Métabolisme des glucides Flashcards
Définition de glucide
Molécules polyhydroxylées formées à partir de cétone et d’aldéhydes
aldéhyde : lien =o sur un c et un h
cétone : lien =o sur 2 c
Synthèse des glucides pour les végétaux et les animaux
Végétaux : synthèse de glucides à partir de composés inorganiques, par photosynthèse (CO2 et H2O)
Animaux : synthèse endogène à partir de différentes molécules organiques dans le corps, ou exogène à partir des glucides alimentaires (fruits, légumes, céréales)
Rôles des glucides
- Source énergie principale (2-4 kcal/g)
- Synthèse ADN et ARN
- Synthèse glycoprotéines
- Synthèse glycolipides
2 types de monosaccharides
Aldose (avec aldéhyde)
Cétose (avec cétone)
classés par nombre de carbones dans la molécule : tétrose, pentose, hexose, …
Type de monosaccharide du glucose
Aldose, Hexose
4 types de cétoses
Ribulose, xylulose, fructose, sedoheptulose
Propriété chirale des monosaccharides et énantiomères
Certains monosaccharides possèdent la propriété chirale de dévier la lumière, selon la configuration de leur carbone chiral (asymétique) : 4 composantes différentes sur le carbone.
Ces monosaccharides possèdent donc 2 configurations (D ou L) en miroir, non superposables = énantiomères
Énantionères (stéréoisomères) = 2 molécules avec la même confuguration, mais miroir qui ne peuvent pas se superposer
Forme énantiomère chez les mammifères
Forme D (le 1er OH de la chaîne de cabones est à droite)
donc, chez les mammifères, on retrouve juste du D-glucose, D-fructose, etc
Définition diastéréoisomères
Molécules avec la même formule chimique, mais configurations complètement différentes
Épimères et exemple
Monosaccharides dont la configuration ne varie que sur 1 seul carbone chiral (asymétrique).
Ex : D-Glucose et D-mannose sont des épimères en C2, OH inversés
Formation épimères facilitée par…
Enzymes (épimèrases) et le pH
Formation cycliques des monosaccharides
Un des -OH (hydroxyl) de la chaîne de carbones peut réagir avec le =O (carbonyl) de la cétone ou aldéhyde au sommet pour former cycles à 5 (furanose) ou 6 (pyranose) carbones
Entraîne formation d’un nouveau carbone anomérique, celui qui formait aldéhyde ou cétone avant formation du cycle –> anomères alpha et béta
Anomères alpha et béta
Dans la formation d’un cycle furanose ou pyranose, le carbonyl =O devenu -OH peut se placer à gauche (beta) ou à droite (alpha) sur le nouveau carbone anomérique
Vrai ou faux
Un seul hydroxyl -OH du monosaccharide est plus prédisposé que les autres à réagir avec le carbonyl pour former le cycle
Faux
Tous les -OH sont disponibles pour la réaction avec le carbonyl =O
Différences de pH sur la formation de cycles des monosaccharides et forme la plus fréquente du glucose dans le corps
pH neutre : 99% formation de cycles
pH basique : 99% configuration linéaire
dans le corps : B-D-Glucopyranose (cycle à 6, 1er OH à droite et OH carbone anomérique à gauche)
Vrai ou faux
en solution aqueuse, les monosaccharides ont tendance à rester en formation linéaire
Faux
> 99% formation de cycles en solution aqueuse
2 configurations des monosaccharides cycliques pyranose (6 C) et caractéristiques
Chaise et bateau
Configuration chaise est la plus stable, car les constituants sont plus espacés, ce qui crée moins d’interférence
Vrai ou faux
Un pyranose est beta si le OH sur le 1er C (chiral) (à partir du haut en forme linéaire) est vers le haut
Vrai
Le hydroxyl est beta si le OH est vers le haut en cycle ou à gauche en linéaire
Alpha : vers le bas ou à droite
proportions des formes de glucose dans le corps
65% : B-D-glucopyranose
35% : a-D-glucopyranose
il existe aussi B-D-glucofuranose et a-D-glucofuranose
Formation de saccharides à partir des monosaccharides
Formation d’un lien glycosidique covalent, qui peut être hydrolysé de façon chimique (acide) ou enzymatique
Formation de disaccharides, oligosaccharides et polysaccharides
3 principaux disaccharides de l’alimentation
Maltose (2 glucoses)
Lactose (glucose + galactose)
Saccharose (glucose + fructose)
Saccharose : composition, type de lien et digestion par qui?
a-D-glucose et B-D-fructose
Lien alpha entre les 2, car a-D-glucose
Digestion par la sucrase (a-glucosidase) de l’intestin
Lactose : composition, type de lien et digestion par qui?
