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Session 2 - Biochimie et métabolisme > Le cycle de l'acide cytrique > Flashcards

Le cycle de l'acide cytrique Flashcards

1
Q

La glycolyse produit 2 ATP en conditions aérobiques ou anaérobiques?

A

Production d’ATP sans apport d’oxygène

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2
Q

Les cellules animales sont-elles aérobiques ou anaérobiques? Pourquoi?

A

aérobiques

elles oxydent le carburant en CO2 et H2O

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3
Q

Comment est appelée la phase d’oxydation aérobique du catabolisme?

A

Respiration cellulaire.

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4
Q

Qu’est-ce que la respiration cellulaire?

A

Phase oxydation aérobique du catabolisme qui oxyde les carburants en H2O et CO2

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5
Q

Combien d’étape y a-t-il à la respiration cellulaire?

A

3

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6
Q

Combien d’ATP sont produits pour 1 molécule de glucose?

A

38 ATP

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7
Q

Quels sont les deux autres noms données au cycle de Krebs?

A

cycle des acides tricarboxyliques (TCA) ou cycle de

l’acide citrique

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8
Q

Décrivez le carrefour métabolique.

A

point final et commun du catabolisme des glucides (glycolyse, voie des pentoses phosphates), lipides et protéines/acides aminés car tous aboutissent à la formation d’acétyl- CoA

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9
Q

Où se déroule le cycle de Krebs?

A

Dans la matrice mitochondriale (à l’intérieur de la mitochondrie, la centrale énergétique de la cellule)

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10
Q

V/F Les lipides, les glucides et les protéines vont tous finir par faire de l’acétyl-CoA qui va rentrer dans le cycle de Krebs?

A

Vrai, carrefour métabolique

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11
Q

Dans quelles enchaînement de réactions se déroule la majeure partie des oxydations et de la production d’énergie d’une cellule?

A

Dans le cycle de Krebs

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12
Q

Quel est le but du cycle de Krebs?

A

produire des intermédiaires énergétiques qui serviront à la production d’ATP dans la chaîne respiratoire. FADH et FADH2

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13
Q

Le cycle de Krebs implique-t-il une série de réaction cyclique ou linéraires?

A

Cycliques car le dernier métabolite, l’oxaloacétate, est aussi impliqué dans la première réaction du cycle.

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14
Q

Quel est le substrat de départ du cycle de Krebs?

A

Acétyl-CoA

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15
Q

Combien de réactions enzymatiques compte le cycle de Krebs?

A

8

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16
Q

Quels sont les produits du cycle de Krebs? Que deviendront ces produits?

A

le NADH et le FADH2 qui seront réoxydés par la chaîne respiratoire au cours des phosphorylations oxydatives

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17
Q

Y a-t-il des maladies associées au cycle de Krebs?

A

Oui conséquences critiques. Maladies rares (autosomales récessives) et graves

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18
Q

Dans quoi sont utilisés les intermédiaires du cycle de Krebs?

A

dans la biosynthèse de nombreux constituants cellulaires vitaux

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19
Q

Que se passe-t-il dans le cycle de Krebs si l’apport en oxygène est insuffisant (hypoxie) et quelles sont les conséquences?

A

Si l’apport en oxygène est insuffisant (hypoxie), les mitochondries sont incapables de continuer la synthèse de l’ATP à un débit suffisant aux besoins de la cellule tandis que la glycolyse se fait normalement. Excès de pyruvate converti en lactate (respiration anaérobique ou fermentation) et relaché par la cellule dans le flux sanguin, où il s’accumule. Baisse du pH sanguin et acidose lactique.

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20
Q

Chez quel type de personne se produit les acidoses lactiques?

A

Tout le monde, ex. athlètes

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21
Q

D’où vient le groupement acétyl de l’acétyl-CoA (substrat du cycle de Krebs)?

A

produit commun de dégradation des glucides, des acides gras et des acides aminés

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22
Q

De quoi est formé le CoA de l’acétyl-CoA (3)?

A
  • groupe β-mercaptoéthylamine
  • acide pantothénique = vitamine B5 (nutrient essentiel pas synthétisé in vivo)
  • 3’,5’-adenosine diphosphate
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23
Q

L’acide pantothénique dans le CoA de l’acétyl-CoA est-elle synthétisée dans l’organisme?

A

Non, pas synthétisée in vivo, on la retrouve beaucoup dans l’alimentation.

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24
Q

Dans quelle partie du CoA trouve-t-on la liaison thioester hautement énergétique?

A

• groupe β-mercaptoéthylamine

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25
Q

Qu’assure le CoA, rôle?

A

Le CoA assure le transport du groupement acétyle (d’où le A dans CoA)

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26
Q

Prouvez que l’acétyl-CoA est riche en énergie.

