Lipides et membranes Flashcards
Que sont les lipides ?
4ème classe de biomolécules élémentaires après les sucres, les nucléotides et les a.a
Est-ce que les lipides forment des polymères ?
Non, ne forme pas des polymères
Quelle est la substance des lipides ?
Substances diverses : cires, huiles, graisses, stéroïdes, isoprénoïdes
Les lipides sont-ils solubles dans l’eau ?
Peu solubles dans l’eau
Les lipides sont-ils hydrophobes ou hydrophiles ?
Souvent amphipathiques (ayant un pôle hydrophile et un pôle hydrophobe)
Qu’est-ce que permet le caractère amphipathique des lipides ?
Permet de se regrouper en milieu aqueux pour former membranes et micelles
Quels sont les rôles des lipides ?
Protection, Structural, énergie (triacylglycérols) et dynamiques
Quel rôle de protection ont les lipides ?
Protection physique des organes
Quel rôle structural ont les lipides ?
Séparent cellule de l’environnement et assurent la compartimentation cellulaire
Quel sont les différents rôles dynamiques des lipides ?
- Transport à travers les membranes
- Transport de l’influx nerveux
- Hormones : stéroïdes, prostaglandines, sources des vitamines A, D, E et K
Que sont les acides gras ?
Des lipides membranaires et des lipides de stockage
Les acides gras sont-ils hydrophobes ou hydrophiles ?
Ont un corps hydrophobe de type hydrocarbure et une tête formée d’un acide carboxylique hydrophile
Les acides gras varient en quoi ?
Les acides gras varient en longueur et en degré d’insaturation
Qu’est-ce qui varie entre ces deux acides gras ?
La longueur
Qu’est-ce qui varie entre ces deux acides gras ?
(poly) insaturation (cis)
Une insaturation dans la chaîne d’un acide gras est-elle cis ou trans ?
Peut être les deux
Est-ce une insaturation trans ou cis ?
Trans
Est-ce une insaturation trans ou cis ?
Cis
Expliquer la nomenclature IUPAC
- Le carbone carboxyle porte le numéro 1
- ∆^n : position des doubles liaison => n indique le numéro du carbone de la double liaison le plus près de C1
1. Nom de l’hydrocarbure + oïque
2. - Double liaison : ajoute cé entre nom et oïque
- Deux doubles liaisons : ajoute dié entre nom et oïque
- Trois doubles liaison : ajoute trié entre nom et oïque
Que signifie IUPAC ?
International Union of Pure and Applied Chemistry
Expliquez la nomenclature simplifiée (commune)
Deux nombres séparés par deux points :
- 1er nombre indique le nombre de carbones
- 2e nombre indique le nombre de doubles liaisons
Comment se nomme le carbone adjacent au carboxyle ?
α
Comment se nomme le dernier carbone de la chaîne ?
ω
Comment se nomme la première double liaison à partir du Cω qui est en position 3 ?
Oméga 3 (ω3)
Comment se nomme la 1ère double liaison à partir de Cω qui est en position 6 ?
Oméga 6 (ω6)
Nommer les carbones pointés
Que pouvons-nous dire sur les carbones des acides gras naturels ? Ceci est dû à quoi ?
Ils ont presque toujours un nombre pair de carbones à cause de leur mécanisme de synthèse par l’ajout de groupements acétyl
Que sont les Eicosanoïdes ?
Des dérivés des acides gras à 20 carbones : mammifères
Nommer deux types d’eicosanoïde
La prostaglandine E2 et la thromboxane A2
Quel est le rôle de la prostaglandine E2 ?
Régulation de la pression sanguine, mise en route du travail de l’accouchement, amorçage de la coagulation et de la réaction inflammatoire
Quel est le rôle de la thromboxane A2 ?
Rôle dans l’agrégation plaquettaire
Par quoi sont formés les prostaglandines et thromboxanes ?
Formés par oxydation et cyclisation de l’acide arachidonique (20:4)
Quel est le mécanisme d’action de l’aspirine ?
À quoi sert l’aspirine ?
Sert de précurseur pour la synthèse d’autres formes d’eicosanoïdes
Définir les triacylglycérols (triglycéride - graisse)
Glycérol auquel sont estérifiées trois molécules d’acides gras
Donner les deux autres noms des triacylglycérols
Triglycéride et graisse
Par quoi sont déterminées les propriétés des graisses ? Développer
Elles sont déterminées par la longueur de la chaîne et le degré d’insaturation : plus elles sont courtes et insaturés, et plus la graisse est liquide et volatile
Dans la nature les acides gras insaturés sont plus communs en cis ou en trans ?