B-D-galactose et D-glucose (alpha ou beta, car le c anomérique est libre)
retrouvé dans les produits laitiers, 1/3 du pouvoir sucrant du saccharose
lien alpha ou beta, dépendemment du D-glucose
digéré par la lactase (B-glucosidase) dans l’intestin, qui n’est pas présente chez tous pour digérer les liens B (si le glucose est B-D-glucose)
Maltose : composition, type de lien et digestion par qui?
B-D-glucose et D-glucose (B ou a)
retrouvé par la digestion de l’amidon, peu présent dans alimentation
lien alpha entre les 2 glucoses
Digestion par a-glucosidase dans intestin
Oligossacharides : nombre de monosaccharides, où ils sont retrouvés, digestion
Chaîne de 3-19 monosaccharides unis par des liens glycosidiques
Peu présents dans alimentation, surtout issus de la digestion des polysaccharides, et dans le sirop de mais (maltodextrine)
Ex: a-galactosides dans les fèves et les bines
Digestion par les a-galactosidases, peu présents dans alimentation, donc lentilles et fèves sont difficiles à digérer
Polysaccharides : nombre de monosaccharides, configuration, et principaux polysaccharides dans le corps
chaînes de >20 monosaccharides reliés par des liens glycosidiques
structure linéaire ou ramifiées, et ils sont digestibles ou non (ex fibres = non-digetsibles)
amidon, cellulose et glycogène
Amidon : rôle et composition, et 2 types de polymères
principale source énergie chez les végétaux (molécule de réserve énergétique)
polymère de D-glucose reliés par des liens glycosidiques
20-30% d’amylose
70-80% d’amylopectine
Différences amylose et amylopectine
Amylose : polymère de D-glucose avec liens a 1–>4 (liens entre le 1er et le 4eme carbone des 2 D-glucose)
formé de 600-1000 molécules de D-glucose
Amylose est un polymère linéaire
Amylopectine : polymère de D-glucose avec liens a 1–>4 mais avec ramifications tous les 24-30 D-glucose qui sont de a 1–>6
Amylopectine est un polymère ramifié de 10 000-100 000 monosaccharides
Rôle glycogène
Source énergétique importante chez les animaux
Rôle dans la glycogénogénèse et la glycogénolyse
Retrouvé dans la plupart des tissus (surtout dans le foie et les muscles)
Composition glycogène
Polymère ramifié (comme amylopectine) de D-glucose avec ramifications a 1–>6 toutes les 10-14 molécules de glucose (+ que pour amylopectine)
contient 2000 à 600 000 molécules de glucose par polymère
Pourquoi les polysaccharides ramifiés sont-ils plus efficace comme source énergétique que les polysaccharides linéaires
Car l’abondance de ramifications de D-glucose offre + de sites où la molécule peut être clivée pour fournir rapidement de l’énergie
Cellulose : composition
Polymère linéaire de D-glucose en liaison B 1–>4
Contient 200-14 000 molécules de glucose
Particularité de digestion du cellulose
Il est impossible pour le corps de le digérer, car on ne possède pas les enzymes nécessaires à la digestion des liens B
Retrouvé dans la paroi des cellules végétales, et forme des microfibrilles et des fibres (fibres alimentaires) qui ne sont pas digérables
2 origines du glucose dans le corps
- Alimentation : glycogène, amidon et cellulose, saccharose, maltose et lactose
- Endogène : néoglucogénèse et glycogénolyse
Les glucides composent ___ % de l’énergie nécessaire par jour
___ kcal/jour = ___g/jour, dont ___g viennent des sucres ajoutés
Glucides comestibles :
Glucides non-comestibles
45-65%
1000kcal/j
250g/j
50g
mono-di-oligo-polysaccharides, hydrolysés par des enzymes
fibres (cellulose) : pas enzymes nécessaires pour effectuer leur digestion
Étapes digestion des polysaccharides et fonctionnement des enzymes de digestion
Digestion commence dans la bouche : a-amylase salivaire
Bicarbonates du pancréas neutralisent a-amylase salivaire et pancréas sécrète a-amylase pancréatique
les 2 a-amylase agissent de la même façon : hydrolyse des liens a 1–>4 entre les glucoses
a-amylase peut juste cliver des morceaux oligosaccharides d’au moins 5 glucoses, si moins, enzyme ne “fit” pas sur l’oligosaccharide et digestion ne se fait pas par amylase
Produits de digestion de l’amidon par a-amylase
amylose donne maltotriose (3 D-glucose) et maltose (2 D-glucose)
amylopectine donne maltotriose et maltose, et donne aussi des dextrines
Pourquoi ne fait-il pas donner des céréales à un enfant en bas de 6 mois?