A

ΔGº’ de l’hydrolyse de sa liaison thioester est de -31,5 kJ/mol

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27
Q

Quel est le précurseur (avant) de l’acétyl-CoA dans la dégradation des glucides?

A

Pyruvate

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28
Q

Comment est-ce que le pyruvate entre dans la matrice mitochondriale?

A

via un système de transport actif (système symport)

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29
Q

Où est amené le pyruvate qui va faire de l’acétyl-CoA?

A

Il doit être transporté dans la matrice mitochondriale

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30
Q

ΔGº?

A

quantité totale d’énergie utilisée (ou produite) au cours d’une réaction chimique dans des conditions standards et concentration de tous les réactifs est fixée à 1. La réaction atteindra l’équilibre.

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31
Q

ΔGº’?

A

Réaliste biologie. Quantité totale d’énergie utilisée (ou produite) au cours d’une réaction chimique à
pH 7 et la concentration en H+ n’est pas 1 M mais 10-7M

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32
Q

Quel deltaG utilise-t-on sachant qu’il faut tout de même réaliser que dans une cellule, des paramètres autres que le pH varient ?

A

plus fréquent et réaliste d’utiliser le ΔG

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33
Q

ΔG?

A

Changement d’énergie libre dans les conditions physiologiques

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34
Q

Donc le ‘ au ΔG ajoute quoi?

A

pH7 concentration en H+ à 10-7M

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35
Q

Donc le º au ΔG ajoute quoi?

A

Conditions standards

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36
Q

Est-ce que tous les ΔG tendent vers l’équilibre?

A

Oui

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37
Q

Est-ce que les concentrations de produits et de substrats sont égales à l’équilibre pour chacun des ΔG?

A

Rx tendent vers l’équilibre mais cela n’implique pas nécessairement que les concentrations de substrats et de produits sont égales à l’équilibre, sauf pour ΔGº’ = 0.

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38
Q

Pour quel ΔG est-ce que les concentrations de substrats et de produits sont égales à l’équilibre?

A

ΔGº’

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39
Q

L’hydrolyse d’une molécule d’ATP est-elle endergonique ou exergonique? Expliquez

A

Exergonique, environ - 50 kJ/mol

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40
Q

L’énergie pour la synthèse/hydrolyse d’ATP est-elle fixe? Si non, qu’est-ce qui la fait varier?

A

l’énergie requise pour la synthèse d’ATP (ou générée par son hydrolyse) n’est pas fixe et dépend des concentrations d’ADP, d’ATP, de Pi et du pH

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41
Q

Qu’est-ce que le complexe pyruvate déshydrogénase (PDH)?

Combine d’étapes impliquées

A

Complexe multienzymatique avant le cycle. Décarboxylation oxydative du pyruvate en acétyl-CoA.

5 étapes

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42
Q

Qu’est-ce qu’un complexe multi-enzymatique?

A

complexes formés d’enzymes associées qui catalysent deux réactions successives ou plus, d’une voie métabolique

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43
Q

Quels sont les avantages des complexes multienzymatiques? (3)

A
  1. Vitesse augmentée pcq distance substrat/site actif diminuée
  2. Pas de rx annexes pcq les intermédiaires sont guidés
  3. Régulation de manière coordonnée
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44
Q

Quelles sont les 3 enzymes du complexe déshydrogénase (PDH)?

A
  • pyruvate déshydrogénase (E1)
  • dihydrolipoamide S-acétyltransférase (E2)
  • dihydrolipoyl déshydrogénase (E3)
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45
Q

Quelles sont les 5 COenzymes du complexe déshydrogénase (PDH)?

A
  • thiamine pyrophosphate (TPP)
  • lipoamide / dihydrolipoamide*
  • coenzyme A (CoA)
  • flavine adénine dinucléotide (FAD)*
  • nicotinamide adénine dinucléotide (NAD+)
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46
Q

Quelles coenzymes du complexe déshydrogénase (PDH) sont des groupement prosthétiques?

A
  • lipoamide / dihydrolipoamide*

* flavine adénine dinucléotide (FAD)*

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47
Q

À part les 3 enzymes et 5 coenzymes, que contient le PDH chez les mammifères et dans quel but?

A
  • environ 12 copies d’une protéine de liaison de E3 (E3BP) dont le rôle est de faciliter la liaison de E3 au coeur de E2.
  • 1 à 3 copies de pyruvate déshydrogénase kinase et de pyruvate déshydrogénase phosphatase, 2 enzymes impliquées dans la régulation de l’activité catalytique du complexe PDH (décrite plus loin).
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48
Q

Quelle st la réaction globale de la synthèse de l’acétyl-CoA? Et son delta G en condition standards et à pH 7?