Dans la nature, les acides gras insaturés cis sont plus communs que trans
En industrie, que produit le procédé d’hydrogénation partielle des acides gras cis polyinsaturés ? Donner un exemple
Produit aussi des acides gras trans (ex: vieille façon de faire de la margarine)
Quel est la structure du gras trans ?
Structure plus compacte, donc moins fluide, que le gras cis (huile)
Quelle est l’origine de plusieurs aliments contributeurs en acides gras trans ? Donner deux exemples
Sont d’origine animale (produits laitiers et viande de ruminants)
Les triacylglycérols sont-ils hydrophobes ou hydrophiles ?
Hydrophobes
Dans quoi s’assemblent les triacylglycérols ? Pour former quoi ?
S’assemblent dans les adipocytes pour former des gouttelettes
À quoi servent les triacylglycérols ?
Réserves d’énergie
Que comportent les membranes biologiques ?
Trois grandes catégories de lipides
Quelles sont les trois grandes catégorie de lipides des membranes biologiques ?
Phospholipides, glycolipides et cholestérol
Quels sont les deux sous-groupes dans lesquels se divisent les phospholipides ?
Glycérophospholipides et sphingophospholipides
De quoi sont composés les glycérophospholipides (phosphoglycérides) ?
Deux acides carboxyliques (14 à 24 carbones) estérifiés au glycérol
Décrire la structure des glycérophospholipides (phosphoglycérides)
Quels sont les phosphoglycérides les plus communs ?
Les Lécithines (nombreuses espèces)
Quel est le rôle des lécithines en alimentation ?
Émulsifiant; permet le mélange de 2 liquides non miscibles (jaune d’oeuf)
Comment sont chargés les amino-alcool sur les lécithines ?
Chargé positivement : zwitterions
Quelle est la charge nette des lécithines ?
Charge nette négative
Par quoi est faite la signalisation des phosphoglycérides ?
Ancrage de protéines à la membrane (GPI)
Quel est l’autre nom des sphingophospholipides ?
Sphingomyélines
Quelle est la deuxième grande classe de phospholipides ?
Sphingophospholipides
Qu’est-ce qui est remplacé par quoi dans les sphingophospholipides ?
Résidu glycérol remplacé par molécule de sphingosine-C18
À quoi ressemble la Sphingosine ?
Ressemble à un monoacylglycérol avec un résidu acyle insaturé dans la configuration trans + un groupement amine en position 2
Quel est cette structure ?
Sphingosine
Par quoi est produite la sphingomyéline ?
Produite en deux étapes à partir de la sphingosine
Quelles sont les deux étapes faites à partir de la sphingosine pour produire de la sphingomyéline ?
- Acylation de l’amine
- Estérification du OH terminal avec phosphocholine
Quelle est cette structure ?
Sphingomyéline
Quelle est la troisième grande catégorie de lipides des membranes biologiques ?
Sphingoglycolipides (glycolipides)
De quoi sont composés les sphingoglycolipides ?
Une céramide conjuguée à un sucre par lien β-glycosidique sur OH terminal
Quelle est cette structure ?
Un sphingoglycolipide de la membrane du système nerveux => cérébroside
Si le sucre du sphingoglycolipide est un galactose ou un glucose, comment se nomme ce dernier ? Cela concerne quelle membrane biologique ?
Cérébroside => membrane du système nerveux
Si le sucre du sphingoglycolipide est d’autres sucres que Glucose/Galactose tels (GalNac) et acide sialique, comment se nomme les sphingoglycolipides ?
Gangliosides
Où se situent les sucres et comment agissent-ils chez les gangliosides ?
Les sucres sont extracellulaires : agissent comme récepteurs (ex : d’hormones, anticorps) et dans interactions cellule-cellule
Où sont fréquents les gangliosides ?
Ils sont fréquents dans les membranes des cellules nerveuses
Expliquer l’exemple du choléra
La toxine du choléra utilise un ganglioside (GM1) comme récepteur pour adhérer à la cellule. Elle est ensuite phagocytée et induit la déshydratation
Qu’est-ce qu’un isoprène ?
Précurseur d’une grande variété de lipides
Un isoprène est précurseur de quels lipides ?
Terpènes, cholestérol, vtamines liposolubles (ex: vitamine D) et stéroïdes
Quelle est cette structure ?