Parce que bébé possède des taux d’amylase salivaire et pancréatique normaux (adultes) juste à 1 an. Comme les céréales contiennent ++ glucide, ils seront mal digérés par un bébé sous 1 an
Dernière étape de digestion des glucides
Enzymes dans la paroi des entérocytes pour digestion en monosaccharides
différentes enzymes pour le maltose (2 glucoses), le lactose (glucose+galactose) et le saccharose (glucose + fructose)
proportions différents polysaccharides et disaccharides dans le corps
amidon : 60-70%
saccharose : 30%
lactose : 0-10%
Absorption des glucides
En mnosaccharides, par les cellules épithéliales intesinales (entérocyte) par du transport actif (avec ATP) ou passif (selon gradient de [])
Types de transporteurs passifs et actifs du glucose
Actif : SGLT1 : canaux pour transport actif avec ATP, alimentés par la pompe NaK-ATPase qui crée un gradient de Na important hors de la cellule, qui fournit énergie pour favoriser entrée de glucose avec le Na en symport (membrane luminale des cellules)
Passif : GLUT : canaux passifs “perméases” qui laissent circuler le glucose selon son gradient de [] de la cellule vers le sang (membrane basolatérale des cellules)
Types de GLUT
GLUT 2 : dans la paroi du foie, pancréas et intestins, haute capacité et petite affinité (laisse passer bcp de glucose, mais il faut que bcp veuille sortir pour que le transport s’enclenche, il ne se fait pas à rien)
laisse aussi passer le fructose
GLUT 4 : Tissu adipeux et muscle strié (squelettique et cardiaque), régit par insuline
Transporteur passif dans la membrane luminale de l’intestin
GLUT 5. il permet aussi le passage du fructose
En présence d’une quantité de glucose (élevée/basse), le transporteur ___ est recruté à la membrane ___ pour participer au transport ____
élevée
GLUT2
luminale
facilité
Glycémie et valeurs limites
[ ] sanguine de glucose
valeurs normales après 8-12h à jeûn : 4,0-5,5 mmol/L
hypoglycémie < 4,0 mmol/L
hyperglycémie si > 5,5 mmol/L
diabète si > 7,0 mmol/L
Hormones (2) qui contrôlent la glycémie
insuline (baisse glycémie) et glucagon (hausse glycémie)
Insuline : sécrétion
Sécrétée par les cellules B des ilôts de Langerhans du pancréas
GLUT2 = glucosenseur : détecte la glycémie, si elle est trop haute, enclenche la sécrétion d’insuline pour rétablir les taux
Induction de la sécrétion insuline par…
- sucres (mannose et glucose)
- acides aminés seuls (leucine et arginine)
- stimulation du nerf vague
- peptides entériques (GIP et GLP-1)
Activités de l’insuline
Hormone hypoglycémiante
- active glycogénèse (formation glycogène)
inhibe glycogénolyse (dégradation glycogène) - active glycolyse (degradation glucose)
inhibe néoglucogénèse (formation glucose)
3. active lipogénèse (formation lipides) inhibe lipolyse (dégradation lipides)
effets via la stimulation du récepteur à insuline (tyrosine kinase)
Effet insuline sur GLUT4
Entrée de glucose dans les tissus adipeux et dans les muscles striés par GLUT4, pour diminuer la glycémie sanguine
Sécrétion et effets du glucagon
Sécrété par les cellules a en périphérie des ilôts de Langerhans
hormone hyperglycémiante
- active glycogénolyse (déradation glycogène)
inhibe glycogénèse (formation glycogène)
2. active néoglucogénèse (formation glucose) inhibe glycolyse (dégradation du glucose)
- active lipolyse (dégradation des lipides)
inhibe lipogénèse (formation de lipides)
effets via signalisation du récepteur à glucagon, lié au protéines G
Glycogénèse
Formation du glycogène à partir de l’excès de glucose
Stimulé par insuline, inhibé par glucagon (foie) et adrénaline (muscles)
Glycogène stocké dans les muscles (300g) et dans le foie (75g)
But : ajout de ramifications sur le polymère de glucose pour former du glycogène : polysaccharide ramifié
1ère étape de la glycogénèse
glucose —-> glucose-6-phosphate
effectuée par glucokinase dans le foie ou par hexokinase dans les muscles
Glycogénèse : comment se fait ajout d’une ramification?