A

Pyruvate + NAD+ + CoAàacétyl-CoA + NADH + CO2

ΔGº’ = -33,5 kJ/mol

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49
Q

Que feront les 2 NADH produit par la synthèse de l’acétyl-CoA?

A

Ces 2 NADH entreront dans phosphoryla’ons oxydatives pour générer 3 ATP chacune = 6 ATP

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50
Q

Qu’est-ce qu’une réaction de décarboxylation?

A

Molécule organique perd CO2

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51
Q

Quelle est la première réaction de l’acétyl-CoA?

A

pyruvate déshydrogénase (E1) , enzyme à thiamine pyrophosphate (TPP)

décarboxyle le pyruvate -> l’intermédiaire hydroxyéthyl-TPP.

pyruvate -> hydroxyéthyl-TPP.

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52
Q

Quelle est la 2e réaction de l’acétyl-CoA?

A

dihydrolipoyl transacétylase (E2)

groupement hydroxyéthyle est ensuite transféré à la lipoamide

Hydroxyéthyl-TPP -> acétyl-dihydrolipoamide

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53
Q

Que regénère la deuxième réaction?

A

le TPP et la forme active de E1.

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54
Q

Quelle est la 3e réaction de l’acétyl-CoA?

A

dihydrolipoyl transacétylase (E2)

Transfert groupement acétyle sur le coA. Groupement lipoamide s’en va

Acétyl-dihydrolipoamide -> Acétyl-CoA

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55
Q

Quelle est la 4e réaction de l’acétyl-CoA?

A

dihydrolipoyl déshydrogénase (E3)

réoxydidation de dihydrolipoamide, complétant ainsi le cycle de E2. Et E3 se trouve réduite (pogné avec les H)

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56
Q

Qu’est-ce qu’une réoxydation?

A

On enlève les H/électrons

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57
Q

Quelle est la 5e réaction de l’acétyl-CoA?

A

Réoxydation de E3 par le NAD+ (enlève les H de E3 FADH2)

on se retrouve avec NADH (3ATP quand oxydé) + H

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58
Q

Bref, quels sont les produits de PDH?

A

Acétyl-CoA et NADH H

Et non-importants: CO2 (1),

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59
Q

Comment fonctionne l’arsenic et pour quoi est-ce toxique? Est-ce que ça active ou inactive l’enzyme?

A

toxiques en raison de leur capacité à se lier par covalence aux composés à groupement sulfhydryle tel ceux présents sur l’enzyme E2. Inactivation de E2

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60
Q

Puisque l’enzyme E2 est bloquée par l’arsenic, quelle est la conséquence?

A

Blocage de la respiration cellulaire et (seule la respiration anaérobique sera disponible)

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61
Q

Par quoi sont causées les anomalies génétiques du complexe PDH?

A

Pour la plupart causées par une mutation autosomale récessive dans le gène de la sous-unité E1α.

Aussi causée par des mutations dans d’autres sous-unités du complexe : mutation dans E1β, E2, E3, dans la pyruvate déshydrogénase phosphatase.

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62
Q

Décrivez les deux présentations majeures des anomalies du complexe PDH.

A

métabolique: acidose lactique sévère dans la période néonatale, le plus souvent conduisant à la mort

neurologique: hypotoniques et léthargiques, et souffrent de convulsions, retard mental, de spasticité (dysfonction du muscle squelettique), anomalies SNC

il existe un spectre continu de formes intermédiaires caractérisé par des épisodes intermittents d’acidose lactique

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63
Q

Est-ce que la décarboxylation du pyruvate par E1 est réversible ou irréversible?

A

irréversible et nécessite un grand apport en énergie

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64
Q

Pourquoi est-il important qu’il y ait une bonne régulation de la synthèse de l’acétyl-CoA?

A

puisqu’il n’existe pas d’autres voies chez les mammifères pour former l’acétyl-CoA à partir du pyruvate

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65
Q

Quels sont les 2 systèmes de régulation utilisés pour l’acétyl-CoA?

A
  1. inhibition par les produits : NADH et acétyl-CoA

2. modification covalente par phosphorylation/déphosphorylation de E1

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66
Q

De quel type d’inhibition est l’inhibition par NADH et acétyl-CoA?

A

Compétitive car le NADH et l’acétyl-CoA entrent en compétition avec le NAD+ et le CoA (ou CoA-SH) pour les sites actifs de leurs enzymes respectives

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67
Q

Que vont faire le NADH et acétyl-CoA pour réguler/inhiber la synthèse d’acétyl-CoA?

A

Entrer en compétition avec le NAD+ (5) et le CoA (ou CoA-SH) (3) pour les sites actifs de leurs enzymes respectives
et les réactions réversibles catalysées par E2 et E3 s’inversent

68
Q

Quelles réactions du complexe PDH sont réversibles?