Un isoprène
De quoi proviennent les terpènes ?
Proviennent de la polymérisation (généralement “tête-à-queue”) des isoprènes
Comment se nomment les terpenes composés de 2 isoprènes ? Quelle est son odeur ?
Monoterpenes; citron
Comment se nomment les terpenes composés de 3 isoprènes ? Quelle est son odeur ?
Sesquiterpenes; orégan
Comment se nomment les terpenes composés de 4 isoprènes ? Quelle est son odeur ?
Diterpenes; précurseur chlorophyle
Comment se nomment les terpenes composés de 6 isoprènes ?
Triterpenes
Comment se nomment les terpenes composés de 8 isoprènes ?
Tetraterpenes
Les triterpenes donne quoi ? Qui influe sur quoi ?
Lanosterol => cholestérol et stéroïdes
À quoi sert le cholestérol ?
Régule la fluidité et la plasticité des membranes des mammifères
Sous quelle(s) forme(s) est le cholestérol ?
Sous forme libre et sous forme d’esters
Où sont aussi présents les esters de cholestérol ?
Dans les lipoprotéines
Comment varie le pourcentage de cholestérol avec la densité en lipoprotéine ?
- Pourcentage augmente = LDL (Low Density Lipoproteins) => mauvais cholestérol
- Pourcentage diminue = HDL (High Density Lipoproteins) => bon cholestérol
Les hormones sexuelles stéroïdiennes sont synthétisées à partir de quoi ?
À partir du Cholestérol
Nommer les hormones sexuelles stéroïdiennes
Oestrogène, progestérone et testostérone
Quelle est cette hormone sexuelle tyroïdienne ?
Oestrogène
Quelle est cette hormone sexuelle stéroïdienne ?
Progestérone
Quelle est cette hormone sexuelle stéroïdienne ?
Testostérone
Quelle est cette structure ?
Cholésterol
Que sont les archaea ?
Des procaryotes qui vivent dans des conditions extrêmes (ex : pH=0, T>100ºC, augmentation salinité)
Le métabolisme et les constituants cellulaires des Archaea ne sont pas adaptés. Vrai ou Faux ?
Faux, métabolisme et constituants cellulaires adaptés
Que peut-on dire sur les membranes des Archaea ?
Membranes cellulaires différentes de celles que l’on retrouve dans les autres domaines de la vie
Comment sont les lipides des Archaea ? Donner un exemple
Lipides dérivés des isoprènes, ex : caldarchaeol
Donner la structure des membranes des Archaea
Compléter les trous
Les membranes sont essentielles à quoi ?
Essentielles à la vie
Qu’est-ce que les membranes déterminent ?
Déterminent la taille, la forme et l’individualité d’une cellule
Qu’est-ce que les membranes délimitent ?
Délimitent les compartiments tel que le noyau, la mitochondrie, le chloroplaste, l’appareil de golgi, etc…
Chez les mammifères, quels sont les principaux éléments des membranes ?
Glycérophospholipides, sphingophospholipides, cholestérol, glucides et protéines (40% de lipides et 60% de protéines)
Par quoi est caractérisée la composition des lipides ?
Caractéristique de chaque tissu et compartiment cellulaire
Compléter les trous
Comment sont composés les phospholipides (hydrophobie/hydrophilie) ?
Têtes polaires : forment des ponts hydrogènes avec l’eau
Queues hydrophobes : s’agrègent entre elles pour exclure l’eau
Comment réagissent les phospholipides dans un environnement aqueux ?
Forment des bicouches => deux feuillets de 6 à 10 nm d’épaisseur
Quelle est la structure du liposome ?
Structure bicouche sphérique adoptée par les phospholipides dans l’eau
Qu’est-ce que le liposome empêche ?
Empêche que les chaines alkylées entrent en contact avec l’eau
Qu’est-ce qui se trouve qu centre du liposome ?
Lumen d’eau au centre
À quoi correspond cette structure ? Compléter les trous
À la structure d’un liposome
Décrire la structure de la micelle
Structure sphérique adoptée par des acides gras dans l’eau. Pas d’eau au centre de la micelle
À quoi correspond cette structure ?
À celle de la micelle
Qu’est-ce qui est semblable à un fluide ?
Bicouche lipidique
Les lipides et protéines sont-elles mobiles ou immobiles ?
Mobiles : en perpétuel mouvement
Qu’est-ce qui augmente la fluidité de la bicouche ?