par la glucosyl-4,6-transférase
Glycogénolyse
Dégradation du glycogène en:
- glucose-6-phosphate (utilisé par la cellule ou dégradé en… par le foie)
- glucose
Stimulée par le glucagon (foie) et adrénaline (muscles) et inhibée pas insuline
Fonctionnement de la glycogénolyse
Le produit final obtenu de la dégradation du glycogène est le glucose-6-phosphate
Dans le foie, l’enzyme nécessaire (glucose-6-phosphatase) est présente pour dégrader le glucose-6-phosphate en glucose et retourner celui-ci à la circulation
Dans les muscles, enzyme nécessaire pas présente, alors reste sous forme de glucose-6-phosphate
Glycolyse : 2 voies métaboliques et principe général
Dégradation du glucose pour en libérer l’énergie chimique
- Glycolyse : dans le cytosol, anaérobie
- Cycle de Krebs : dans la mitochondrie, aérobie
Dégradation d’un glucose (6C) –> 2 pyruvate (3C) + 2 ATP + 2 NADH
3 étapes générales de la glycolyse
- Activation du glucose
- Clivage d’hexose (glucose) en 2 trioses (pyruvate)
- Production d’énergie (ATP)
3 étapes enzymatiques irréversibles de la glycolyse
- Glucose –> glucose-6-phosphate (par hexokinase ou glucokinase dans foie et pancréas). Nécessite hydrolyse de 1 ATP.
Glucose-6-phosphate ne peut pas traverser les membranes des cellules. Il est utile aussi pour la glycogénèse et la voie des pentoses phosphates. - fructose-6-phosphate –> fructose-1,6-biphosphate
par PFK1. Nécessite hydrolyse 1 ATP. point de contrôle majeur de la vitesse - 2 phosphoéolpyruvate –> 2 pyruvate par pyruvate kinase. Production de 2 ATP (1 ATP par molécule de phosphoénolpyruvate)
À quelle étape de la glycolyse sont produits les 2 NADH et les 4 ATP?
2 NADH : étape 6
2 ATP : étape 7
2 autres ATP : étape 10
Vrai ou faux
D’autres monosaccharides que le glucose (fructose, galactose, mannose) sont impliqués dans la glycolyse
Vrai
ils sont convertis en intermédiaires de la glycolyse, puis sont incorporés dans le cycle
Facteurs qui influencent la glycolyse
- Concentration de glucose (substrat)
- Concentration d’ATP : si déjà bcp ATP disponible, pas besoin de +, alors glycolyse qui produit 2 ATP est inhibée.
- Insuline : active la glycolyse pour encourager baisse de la glycémie
- Fructose-2,6-diphosphate encourage la glycolyse.
2 possibilités pour le pyruvate après la fin de la glycolyse
- pyruvate est métabolisé en lactate, milieu anaérobie
2. pyruvate est métabolisé en acétyl-coA, en milieu aérobie dans la mitochondrie
Néoglucogénèse
Synthèse endogène de glucose à partir de plusieurs molécules (glycérol, lactate. pyruvate et acides aminés)
Essentiellement les étapes de la glycolyse mais inversées, sauf pour les 3 étapes irréversibles de la glycolyse
Néoglucogénèse se fait principalement au foie, dans les reins, mais pas dans toutes les cellules comme la glycolyse.
