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Biochimie II > Métabolisme > Flashcards

Métabolisme Flashcards

1
Q

Donner la définition de métabolisme.

A

Ensemble des réactions chimiques subies par les constituants des organismes.

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Q

Quelles sont les deux voies principales du métabolisme ?

A

Le catabolisme et l’anabolisme.

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3
Q

En quoi consiste le catabolisme?

A

Ce sont de réactions de dégradation.

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4
Q

En quoi consiste l’anabolisme ?

A

Ce sont des réactions de synthèse.

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5
Q

Quels sont les deux grands types d’organismes vivants, selon l’énergie ?

A

-Les organismes photo-autotrophe: capables de transformer l’énergie lumineuse en énergie chimique.
-Les organismes chimio-hétérotrophes: utilisent l’énergie chimique libérée par la dégradation des nutriments organiques.

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6
Q

Quel est le métabolisme de l’Homme ?

A

Organisme chimi-hétérotrophe aérobie strict.

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7
Q

Qu’est ce que le catabolisme ?

A

C’est une coie qui génère de l’énergie.
-Dégradation oxydative de molécules organiques complexes
-Libération des produits terminaux “pauvres en énergie”.

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8
Q

Qu’est ce que l’anabolisme ?

A

C’est une voie que requiert de l’énergie.
-Synthèse et assemblage des biomolécules complexes.
-Caractère réducteur.

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9
Q

Pourquoi dit-on que l’anabolisme et le catabolisme sont interdépendants ?

A

Les produits intermédiaires de l’un servent souvent de substrats pour l’autre.
Les précurseurs des voies anaboliques sont fournis par les produits du catabolisme.

Les interconnexions se font à des carrefours métaboiques. L’ensemble des réactions du métabolisme forme une réseau hautement intégré et régulé.
Deux plaques tournantes: pyruvate et Acétyl-coenzyme A.

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10
Q

Comment appelle-t-on les complexes multienzymatiques qui se trouvent dans les cellules ?

A

Des métabolons.

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11
Q

Combien d’étapes il y a t-il dans la glycolyse et la néoglucogenèse ? Il y a t-il des étapes communes ?

A

Les chemins catabolique et anabolisme seront distincts( avec une régulation stricte) mais certaines étapes peuvent être communes.
Glycolyse: 10 étapes (voie catabolique)
Néoglucogenèse: 11 étapes dont 7 sont communes à la glycolyse - en voie de réserve - ( voie anabolique).

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12
Q

Quels sont les types de stratégies de régulation de l’activité des enzymes clés ?

A

-Diminution ou augmentation du nombre de molécules d’enzymes (régulation génétique).
-Diminution ou augmentation de l’activité des molécules d’enzymes (disponibilité susbtrats, cofacteurs, régulation activateur/inhibiteur, MPT,…)

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13
Q

L’ensemble des réactions d’une voie métabolique doit être favorable thermodynamiquement. Quel doit être l’aspect bioénergétique ( signe de l’énergie de Gibbs) ?

A

DeltaG ‘ global < 0 ( réaction exergonique).

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14
Q

Comment régénérer l’ATP (utilisé dans les réactions- énergie couplée à l’hydrolyse de l’ATP) ?

A

-En récupérant une partie de l’énergie de l’oxydation des nutriments organiques ( catabolisme)
-En couplant cette réaction à l’hydrolyse de composés phosphorylés encore plus riche en énergie.

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15
Q

Coenzymes

Qu’est ce que les coenzymes ?

A

Ce sont des molécules organiques nécessaires à l’activité de certaines enzymes.
( famille de biomolécules universelle)

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16
Q

Coenzymes

Quels sont les deux types de coenzymes ?

A

-Coenzymes dissociables (ex: NAD): formation d’un complexe avec l’enzyme pendant la catalyse= holoenzyme.
-Coenzymes non-dissociables (ex: FAD): restent toujours liées fortement à l’enzymes.

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17
Q

Coenzymes

Quel est le rôle des coenzymes d’oxydo réduction ?

A

Elles participent aux réactions d’oxydo-réduction cellulaires catalysée par des déshydrogénases ou des réductases.

Ex: NAD+ + 2H+ + 2e- = NADH,H+

( ou encore métalloporphyrines, ubiquinone,…)

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18
Q

Coenzymes

Donner deux exemples de coenzymes de transport.

A

-Coenzymes A
-Biotine, thiamine pyrophosphate.