A

2,3,4,5 soit les réactions réversibles catalysées par E2

69
Q

Peut-on former des pyruvates (substrat) avec une forte concentration en NADH et acétyl-CoA?

A

Non car l’étape 1 est irréversible

70
Q

Le complexe PDH contient une kinase et une phosphatase. Quel est le rôle de chacune de ces enzymes?

A

kinase: ajoute un phosphate
phosphatase: retire le phosphate

71
Q

L’inhibition par phosphorylation modifie quelle enzyme? Quand cette enzyme est-elle inactive?

A

E1 phosphorylée est inactive

72
Q

Donc, dans le complexe PDH, la phosphatase et la kinase active ou inactive E1?

A

Phosphatase active E1 en lui enlevant P

Kinase inactive E1 en lui ajoutant P

73
Q

Quels sont les activateurs de la pyruvate déshydrogénase kinase (régulation/inhibition phosphorylation)?

A

acétyl-CoA

NADH

74
Q

Quels sont les inhibiteurs de la pyruvate déshydrogénase kinase (régulation/inhibition phosphorylation)?

A

Pyruvate
ADP
Ca2+/Mg2+
K+

75
Q

Quels sont les activateurs de la pyruvate déshydrogénase phosphatase (régulation/inhibition phosphorylation)?

A

Mg2+ Ca2+

76
Q

Quand est-ce que le cycle de Krebs est prêt à démarer?

A

Quand l’acétyl-CoA est synthétisé

77
Q

Combien y a-t-il de réactions dans le cycle de Krebs?

A

8

78
Q

Quel est le but et le but immédiat du cycle de Krebs?

A
  • recueillir, transformer et transmettre l’énergie du glucose (ou autre source d’énergie) qui sera utilisée pour former de l’ATP
  • but immédiat est de recueillir cette énergie en réduisant des intermédiaires:NAD+ -> NADH et FAD -> FADH2.
79
Q

Quelle énergie permet au cycle de Krebs d’être initié?

A

Clivage de la liaison thioester dans l’acétyl-CoA. réaction de condensation très exergonique

80
Q

Quelle est la première réaction du cycle de Krebs?

A

condensation entre l’oxaloacétate (4C) et l’acétyl-CoA (2C) pour former le citrate (6C).

Énergie provenant de clivage thioester de l’acétyl-CoA

citrate synthase

81
Q

Quel est l’intermédiaire entre l’oxaloacétate (4C) et l’acétyl-CoA (2C) ET le citrate (6C)?

A

Citryl CoA

82
Q

Quelle est l’enzyme de la réaction 1 du cycle de Krebs?

A

Citrate synthase

83
Q

Quelle enzyme catalyse la condensation du résidu à 2C de l’acétyl-CoA avec la molécule à 4C d’oxaloacétate pour former le citrate à 6C et quelle réaction est-ce?

A

Citrate synthase dans la réaction 1 du cycle de Krebs

84
Q

La réaction 1 du cycle de Krebs est-elle réversible/irréversible et endergonique/exergonique?

A

Irréversible et exergonique (-30KJ du clivage de thioester)

85
Q

Quelle est l’enzyme de la réaction 2 du cycle de Krebs? Quel type d’enzyme?

A

Aconitase (mutase)

86
Q

Quelle est la deuxième réaction du cycle de Krebs?

A

isomérisation réversible du citrate en isocitrate avec le cis-aconitate comme intermédiaire.

On change un H2O de place

87
Q

Nommez les étapes de la deuxième réaction du cycle de Krebs?

A
  • déshydratation du citrate en cis-aconitate (byebye H2O)

- hydratation sur la double liaison qui a lieu sur une position différente pour générer l’isocitrate (retour H2O)

88
Q

La réaction 2 du cycle de Krebs est-elle réversible/irréversible et endergonique/exergonique?

A

5 kJ/mol (essentiellement à l’équilibre)

Réversible

89
Q

Quelle est l’enzyme de la réaction 3 du cycle de Krebs?

A

Isocitrate déshydrogénase NAD+ dépendante

90
Q

Qu’indique le mot déshydrogénase dans le nom d’une enzyme?

A

Réaction d’oxydoréduction

91
Q

Quelle est la troisième réaction du cycle de Krebs?

A

décarboxylation oxydative de l’isocitrate en α-cétoglutarate avec formation des 1ère molécules de CO2 et de NADH

92
Q

Quelles sont les 2 étapes de la troisième réaction du cycle de Krebs?