Importance néoglycogénèse
En absence d’alimentation, le glycogène hépatique est épuisé en 18h. Néoglucogénèse est donc importante pour assurer maintien glycémie.
Synthèse de glucose à partir de molécules organiques (lactate ex = recyclage cycle de cori) ou de composés non-glucidiques (acides aminés)
Vrai ou faux
La néoglucogénèse est active avant la naissance. Pourquoi?
Faux, elle est inactive avant la naissance, car il manque une enzyme essentielle qui n’apparaît qu’après la naissance
Le nouveau-né est (plus/moins) à risque d’hypoglycémie car il a une (grosse/petite) réserve de glycogène, et qu’il peut y avoir des problèmes dans l’induction de la néoglucogénèse
plus
petite
Cycle de Cori
Récupération du lactate pour produire du glucose.
Muscles : Glucose –> Pyruvate + 2 ATP–>lactate
Lactate passe dans le sang vers le foie
Foie : Lactate –> pyruvate + 6 ATP –> glucose
cause déficit énergtique, car dépense 6 ATP et produit 2 ATP, donc juste utile pour synthèse glucose à court terme
Différence entre les 3 étapes irréversibles pour glycolyse et néoglucogénèse
Les 3 étapes irréversibles doivent être contournées dans la néoglucogénèse, et cela coûte 6 ATP en tout
Étape 10 (maintenant 1) : pyruvate –> phosphoénolpyruvate
pyruvate doit entrer dans la mitochondrie ou être synthétisée par alanine, car recquiert 2 enzymes mitochondriales
- pyruvate + ATP –> oxaloacétate
par pyruvate carboxylase, coût = 1 ATP
réaction activée par acétyl-coA - oxaloacétate + ATP –> phosphoénolpyruvate
par phosphoénolpyruvate carboxykinase, coût = 1 ATP (GTP)
Étape 3 (maintenant 7) : fructose-1,6-diphosphate –> fructose-6-phosphate
Catalysée par fructose-1,6-diphosphatase (enzyme)
inhibée par AMP et par insuline via (fructose-2,6-diphosphate)
point contrôle majeur vitesse néoglucogénèse
Étape 1 (maintenant 10) : glucose-6-phosphate–>glucose
Catalysée par la glucose-6-phosphatase SEULEMENT AU FOIE ET AUX REINS (autres cellules ne possèdent pas cette enzyme
Vrai ou faux
Glucose-6-phosphate peut passer à travers la membrane des cellules pour entrer dans la circulation
Faux
Il doit être déphosphorylé en glucose pour pourvoir entrer dans la circulation
Régulation de la néoglucogénèse
Se fait de concert avec la régulation de la glycolyse
Insuline : active glycolyse et inhibe néoglucogénèse
Glucagon : inhibe glycolyse et active néoglucogénèse
Rôle du fructose-2,6-diphosphate
Contrôle si une réaction déclenchée est de la glycolyse ou de la néoglucogénèse.
Fructose-2,6-diphosphate est synthétisé et dégradé par la même enzyme : PFK2
Synthèse et dégradation régulée par insuline et glucagon
Fonctionnement du fructose-2,6-diphosphate avec sérine et PFK2
Ex avec présence insuline
- En présence insuline, la sérine sur PFK2 n’est pas phosphorylée
- Ceci entraîne activation de l’enzyme PKK2, qui active la fructose-2,6-disphophate (glycolyse) et inhibe la fructose-2,6-diphosphatase (néoglucogénèse)
- Fructose-2,6-diphosphate active la PFK1 (étape 3 glycolyse) et inhibe la fructose-1,6-diphosphatase (étape 3 néoglucégénèse)
- PFK1 permet la synthèse de fructose-6-phosphate en fructose-1,6-diphosphate (étape 3 de la glycolyse)
ENCLENCHE LA GLYCOLYSE
Si en condition anaérobie ou en absence mitochondries, et que le pyruvate ne peut pas effectuer la néoglucogénolyse, que fait le pyruvate
Cycle de Krebs, forme le lactate en milieu anaérobie par la lactate déshydrogénase
Que permettent conditions anaérobiques avec le pyruvate?