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19
Q

Glycolyse

Qu’est ce que la glycolyse ?

A

C’est une séquence de 10 réactions qui permet la transformation d’une molécules de glucose en deux molécules de pyruvate avec la production nette de 2 molécules d’ATP.
C’est une voie de conservation d’énergie qui a lieu dans le cytoplasme (processus anaérobie).

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20
Q

Glycolyse

Comment se fait l’entrée du glucose dans les cellules ?

A

-Par transport facilité (via transporteurs membranaires- pas de coût d’énergie)
-Par transport actif (parfois car coùut d’énergie).

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21
Q

Glycolyse

De combien de réactions est constituée la première phase (phase d’investissement en énergie) ? Les détailler.

A

De 5 réactions:
- Réaction 1: phosphorylation du glucose en glucose 6P par l’ATP
- Réaction 2: Isomérisation du glucose-6P en fructose-6P
- Réaction 3: phosphorylation du fructose-6P en fructose- 1,6-bisP par l’ATP
- Réaction 4: Clivage du fructose-1,6- bisp en 2 trioses-P
- Réaction 5: Interconversion des trioses-P

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22
Q

Glycolyse

De combien de réaction est composée la deuxième phase de la glycolyse (phase de récupération d’énergie)? les détailler.

A

De 5 réactions:
- Réaction 6: Conversion du GAP ( Glyceraldehyde 3-phosphate) en 1,3-BPG (biphosphoglycerate (oxydation et phosphorylation).
- Réaction 7: Formation d’un ATP à partir du 1,3- BPG (phosphorylation)
- Réaction 8: Isomérisation du 3-PG (phosphoglycerate) en 2-PG
- Réaction 9: Déshydratation du 2-PG pour former le PEP (phosphenolpyruvate)
- Réaction 10: Formation d’un ATP à partir du PEP

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23
Q

Glycolyse

Donner les caractéristiques de la première réaction de la glycolyse.

A

Phosphorylation du glucose en glucose-6P par l’ATP:
- réaction couplée
- consommation d’1 ATP
- Catalysée par l’hexokinase
- DeltaG’ très négatif (irréversible)

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24
Q

Glycolyse

Donner les caractéristiques de la deuxième réaction de la glycolyse.

A

Isomérisation du glucose-6P en fructose-6P:
- Catalysée par la Phosphogluco Isomérase (PGI)
- deltaG’ négatif (réversible)

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25
Q

Glycolyse

Donner les caractéristiques de la troisième étape de la glycolyse.

A

Phosphorylation du fructose-6P en fructose-1,6-bisP par l’ATP:
-réaction couplée
-consommation d’1 ATP
-catalysée par la phophofructo kinase.

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26
Q

Glycolyse

Donner les caractéristiques de la quatrième réaction de la glycolyse.

A

Clivage du fructose-1,6-bisP en 2 trioses-P:
-catalysée par l’aldolase

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27
Q

Glycolyse

Donner les caractéristiques de la cinquième réaction de la glycolyse.

A

Interconversion des trioses-P:
- Catalysée par la triose-P isomérase
- Permet de transformet du DHAP( dihydroxyacetone phosphate) en GAP (glyceraldehyde 3-phosphate)

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28
Q

Glycolyse

Donner les caractéristiques de la sixième phase de la glycolyse.

A

Conversion du GAP en 1,3- BPG:
- catalysée par la glycéraldéhyde-3P deshydrogénase
- nécessite un Pi
- Consomme un NAD+ et génère un NADH,H+
- réaction couplée

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29
Q

Glycolyse

Donner les caractéristiques de la septième réaction de la glycolyse.

A

Formation d’un ATP à partit du 1,3-BPG:
-réaction couplée
-génère 2 ATP
-catalysée par la phosphoglycérate kinase

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30
Q

Glycolyse

Donner les caractéristiques de la huitième réaction de la glycolyse.

A

Isomérisation du 3-PG en 2-PG:
-réaction catalysée par la phophosglycérate mutase.

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31
Q

Glycolyse

Donner les caractéristiques de la neuvième réaction de la glycolyse.

A

Déshydratation du 2-PG en PEP:
- catalysée par l’Enolase
- libération d’1 H2O

32
Q

Glycolyse

Donner les caractéristiques de la dixième réaction de la glycolyse.