A
  1. l’isocitrate déshydrogénase NAD+-dépendante (nécessite le Mn2+ ou Mg2+ comme cofacteur) catalyserait d’abord l’oxydation d’un alcool secondaire (l’isocitrate) en une cétone (l’oxalosuccinate; réversible)
  2. décarboxylation du groupement carboxyle en position β de la fonction cétone (irréversible)
93
Q

La réaction 3 du cycle de Krebs est-elle réversible/irréversible et endergonique/exergonique?

A

irréversible (passe de 6C à 5C) avec un ΔGo’ d’environ -21 kJ/mol donc exergonique

94
Q

Quel est le problème avec l’intermédiaire oxalosuccinate de la 3e réaction du cycle de Krebs?

A

preuves de sa formation sont rares car cet intermédiaire est très instable et transitoire dans une réaction catalysée par l’enzyme normale/sauvage

si on introduit in vitro une mutation dans l’enzyme par mutagenèse dirigée qui en diminue l’activité, alors on peut observer l’accumulation d’oxalosuccinate !

95
Q

Comment a-t-on prouvé son existence de l’intermédiaire oxalosuccinate de la 3e réaction du cycle de Krebs?

A

si on introduit in vitro une mutation dans l’enzyme par mutagenèse dirigée qui en diminue l’activité, alors on peut observer l’accumulation d’oxalosuccinate !

96
Q

Quelle est l’enzyme de la réaction 4 du cycle de Krebs?

A

α-cétoglutarate déshydrogénase

97
Q

Quelle est la 4e réaction du cycle de Krebs?

A

décarboxylation oxydative de l’α-cétoglutarate en succinnyl-CoA, produisant les 2ième molécules de CO2 et NADH

98
Q

Quel complexe multi-enzymatique fait intervenir la 4e réaction du cycle de Krebs?

A

E1 E2 E3 identiques à celles du complexe PDH dans la synthèse de l’acétyl-CoA

99
Q

V/F (4e rx Krebs) es réactions catalysées par ce complexe font intervenir des mécanismes identiques à ceux de la réaction catalysée par le complexe PDH et les mêmes coenzymes?

A

Vrai

100
Q

La réaction 4 du cycle de Krebs est-elle réversible/irréversible et endergonique/exergonique?

A

irréversible (passe de 5C à 4C) avec un ΔGo’ d’environ -33 kJ/mol donc exergonique

101
Q

Quelle est la particularité du produit la la 4e réaction du cycle de Krebs?

A

succinyl-CoA qui contient liaison thioester riche en E

102
Q

Que provoque une insuffisance – α-cétoglutarate déshydrogénase?

A
  • maladie consanguine
  • enfants nés de cousins présentent une hypotonie (faible tonus musculaire), une acidose métabolique (accumulation d’acide, hypoxie tissulaire) et une hyperlactatémie (trop de lactate causé par une hypoxie des tissus) immédiatement après la naissance
  • Une détérioration neurologique cause la mort vers l’âge de 30 mois
103
Q

Quelle est la 5e réaction du cycle de Krebs?

A

hydrolyse succinyl-CoA “riche en énergie” (réaction exergonique, ΔGo’ -32,6 kJ/mol) tout en réalisant la synthèse d’un nucléotide triphosphate “riche en
énergie” (réaction endergonique, ΔGo’ +30,5 kJ/mol).

Du GTP est synthétisé à partir de GDP et Pi

104
Q

Quelle est l’enzyme de la réaction 5 du cycle de Krebs?

A

Succinyl-CoA synthétase

105
Q

Au final, la réaction 5 du cycle de Krebs est-elle réversible/irréversible et endergonique/exergonique?

A

cette réaction a un ΔGo’ de -2,1 kJ/mol (donc thermodynamiquement réversible).

106
Q

De quoi se charge les 3 dernière réactions du cycle de Krebs?

A

boucler le cycle, le succinate doit redonner de l’oxaloacétate (substrat de la première rx enzymatique)

107
Q

Faites le récapitulatif de ce qui a été produit dans les 5 premières étapes du cycle de Krebs.

A
  • un acétyle a été complètement oxydé en 2 CO2
  • deux NADH formés
  • un GTP (en équilibre avec l’ATP) formé
108
Q

Que vont former les 3 dernière rx du cycle de Krebs?

A

Le substrat de la première rx enzymatique, l’oxaloacétate

109
Q

Grâce à quelle enzyme est-ce que le GTP et l’ATP s’interconvertissent rapidement?

A

nucléoside diphosphate kinase ΔGº’=0

110
Q

Quelle est l’enzyme de la réaction 6 du cycle de Krebs?

A

Succinate déshydrogénase

111
Q

Quelle est la 6e réaction du cycle de Krebs?

A

déshydrogénation stéréospécifique du succinate en fumarate

112
Q

Qu,est-ce qu’une déshydrogénation?

A

perte H

113
Q

La réaction 6 du cycle de Krebs est-elle réversible/irréversible et endergonique/exergonique?