Si le pyruvate ne peut pas faire le cycle de krebs, que fait-il?
De regénérer le NAD+ nécessaire pour étape 6 de la glycose (4 de néoglucogénèse)
Effectue fermenttaion lactique
Milieu anaérobique, pyruvate peut entraîner formation de lactate chez les humains, et d’éthanol chez les levures
Cela permet?
Re-formation de NAD+ transformé en NADH lors de la division du glucose en pyruvate
Milieu aérobie : pyruvate est synthétisé en ___ dans la ___ avec enzyme ___, et implique aussi formation d’une molécule de ____
Où entre la molécule formée?
acétyl-coA
mitochondrie
pyruvate déshydrogénase
NADH
Le acétyl-coA entre dans le cycle de krebs
Rôle cycle de krebs
Cycle de réactions qui permettent la production d’intermédiaires énergétiques nécessaires à la formation de ATP par la chaîne de transport d’électrons
Se fait en milieu aérobie dans la mitochondrie dans les cellules humaines, et dans le cytosol dans les bactéries
CYcle de Krebs dégrade molécule de ____ en 2 ___, 3 ___, 1 ___ et 1 ___
Acétyl-coA 2 CO2 3 NADH 1 FADH2 1 GTP
DÉgradation du glucose en milieu aérobie entraîne au total
GLycolyse : 1 glucose –> 2 pyruvate + 2 ATP + 2 NADH
pyruvate déhydrogénase : 2 pyruvate –> 2 acétyl-coA + 2 NADH
2 acétyl-coA –> 4 CO2, 6 NADH, 2 FADH2 et 2 GTP
Rendement total pour 1 molécule de glucose
au total : 38 ATP
(2+2+6) NADH = 30 ATP
(2 ATP + 2 GTP) = 4 ATP
(2 FADH2) = 4 ATP
Voies secondaires métaboliques des glucides : pentoses phosphates
Ex voie des pentoses phosphates
Entraîne la formation de NADPH (synthèse des acides gras) et de riboses (synthèse des acides nucléiques)
Vrai ou faux
Une cellule peut créer elle-même son énergie
Faux
Une cellule doit extraire son énergie de son environnement pour pouvoir l’utiliser, l’emmagasiner ou la transformer
Définition thermodynamique
Étude des échanges d’énergie à l’intérieur du corps. Les cellules utilisent pour leurs réactions énergie contenue dans les composés organiques
Réactions exergoniques vs endergoniques
Exergonique : dégage de l’énergie
A+B = C+D+énergie
Endergonique : utilise de l’énergie
A+B+énergie = C+D
Énergie de Gibbs ^G
si ^G < 0 : réaction exergonique spontanée
si ^G > 0 : réaction endergonique pas spontanée
si ^G = 0 : réaction en équilibre, elle est facilitée et se fait aussi vite dans les 2 sens
Notion énergie libre et équation
On peut calculer le ^G par calcul
par [C]^c * [D]^d / [A]^a * [B]^b
Vrai ou faux
POur une séquence de réactions, le ^G global correspond à la somme des ^G de chaque réaction
Vrai
Vrai ou faux
PLus le ^G est négatif, plus il y a une grande proportion de molécules B vs molécules A
k = [B] / [A]
Vrai
ex si ^G = -30 kj/mol, il y a 100 000 x plus de B que de A pour A–>B
Comment peut-on coupler des réactions pour qu’une réaction endergonique de fasse spontanément?
On couple une réaction endergonique avec une exergonique, qui fournit assez É à la endergonique pour qu’elle se fasse spontanément,
SI le ^G total du couplage est -, la réaction totale se fera spontanément, car assez énergie exergonique pour alimenter la endergonique
Composés riches en énergie : que font-ils?
source énergie chimique pour les réactions dans la cellule
peuvent garder leur énergie pour eux-mêmes ou transférer leur énergie aux autres molécules
ex : ATP ou créatine phosphate, ou acyl-coenzymes A
Rôles ATP
Synthèse protéines, hormones, cholestérol
TRansport actif
Contraction musculaire
Biosynthèse ATP
Ce qui contrôle dégradation ATP?