A

Formation d’un ATP à partir du PEP:
- réaction catalysée par la pyruvate kinase
- réaction couplée
- génère 2 ATP

33
Q

Glycolyse

Quel est le devenir du pyruvate en condition anaérobie ?

A

En absence d’O2, la glycolyse ne peut s’arrêter au pyruvate. Il y a donc une étape supplémentaire: la fermentation lactique (régenère le NAD+)

34
Q

Glycolyse

Quel est le devenir du pyruvate en condition aérobie ?

A

Beaucoup plus d’énergie sera extraite du glucose en condition aérobie grâce au cycle de Krebs et à la chaine respiratoire.
Rendement autour de 30 à 38 ATP par glucose.

35
Q

Néoglucogénèse

Qu’est ce que la néoglucogénèse ?

A

C’est une voie de synthèse du glucose à partir de précurseurs non glucidiques mais aussi une voie de conservation du pyruvate en Glucose (11 étapes).
Elle est très importante pour le cerveau et les hematies.

36
Q

Néoglucogénèse

Quels sont les précurseurs non glucidiques utilisés ?

A

Le lactate, les acides aminés et le glycérol.

37
Q

Néoglucogénèse

Quels sont les sites majeurs de la néoglucogénèse ?

A

Le foie (90%) et les reins (10%).
Cette voie va contribuer à maintenir le taux de glucose sanguin pour satisfaire les besoins du cerveau, des hématies et des muscles.

38
Q

Néoglucogénèse

Quels sont la particularités des étapes de la néoglucogénèse par rapport à la glycolyse ?

A

Les étapes réversibles de la glycolyse seront conservées, mais les étapes irréversibles sont remplacées.

39
Q

Néoglucogénèse

Quels sont les deux étapes de la conversion du pyruvate en PEP ?

A

1- Réaction de carboxylation du pyruvate: On passe du pyruvate à l’oxaloacetate, catalysée par la pyruvate carboxylase (consommation d’1 ATP).
2- Réaction de décarboxylation et phosphorylation de l’oxaloacetate: on passe de l’oxaloacetate au phosphoenolpyruvate, catalysé par la phosphoenol pyruvate carboxykinase (consommation d’1 GTP).

(Les étapes suivantes sont celles de la glycolyse en voie réserve: du PEP au Glucose -6P et dans la plupart des tissus la néoglucogénèse s’arrête là).

40
Q

Néoglucogénèse

Quelles sont les caractéristiques de l’étape de conversion du glucose-6P en glucose ?

A

Elle se déroule dans la lumière du RE et n’a lieu que dans le foie ou les reins). Cette réaction est catalysée par glucose-6- phosphatase (enzyme primordiale pour le contrôle de la glycémie). Le glucose est exporté hors la cellule à la fin.

41
Q

Néoglucogénèse

La néoglucogénèse consomme t-elle plus ou moins d’ATP que la glycolyse ?

A

Elle consomme l’équivalent de 6 ATP, soit plus que la glycolyse.

42
Q

Néoglucogénèse

Quel est le bilan net de la néoglucogénèse ?

A

2Pyr + 4ATP + 2GTP + 2NADH,H+ = 1Glc + 4ADP + 2GDP + 6Pi + 2NAD+

43
Q

Glycolyse

Quel est le bilan net de la glycolyse ?

A

Glc + 2Pi + 2ADP + 2NAD+ = 2Pyr + 2ATP + 2NADH,H+

44
Q

Néoglucogénèse

Le glycolyse et la néoglucogénèse sont -elles toutes les deux exergoniques dans les conditions cellulaires ?

A

Oui.

45
Q

Néoglucogénèse

Comment la glycose et la néoglucogénèse se régulent-elle ?

A

Seule l’une des voies sera activée à un t donné, dans une cellule donnée.
La vitesse de la glycolyse est régulée pour satisfaire les besoins énergétiques de la cellule et les besoins précurseurs biosynthétiques.
La néoglucogénèse sera déterminée par la concentration en lactase et les précurseurs du glucose.

46
Q

Néoglucogénèse

Quelles sont les deux principales voies de régulation de la glycolyse et néoglucogénèse ?

A

La régulation allostérique et la régulation hormonale.

47
Q

Néoglucogénèse

En quoi consiste la régulation allostérique ?

A

Il y a un jeu sur le niveau d’activités des enzymes clé de chacune des voies.
Importance du rapport [ATP]/[AMP].