Des courtes chaines et des doubles liaisons cis dans les acides gras insaturés
Qu’est-ce qui stabilise et augmente la rigidité de la bicouche ?
Le cholestérol et les acides gras saturés ou les acides gras insaturés en configuration trans
Quel est le modèle de la bicouche ?
Modèle de la mosaïque fluide
Que font les protéines dans le plan de la bicouche ?
Les protéines diffusent librement dans le plan de la bicouche
Comment agissent les membranes ?
Agissent comme des barrières empêchant la diffusion des molécules : rendent possible le métabolisme
Qu’est-ce qui traverse la membrane facilement ?
Petites molécules gazeuses (O2, CO2) ou petites molécules hydrophobes (hormones stéroïdes) ainsi que l’eau (polaire)
Sous quelle condition l’eau traverse-t-elle facilement les membranes ?
Condition pour le phénomène d’osmose
Qu’est-ce qui diffuse 100 fois plus lentement que l’eau à travers la membrane ?
Les petites molécules polaires telles que l’urée et le glycérol
Qu’est-ce qui ne diffusent pas à travers la membrane ?
Les plus grosses molécules polaires (ex : glucose), les zwitterions (ex : a.a), les ions et les grandes molécules (protéines, polysaccharides et acides nucléiques)
Qu’arrive-t-il aux molécules qui ne diffusent pas à travers la membrane ?
Leur diffusion doit être assistée (“facilitée”)
Par quoi est assistée (“facilitée”) la diffusion des molécules qui ne diffusent pas à travers la membrane ?
- Par des transporteurs, pores ou canaux (protéines intrinsèques à la membrane)
- Par le processus d’endocytose et d’exocytose
Quels phospholipides (ex : globule rouge) se situent surtout sur la face cytosolique ?
Phosphatidyl-éthanolamine, phosphatidyl-sérine (-) et phosphatidyl-inositol (-)
Quels phospholipides (ex : globule rouge) se situent surtout sur la face extérieure ?
Phosphatidyl-choline et la sphingomyéline (neutres)
La monocouche de quel côté porte une charge nette négative ? Pourquoi est-ce important ?
La monocouche du côté cytosolique. Fonction importante dans plusieurs processus cellulaires
Où sont localisés les glycolipides ? Qu’est-ce que cela permet ?
Localisés sur la face extérieure de la membrane cytoplasmique. Permet à la cellule d’établir des liens spécifiques avec d’autres cellules dans les organismes multicellulaires
Qu’est-ce que les protéines membranaires forment ?
- Des canaux => diffusion d’ions et de molécules polaires
- Des transporteurs => transferts de métabolites, d’ions et de protéines
- Des récepteurs => perçoivent les signaux extracellulaires et transmettent l’information au milieu intérieur de la cellule, etc.
- Des enzymes (énergie et hydrolyse de substrats)
Définir les protéines membranaires intégrales (intrinsèques)
Résistantes à l’extraction sans détergent ou solvant organique
Définir les protéines membranaires périphériques (extrinsèques)
Peuvent être extraites sans détergent ou solvant en variant le sel ou le pH
Quelles sont les principales protéines membranaires intégrales ?
Des protéines transmembranaires
Est-ce que les protéines membranaires intégrales traversent la membrane ?
Traversent complètement la membrane
Comment est la structure des protéines membranaires intégrales ?
Structure primaire contenant au moins un segment hydrophobe
Comment le segment hydrophobe de la structure des protéines membranaires intégrales traverse-t-il la membrane ?
Traverse la membrane le plus souvent sous la forme d’une hélice α droite
Comment sont les chaînes latérales hydrophobes des a.a dans la membrane ?
Dirigées vers l’extérieur et en contact direct avec les lipides membranaires
Comment évolue l’hydrophobicité des a.a dans ce tableau ?
Comment est l’étude des protéines transmembranaires ? Pourquoi ?
Difficiles à étudier, car difficiles à isoler
Comment étudier les protéines transmembranaires ? Quel est le risque ?
Doit dissoudre la membrane avec du détergent : risque de dénaturer aussi la protéine
Comment agissent les détergents avec la membrane ?