A

réversible avec un ΔGº’ d’environ +6 kJ/mol

114
Q

Par quelle enzyme est fortement inhibée la succinate déshydrogénase?

A

malonate, un analogue structural du succinate et un exemple classique d’inhibiteur compétitif (se lie au site catalytique de l’enzyme)

((l’inhibition de la respiration cellulaire par le malonate est une des observations qui ont conduit Krebs à émettre l’hypothèse du cycle de l’acide citrique))

115
Q

Dans quoi est généralement impliqué le FAD?

A

Généralement impliqué dans l’oxydation d’alcanes (carbones saturés) en alcènes (double liaison carbone-carbone)

116
Q

Dans quoi est généralement impliqué le NAD+?

A

oxyde plutôt les alcools (CH2OH) en aldéhydes ((C=O)H) ou cétones (R- (C=O)-R) comme dans les réactions 3 et 4

117
Q

Que contient la succinate déshydrogénase (6) qui est un accepteur d’électrons?

A

FAD impliqué dans l’oxydation d’alcanes (carbones saturés) en alcènes (double liaison carbone-carbone)

118
Q

Lequel du FAD ou NAD+ est le plus facile à réduire ?

A

FAD plus facile. NAD+ requiert énergie libérée de réactions très exergonqiues

119
Q

Pourquoi l’accepteur d’électron de la réaction 6 est le FAD et non le NAD+? (déshydrogénation stéréospécifique du succinate en fumarate)

A

ceci est dû au fait que l’oxydation d’un alcane (comme le succinate) en alcène (comme le fumarate) est assez exergonique pour réduire le FAD en FADH2 mais pas assez exergonique pour réduire le NAD+ en NADH

120
Q

Pourquoi le FAD de la réaction 6 ne peut-il pas fonctionner comme un métabolite à la manière du NADH?

A

puisque le FAD est lié de façon covalente à l’enzyme

121
Q

Quelle est la seule enzyme membranaire du cycle de l’acide citrique?

A

la succinate déshydrogénase, enfouie dans la membrane interne mitochondriale

122
Q

Par quoi est réoxydée la succinate déshydrogénase?

A

par le coenzyme Q de la chaîne respiratoire mitochondriale qui s’effectue dans la membrane de la mitochondrie

123
Q

Décrivez l’insuffisance de la succinate déshydrogénase.

A

• maladie autosomale récessive
• mutations dans différentes composantes du complexe II causent des phénotypes très variables :
– acidose lactique
– petite taille
– musculaire: hypertrophie cardiaque, hypotonie néonatale, faiblesse musculaire, intolérance à l’exercice
– neurologique: régression psychomotrice chez les nourrissons, spasticité, ataxie, troubles cognitifs, dystonie
– syndrome de Leigh : atteinte neurologique et la paralysie des muscles des yeux
– syndrome de Kearns-Sayre : maladie neuromusculaire caractérisée par l’apparition avant l’âge de 20 ans d’une ophtalmoplégie (paralysie des muscle de l’oeil), d’un ptosis (chute de la paupière supérieure, résultant d’un déficit du muscle releveur de la paupière supérieure), et d’une rétinite pigmentaire

124
Q

Quelle est l’enzyme de la réaction 7 du cycle de Krebs?

A

fumarase/fumarate hydratase

125
Q

Quelle est la 7e réaction du cycle de Krebs?

A

hydratation stéréospécifique de la double liaison du fumarate pour donner du L- malate

126
Q

La réaction 7 du cycle de Krebs est-elle réversible/irréversible et endergonique/exergonique?

A

réaction réversible avec un ΔGº’ d’environ -3,4 kJ/mol

127
Q

Décrivez une insuffisance en fumarase.

A

• mutation dans le gène qui code la fumarase produit un éventail de phénotypes :
– anomalies du cerveau fœtal
– dans la période néonatale : anomalies neurologiques graves, mauvaise
alimentation, retard de croissance et hypotonie
– un déficit en fumarase est suspectée chez les nourrissons avec de multiples anomalies neurologiques graves en l’absence d’une crise métabolique aiguë.
– une augmentation de la concentration en fumarate dans l’urine est très évocatrice de la carence en fumarase
– acidémie, diminution du pH sanguin, causée par une accumulation de lactate, pyruvate et fumarate

128
Q

Quelle est l’enzyme de la réaction 8 du cycle de Krebs?

A

Malate déshydrogénase

129
Q

Quelle est la 8e réaction du cycle de Krebs?

A

groupement hydroxyle du L-malate soit oxydé en

cétone dans une réaction dépendante du NAD+

130
Q

La réaction 8 du cycle de Krebs est-elle réversible/irréversible et endergonique/exergonique?