ATP synthétisé dans la mitochondrie
composé de adénine, ribose, 3 phosphates
se lie à du Mg2+ pour permettre sa dégradation par des enzymes, qui permettent sa libération d’énergie
Dégradation ATP controlée par pH du milieu et concentration de Mg2+ avec lequel il est lié
concentration intra-cellulaire de ATP, ADP et AMP?
environ 10 mmol/L, et varie très peu
Créatine
Hydrolyse ATP donne une forme phosphatée à la créatine (acide aminé) : créatine phosphate, quand il y a trop ATP disponible, et vice-versa quand il manque d,ATP
créatine phosphate = tampon pour ATP
O1 retrouve-t-on 95 % de la créatine et sous quelle forme?
dans les muscles
1/3 créatine libre, 2/3 créatine phosphate
Synthèse de la créatine
Dans le foie, les reins et le pancréas, avant d’être acheminé aux muscles
À partir d’acides aminés comme arginine, glycine et méthionine
Vrai ou faux
La synthèse endogène de cératine est stable et ne varie pas en fonction de la qté de créatine ingérée par alimentation (à partir de la viande)
Faux
Ex les végétariens ne manquent pas de créatine, même sans viande, car en synthétisent plus de façon endogène
Élimination de la créatine
Transformation en créatinine et élimination par les reins via l’urine
Autres composés riches en énergie
carbamyl phosphate
acyl-coenzymes A
phosphoénolpyruvate et 1,3-biphosphoglycérate : intermédiaires glycolyse
Énergie des liens riches
Énergie contenue dans les liens riches est utilisée par couplage de réactions avec des réactions endogènes à la base
ex : 1ere étape de la glycolyse
Glucose +ATP –> glucose-6-phosphate +ADP
couplage voie glucose et voie atp pour fournir énergie nécessaire
couplage facilité par hexokinase ou glucokinase
Réaction oxydoréduction
RÉaction d’échange d’électrons entre 2 composés
La réaction se fait dans 1 SEUL SENS
DÉfinition oxdation et réduction
oxydation : perte e-, perte H+, gain O2
réduction : gain e-, gain H+, perte O2
Potentiel standard d’oxydoréduction indique quoi
Eo indique dans quel sens se fera la réaction d’oxydoréduction
Vrai ou faux
Une redox implique aussi un changement d’énergie libre ^G
Vrai
Il est possible de calculer la relation entre le changement d’énergie libre et le changement de potentiel.
Vrai ou faux
Entre 2 couples de rédox, celui avec le plus gros Eo est réduit, et celui avec le plus petit Eo est oxydé
Vrai
Les électrons vont du Eo le plus faible vers le plus élevé
Transfert d’électrons entre le NADH + H+et le FADH2 est très/trop (endergonique/exergonique), ce qui nécessite chaîne électrons pour éviter ___ de la cellule, ce qui entraînerait trop grand (gain/perte) énergie sous forme de chaleur
exergonique
explosion
perte
Rôle de la chaîne de transport d’électrons mitochondriale
Transférer les électrons du NADH + H+ au FADH2 et vers l’oxygène de façon graduelle pour éviter les trop grandes pertes énergie dues à une réaction trop exergonique
4 cofacteurs des oxydoréductases : facilitent les rxn rédox
FAD, NAD, NADP, FNM
ils sont recyclés, et se lient aux oxydoréductases pour en permettre l’activité
Sources énergie organisme
- nutriments : glucides, lipides et protéines, donc énergie est récoltée par glycolyse, B-oxydation et protéolyse
- Cycle de Krebs : fournit grande partie de l’énergie sous forme molécules énergétiques réduites
- Chaîne de respiratinon mitochondriale : métabolisme énergétique permettant conversion des équivalents réducteurs en ATP
Énergie fournie par les glucides, les lipides et les protéines et acides aminés
38 ATP
129 ATP
les protéines sont dégradées en acides aminés, et ceux-ci sont incorporés dans le cycle de krebs pour produire énergie
Bilan énergétique pour le cycle de Krebs
12 ATP (parmi les 38 des glucides)
1 acetyl-coA –> 2 Co2, 3 NADH, 1 GTP et 1 FADH2
Vue générale chaîne repiratoire mitochondriale
Chaine de 4 complexes protéiques dans la membrane de la mitochondrie qui se chargent de récolter les intermédiaires réducteurs du cycle de dégradation des glucides, lipides et protéines, afin de transporter les e- du NADH et du FADH2 vers O2 moléculaire, en sortant des protons de la mitochondrie
Implique aussi intervention de l’ubiquinone et du cytochrome C
complexe 1, 3 et 4 sont transmembranaire, et complexe 2 est juste dans la membrane interne
Équivalents réducteurs permettent formation de ___ à la fin de la chaîne par re-entrée des ___ dans la mitochondrie via ___
ATP
H+
ATP synthase
Vrai ou faux
La membrane interne des mitochondries est perméable aux ions
Faux
Totalement imperbéable, nécessite transporteurs pour faire passer certains ions spécifiques à travers la membrane (H+)
Que permet la voie d’évitement du malate?