48
Q

Néoglucogénèse

Pour la régulation allostérique que se passe-t-il si la concentration en ATP augmente ?

A

La concentration en AMP diminue. Quand [ATP] est forte, on inhibe la glycolyse (L’ATP est un inhibiteur allostérique de la PFK et PK).

49
Q

Néoglucogénèse

Pour la régulation allostérique que se passe-t-il lorsque la concentration en AMP augmente ?

A

La concentration en ATP diminue. Quand [AMP] est forte, on active la glycolyse et on inhibe la néoglucogénèse. L’AMP est un activateur allostérique de la PFK et un inhibiteur allostérique de la F1,6BPase.

50
Q

Néoglucogénèse

Quelles sont les 4 voies métaboliques impactées par la régulation hormonale (inter-organes) comme la glycémie ?

A

La glycolyse et la néoglucogénèse. Et la synthèse et dégradation du glycogène.

51
Q

Néoglucogénèse

Que se passe -t-il au niveau de la régulation hormonale si la concentration en glucose sanguin augmente ?

A

-Production d’insuline
-Entrée de glucose dans les cellules selon les besoins (augmentation de la glycolyse, diminution de la néoglucogénèse).

52
Q

Néoglucogénèse

Que se passe-t-il au niveau de la régulation hormonale si la concentration en glucose sanguin diminue ?

A

-Production de glucagon
-Sortie du glucose dans le sang ( diminution de la glycolyse et augmentation de la néoglucogénèse)

53
Q

Glycogène

Quelles sont les caractéristiques du glycogène ?

A

Le glycogène est une forme de stockage de glucose rapidement mobilisable qui contribue à maintenir le tauc de glucose dans le sang, stocké dans le foie et les muscles.

54
Q

Glycogène

Comment s’appelle le catabolisme du glycogène ?

A

La glycogénolyse.

55
Q

Glycogène

Quelles sont les deux étapes du catabolisme du glycogène ?

A

1- Libération d’unités Glc-1P à partir du polymère, catalysée par la glycogène phosphorylase.
2-Conversion du Glc-1P en Glc-6P, catalysée par la phosphogluco mutase.

56
Q

Glycogène

Quelles sont les destinations possible du Glc-6P généré par le catabolisme du glycogène ?

A

-Il rentre dans la glycolyse
- Il est converti en glucose par la glucose-6 phosphatase (néoglucogénèse) dans le foie
- Il est dirigé vers la boie des pentoses-P.

57
Q

Glycogène

Quelle forme de glucose activée requiert la synthèse du glycogène ?

A

UDP-Glucose

58
Q

Glycogène

Quelles sont les voies de régulation du métabolisme du glycogène ?

A
  • Régulation hormonale
  • Régulation allostérique
  • Régulation par modifications covalentes des enzymes clés

Glycogène phosphorylase et glycogène synthase (enzymes clés)

59
Q

Destin du pyruvate en condition aérobie

Quelles sont les différentes étapes de l’oxydation du pyruvate en aérobiose ? (respiration cellulaire).

A
  • Oxydation du PYr en acétyl-coA
  • Oxydation acétyl-coA dans le cycle de Krebs
  • Les électrons libérés sont transportés au niveau de la chaine respiratoire. O2 est l’accepteur final: il est réduit en H2O
  • Le transfert d’électrons est couplé à un gradient de protons à travers la membrane interne mitochondriale.
  • L’énergie de ce gradient sera récupérée pour la synthèse d’ATP au niveau de l’ATP synthase = phosphorylation oxydative.

Production nette de 13 à 15 ATP par pyruvate, 30 à 38 ATP par glucose.

60
Q

Destin du pyruvate en condition aérobie

Quelles sont les caractéristiques de l’étape de la conversion du pyruvate en acétyl-coA ?

A

C’est une réaction catalysée par la pyruvate déshydrogénase; elle est irréversible.

61
Q

Destin du pyruvate en condition aérobie

Quel est le bilan net d’un tour du Cycle de Krebs ?

A

Acetyl-CoA + 3NAD+ + FAD + Pi + GDP + 2H2O = 2CO2 + 3 NADH + 3H+ + FADH2 + GTP + CoA-SH

(cycle fortement exergonique)

62
Q

Destin du pyruvate en condition aérobie

Quel est le bilan net du cycle de Krebs à partir du glucose ?