A

réversible malgré qu’elle soit très endergonique avec un ΔGo’ d’environ +29,7 kJ/mol (besoin d’énergie pour se produire).

131
Q

Bref, quelles rx du cycle de Krebs sont exergoniques en conditions physiologiques?

A

1,3,4 . Les autres sont proches de l’équilibre
• citrate synthase
• isocitrate déshydrogénase
• α-cétoglutarate déshydrogénase/

132
Q

Qu’est-ce qui explique que le cycle de Krebs soit thermodynamiquement favorable?

A

rx 1,3,4 exergoniques

133
Q

Pourquoi le cycle de Krebs ne s’arrête pas à la réaction de la malate déshydrogénase qui est très défavorable (ΔGo’ ~ +30)?

A

L’oxaloacétate est continuellement utilisé (la citrate synthase (1) n’est jamais saturée; toujours prête) donc la réaction malate déshydrogénase va de l’avant malgré le ΔGº’ défavorable

134
Q

Faites le bilan du cycle de Krebs.

A
  1. ungroupementacétyleestoxydéen2 molécules de CO2, processus qui met en jeu 4 paires d’électrons
    i. 3 molécules de NAD+ sont réduites en NADH, ce qui correspond à 3 paires d’électrons
    ii. 1 molécule de FAD est réduite en FADH2, ce qui correspond à 1 paire d’électrons
  2. 1 groupement phosphate “riche en énergie” est formé sous forme de GTP
135
Q

Que feront par la suite les 8 électrons (4 paires) provenant du groupement acétyle dans le cycle de Krebs?

A

passer dans la chaîne respiratoire (prochain thème) pour réduire 2 molécules d’O2 en H2O.

136
Q

Que feront les les 3 paires d’électrons provenant des NADH et la paire du FADH2 dans le cycle de Krebs?

A

la synthèse de 3 ATP (1 NADH = ~3 ATP), alors que la paire d’électrons provenant du FADH2 produira par le même processus environ 2 ATP (1 FADH2 = ~2 ATP)

137
Q

Combien d’ATP sont regénérés par groupement acétyle (acétyl-CoA) avec un tour du cycle de Krebs?

A

12 ATP mais 24 ATP pour les 2 molécules d’acétyl-CoA
+
6 ATP pour la transformation des 2 pyruvates en acétyl-CoA

⇒ grand total de 30 ATP pour les 2 molécules de pyruvate

138
Q

Par quoi est régulé le cycle de Krebs?

A

– disponibilité en substrat
– inhibition par le(s) produit(s)
– inhibition compétitive par rétrocontrôle exercé par d’autres intermédiaires du cycle

139
Q

Quels sont les deux régulateurs les plus stratégiques pour le cycle de l’acide citrique?

A

-ses substrats, l’acétyl-CoA et l’oxaloacétate (tous les 2
présents en concentrations non saturantes pour la citrate synthase)
-son produit, la NADH

140
Q

Est-ce que la concentration en NADH augmente ou diminue lorsqu’un muscle passe à une activité intense?

A

La concentration en NADH mitochondriale diminue

141
Q

Que stimule l’augmentation de la concentration en oxaloacétate?

A

stimule la réaction de la citrate synthase, qui contrôle la vitesse de formation du citrate (première réaction)

142
Q

La vitesse d’utilisation du citrate est sous quelle dépendance?

A

sous la dépendance de l’isocitrate déshydrogénase NAD+-dépendante, enzyme fortement inhibée par le NADH à inhibition par le produit

citrate synthase également inhibée par NADH

143
Q

Quelles enzymes du cycle de Krebs peuvent être inhibées par le produit NADH?

A

l’isocitrate déshydrogénase NAD+-dépendante

citrate synthase

144
Q

La concentration en citrate augmente ou diminue lorsqu’on passe d’une activité faible à élevée considérant que la concentration en NADH mitochondriale diminue?

A

La concentration en citrate diminue

145
Q

Quelles sont les 3 conséquences d’une diminution de la concentration en citrate consécutive au passage d’une activité faible vers une activité forte, et donc à une vitesse de respiration accélérée?

A
  1. le citrate est un inhibiteur compétitif de l’oxaloacétate pour la citrate synthase (inhibition par le produit) à inhibition levée
  2. l’α-cétoglutarate (4) déshydrogénase est également inhibée par ses produits, le NADH et le succinyl-CoA. Par conséquent, son activité augmente lorsque la concentration en NADH diminue
  3. le succinyl-CoA entre également en compétition avec l’acétyl-CoA dans la réaction de la citrate synthase (inhibition compétitive par rétrocontrôle)
146
Q

Par quoi d’autres que les mécanismes d’inhibition selon les concentrations de substrats et de produits le cycle de Krebs est contrôlé?

