendement pour une molécule de NADH+H+ et des FADH2

A

NADH+H+: 3 ATP
FADH2: 2 ATP

123
Q

Quels sont les facteurs qui influencent la vitesse de la respiration cellulaire (chaine respiratoire)

A
  1. Disponibilité d’ADP
    - plus il y en a plus respiration augmente
  2. Disponibilité des substrats (équivalents réducteurs)
  3. Capacité des enzymes (complexe)
  4. Disponibilité de l’oxygène (oxygénation et circulation sanguine)
124
Q

Quels sont les facteurs qui peuvent inhibiteur la formation d’ATP

A
  1. Inhibiteur de la chaine respiratoire
    - différents poisons peuvent bloquer les complexes de la chaine
    - bloque la respiration cellulaire et la production d’ATP
  2. Molécules inhibtrices de l’ATP synthase
    - bloque respiration cellulaire
  3. Molécules découplant la phosphorylation et l’oxydation
    - permettent le retour du H+ dans la matrice, donc empêche l’ATP synthase de fonctionner; affectent pas la respiration cellulaire
125
Q

Décris brièvement la thermogénèse

A

Se faire dans la graisse brune abondante chez les animaux en hibernation et les enfants (peu chez adulte)

Caractérisé par une grande concentration de mitochondrie pour produire de la chaleur et maintenir la température corporelle en période de grand froid

Dans les graisses brunes il y a une protéine découplante (UCP1) dans la membrane interne des mitochondries qui permet le passage des ions H+ pompé par la chaine respiratoire dans ces protéines
- respiration cellulaire sans synthèse d’ATP
- pallier au gaspillage de réducteurs, métabolisme activé permet dégagement de chaleur

126
Q

Quelles sont les autres protéines découplantes découvert et où sont elles

A

UCP2
UCP3

dans la graisse blanche, cerveau et muscles

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