A

Glucose + 2H2O + 10NAD+ + 2FAD + 4ADP + 4Pi = 6CO2 + 10NADH + 10H+ + 2FADH2 + 4ATP

63
Q

Destin du pyruvate en condition aérobie

Quels sont les but du cycle de Krebs ?

A

Il a pour but d’oxyder la molécule d’acétate en CO2, de récupérer de l’énergie métabolique et d’être une source importante de précurseurs biosynthétiques.

64
Q

Destin du pyruvate en condition aérobie

En quoi consiste la phosphorylation oxydative ?

A

L’énergie produite par les voies cataboliques se retrouve contenue dans les coenzymes réduits NADH,H+ et FADH2. Cette énergie sera convertie en ATP dans la mitochondrie.

65
Q

Destin du pyruvate en condition aérobie

Donner le bilan global de la phosphorylation oxydative.

A

NADH,H+ + 1/2 O2 = NAD+ + H2O

66
Q

Destin du pyruvate en condition aérobie

Dans la chaine respiratoire quel est le rôle de coenzymeQ ? (CoQ)

A

Il transporte les electrons
- du complexe I vers le complexe III
- du complexe II vers le complexe III
en se déplacant dans la bicouche lipidique.

67
Q

Destin du pyruvate en condition aérobie

Dans la chaine respiratoire quel est le rôle du cytochrome C ? (CytC)

A

Il transporte les électrons du complexe III au complexe IV en se déplacant dans l’espace intermembranaire.

68
Q

Destin du pyruvate en condition aérobie

Quelle est la théorie chimio-osmotique de Mitchell ?

A

Les pompes à protons fonctionnent grâce à l’énergie libérée par le tranport d’électrons. Cela crée un gradient électrochimique de part et d’autre de la membrane interne. Ce gradient constitue la force proton-motrice pour la synthèse d’ATP.

69
Q

Destin du pyruvate en condition aérobie

Comment les NADH,H+ se régénèrent en condition aérobie ?

A

Le NADH ne pouvant pas traverser la mb interne de la mitochondire, des navettes sont utilisées:
- navette glycerol-3P
- navette malate-aspartate

70
Q

Catabolisme des acides gras

Donner les caractéristiques des acides gras (importance).

A

Ce sont les briques élémentaires pour la synthèse des lipides membranaires. Ils sont stockés sous forme de triglycérides (TG) qui sont très concentrés d’énergie métabolique. Ils sont stockés dans le cytoplasme des cellules adipeuses.

(1 gramme de TG contient près de six fois plus d’énergie qu’1 gramme de glycogène hydraté).

71
Q

Catabolisme des acides gras

Comment s’appelle le catabolisme des acides gras et quelle est sa particularité ?

A

Il s’agit de la lipolyse et c’est une voie strictement aérobie.

72
Q

Catabolisme des acides gras

Que se passe-t-il pendant la première étape du catabolisme des AG ?

A

Les triglycérides sont acheminés vers les tissus utilisateurs et sont dégradés par des lipases en Glycérol+ 3AG

72
Q

Catabolisme des acides gras

Quelles sont les étapes du catabolisme des acides gras ?

A

Etape 1: mobilisation des triglycérides
Etape 2: activation des AG
Etape 3: Transport des AG activés vers la matrice mitochondriale
Etape 4: Dégradation de l’acyl-CoA

73
Q

Catabolisme des acides gras

Que se passe t-il dans la deuxième étape du catabolisme des AG ?

A
  • Réaction catalysée par acyl-CoA synthétase
  • Consommation de deux ATP
  • PPi formé hydrolysé en 2 Pi
74
Q

Catabolisme des acides gras

Quelle est la particularité dans l’étape 3 du catabolisme des acides gras des AG à chaines longues ?

A

Le transport implique la formation d’un conjugué acyl-carnitine.

75
Q

Catabolisme des acides gras

Que se passe-t-il dans l’étape 4 du catabolisme des acides gras ?

A

Beta-oxydation des AG: L’acyl-CoA est dégradé par la répétition d’une série de 4 réactions successives:
- 1: oxydation
- 2: hydratation
- 3: oxydation
- 4 thiolyse

A chaque cycle sont générés: 1 FADH2, 1 NADH,H+ , 1 acétyl-CoA, 1 acyl-CoA

76
Q

Catabolisme des acides gras

Revoir les bilans

A

Bilan en ATP de l’oxydation d’un AG en C16
Bilan en ATP de l’oxydation d’un TG

Biochimie II (3 decks)

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