A

Par la concentration en ADP ATP et Ca2+

147
Q

L’ADP et l’ATP sont-ils activateurs ou inhibiteurs pour l’isocitrate déshydrogénase (3)?

A

ADP activateur

ATP inhibiteur

148
Q

Comment agit le Ca2+ sur la pyruvate déshydrogénase phosphatase?

A

Le Ca2+ active la pyruvate déshydrogénase phosphatase = enlève P

149
Q

Comment agit le Ca2+ sur la pyruvate déshydrogénase kinase?

A

Le Ca2+ inhibe la pyruvate déshydrogénase kinase = pas de nouveau P ajouté

150
Q

Donc, le Ca2+ active ou inhibe la production d’acétl-CoA et l’activitté du complexe PDH?

A

active le complexe PDH et donc la production d’acétyl-CoA

151
Q

Quelles autres enzymes active le Ca2+ à part la pyruvate déshydrogénase phosphatase du complexe PDH?

A

le Ca2+ active également l’isocitrate déshydrogénase et l’α- cétoglutarate déshydrogénase

152
Q

Donc, quelles sont les 3 enzymes qu’active le Ca2+?

A

Pyruvate déshydrogénase phosphatase
isocitrate déshydrogénase
α- cétoglutarate déshydrogénase

153
Q

Quelle enzyme est activée par l’ADP?

A

isocitrate déshydrogénase

154
Q

Le cycle de Krebs est-il anabolique ou catabolique?

A

par nature catabolique (libération/ conservation d’énergie libre)

en effet, le cycle de l’acide citrique est impliqué dans un processus de dégradation et il assure la conservation d’énergie libre

155
Q

V/F le cycle de l’acide citrique est impliqué dans un processus de dégradation?

A

Vrai. processus de dégradation et il assure la conservation d’énergie libre

156
Q

En quelle quantité sont nécessaires les intermédiaires du cycle de l’acide citrique?

A

les intermédiaires du cycle de l’acide citrique ne sont nécessaires qu’en quantités catalytiques pour assurer le rôle catabolique du cycle (sa progression)

157
Q

Qu’assure les quantités catalytiques des intermédiaires du cycle de l’acide citrique?

A

assurent le rôle catabolique du cycle (sa progression)

158
Q

Pourquoi dit-on que le cycle de Krebs est amphibolique (à la fois catabolique et anabolique)?

A

Pcq il est de nature catabolique (dégradation/conservation d’E libre) et pcq plusieurs voies de biosynthèse utilisent des intermédiaires du cycle de l’acide citrique comme produit de départ

159
Q

Comment sont appelées les réactions qui utilisent et consomment donc des intermédiaires du cycle de l’acide citrique?

A

réactions cataplérotiques

160
Q

Comment les réactions cataplérotiques sont-elles bénéfiques au cycle de l’acide citrique?

A

Elles évitent l’accumulation inappropriée dans la mitochondrie d’intermédiaires du cycle de l’acide citrique

161
Q

Nommez les voies dans les quelles sont impliquées les réactions cataplérotiques.

A

-biosynthèse du glucose(gluconéogenèse) à nécessite l’oxaloacétate
– biosynthèse des lipides, incluant les acides gras et le cholestérol à nécessite l’acétyl-CoA
– biosynthèsedecertainsacidesaminésànécessitel’α-cétoglutarateet l’oxaloacétate
– biosynthèsedesporphyrinesànécessitesuccinyl-CoA
– oxydationcomplètedesacidesaminésànécessitel’α-cétoglutarate

162
Q

Que sont les réactions anaplérotiques?

A

Rx qui réapprovisionnent en intermédiaires le cycle de l’acide citrique pcq si pas remplacés, de l’acide citrique pourrait être interrompu è arrêt de la respiration cellulaire

163
Q

Quelle est la réaction classique anaplérotique? L’enzyme responsable?

A

La réaction classique de ce genre est catalysée par la pyruvate carboxylase (gluconéogenèse) qui produit de l’oxaloacétate

164
Q

V/F certaines voies de dégradation forment des intermédiaires qui retournent dans le cycle de l’acide citrique

A

Vrai

165
Q

Nommez voies de dégradation forment des intermédiaires qui retournent dans le cycle de l’acide citrique.

A

– oxydation des acides gras à nombre impair de C à formation succinyl-CoA
– dégradationdecertainsacidesaminésàformationsuccinyl-CoA
- transamination/désamination de certains acides aminés à formation α-cétoglutarate et oxaloacétate

166
Q

Les réactions de transamination/désamination sont réversibles ou irréversibles? Selon quoi varie leur sens?

A

Les réactions de transamination/désamination sont réversibles et leur sens varie en fonction de la demande métabolique.

Session 2 - Biochimie et métabolisme (4 decks)

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