- Dissolvent les membranes en formant des micelles mixtes avec les phospholipides et les glycolipides
- Solubilisent aussi les protéines membranaires en formant une enveloppe autour de la partie hydrophobe de la protéine qui est normalement enfoncée dans la membrane
Nommer chaque structure
Nommer les détergents non ioniques
Triton X-100 et Triton X-114, Tween 20, Brij 35, Dodecyl-β-D-maltopyranoside, Sodium dodécyl sulfate (SDS), CTAB (bromure d’hexadécyltriméthylammonium), désoxycholate de sodium
Nommer des détergents zwitterions
CHAP, CYFOS detergents
Donner un exemple d’une bactérie transmembranaire
Bactériorhodopsine
Quel est le rôle de la bactériorhodopsine ?
Récepteur pour la lumière chez les halobactéries : famille des rhodopsines, soit les pigments qui détectent la lumière dans la rétine
Qu’est-ce que la bactériorhodopsine utilise ?
Utilise 7 segments en hélice α qui traverse la membrane
Nommer d’autres exemples de protéines ayant la structure de la bactériorhodopsine
- La rhodopsine (récepteur de lumière dans la rétine des animaux)
- Des récepteurs d’hormones ou de neurotransmetteurs
Par quoi les protéines membranaires périphériques peuvent être accrochées ?
- Accrochées par liaisons ioniques et liaisons hydrogènes
- Accrochées par le biais d’ancres lipides
À quoi sont accrochées les protéines membranaires périphériques accrochées par liaisons ioniques et liaisons hydrogènes ?
- Aux protéines membranaires intégrales
- Aux têtes hydrophiles des phospholipides et glycolipides
À quoi sont accrochées les protéines membranaires périphériques accrochées par le biais d’ancres lipidiques ?
Se lient à un lipide inséré dans la membrane (de telles protéines peuvent aussi être considérées comme intégrales si plus difficiles à extraire)
Autres que là où elles sont accrochées, où peuvent être présentes les protéines membranaires périphériques ?
Présentes à la face cytosolique ou extracellulaire
Qu’est-ce qui prédomine pour un ancrage sur la face cytosolique ? Le(s) nommer
Deux types d’ancres lipidiques :
- Ancre constituée d’un acide gras
- Ancre constituée d’isoprènes (prénylation)
De quoi est composée l’ancre constituée d’un acide gras ?
- Résidu méristyl (C14) fixé sur la glycine à l’extrémité N-terminale de la protéine
- Résidu palmityl (C16) fixé sur des cystéines internes
De quoi est composé l’ancre constituée d’isoprènes (prénylation) ?
Résidu farnésyl (C15) ou géranyl-géranyl (C20) sur cystéines à l’extrémité C-terminale
GPI est l’abréviation pour quoi ?
Glycosylphosphatidylinositol
Décrire l’ancre GPI
Liaison covalente par extrémité C-terminale à phosphatidyl-inositol membranaire :
- via un pont constitué de quatre sucres
- exclusivement sur la face extracellulaire
À quoi correspondent a et b ?
À quoi correspondent c et d ?
À quoi correspond cette structure ?
L’ancre GPI
Qu’est-ce qui est une bonne mise en contexte des notions sur les lipides et membranes ?
Le cycle visuel
Quel est le récepteur de la lumière dans la rétine des animaux ?
Une protéine transmembranaire dans les cellules photoréceptrices : la rhodopsine
À quoi est liée la rhodopsine ?
À un polymère de l’isoprène : le retinal (vitamine A)
Donner la séquence d’évènements moléculaires du cycle visuel
Donner les étapes de la photoactivation
Étape 1: Le photon incident (hν) est absorbé et active une rhodopsine R par un changement
de conformation en R * dans la membrane du disque.
Étape 2: Ensuite, R * établit des contacts répétés avec les molécules de transducine G,
catalysant son activation en G * par la libération du GDP lié en échange du GTP cytoplasmique,
qui expulse ses sous‐unités β et γ.
Étape 3: G * lie les sous‐unités γ inhibitrices de la phosphodiestérase (PDE) activant ses
sous‐unités α et β.
Étape 4: La PDE activée hydrolyse le GMP cyclique (cGMP = cG dans la figure).
Étape 5: Des niveaux réduits de GMPc cytosolique entraînent la fermeture des canaux
dépendants de nucléotides cycliques, empêchant ainsi un afflux supplémentaire de Na + et de Ca2 +.
Cette hyperpolarisation de la membrane est une étape cruciale pour l’activation de l’influx nerveux vers le
cerveau (la vue).
Finalement, la resynthèse du cGMP par la guanylyl cyclase (GC) assure la réouverture des canaux en
absence de lumière.