Entrée du NADH produit dans le cytosol lors de la glycolyse dans la mitochondrie pour participation à la chaîne respiratoire
Types de protéines qui forment les complexes protéiques de la voie respiratoire mitochondriale
flavoprotéines (enzymes à co-facteur FNM ou FAD)
protéines fer-souffre : possède atome de fer ferrique hémique (Fe3+) qui sera réduit en Fe2+ fer ferreux lors de la chaîne de respiration
cytochromes : protéine qui possède une prophyrine dans lequel on retrouve un atome de cuivre ou de fer
coenzyme Q/ubiquinone : constituant mobile, il se charge des électrons et fait le relai entre complexe 2 et 3
Complexe 1
NADH + H+ —> NAD+
plus gros complexe, contient au moins 1 flavoprotéine et 7 protéines fer-souffre
40+ protéines en tout
Complexe 2
succinate —> fumarate = production de FADH2
FADH2—> FAD
petit complexe, 4 protéines, au moins 1 flavoprotéine et 1 fer-souffre
Ubiquinone
tranfert des e- du complexe 1 et 2 vers l’ubiquinone, qui est réduite en ubiquinol (QH2)
Complexe 3
Accepte les e- de l’ubiquinol et transfert vers le cytochrome C
Complexe 4
TRansfert des électrons du cytochrome C vers le complexe 4 par migration, puis transfert pour formation d’une molécule H2O à partir de l’oxygène moléculaire
transfert des électrons en bloc de 4
Phosphirylation oxudative
AJout group phosphore sur molécule avec lien covalent
(synthese ATP) en couplant avec respiration cellulaire : chaîne de respiration mitochondriale (oxydation)
phosphorylation oxydative permise par gradient de p+ dans espace intermembranaire de la mitochondrie
théorie chimiosmotique de mitchell
Sortie des p+ dans espace intermembranaire de la mitochondrie entraîne…
gradient positif de H+ hors de la membrane interne
différence de potentiel membranaire des 2 côtés de la membrane interne
Structure ATP synthase
partie F0 : passage des H+ vers l’intérieur de la mitochondrie
partie F1 : partie phosphorylante qui ajoute un Pi sur l’ADP pour former ATP
parties a et b F0 = fixes et reliées aux s-u alpha et beta de F1
cylindre 12 s-u c F0 = mobile, relié au parties delta et gamma de F1 = ROTOR
H+ passent dans rotor, il tourne, entraîne changement de conformation des s-u alpha et beta de F1 pas association avec s-u delta (Y inversé) : phosphorylation de ADP–> ATP
Rendement phosphorylation oxydative (chaîne de respiration)
NADH + H+ = 3 ATP
FADH2 = 2 ATP, car entre plus tard dans la chaîne
Facteurs qui influencent vitesse de formation ATP
- qté ADP : plus il y a ADP dispo, plus la phosphorylation oxydative va vite
- qté de substrats (NADH, FADH2)
- qté de O2
- capacité des enzymes
Inhibiteurs du complexe 4 : poisons, car bloquent la formation ATP
cyanure et monoxyde de carbone
Rôle agents découplants
Permettent l’entrée des H+ dans la mitochondrie sans repasser par ATP synthase : affecte formation ATP mais pas la chaîne respiratoire
Thermogénèse
Agent découplant UCP1 permet le passage des protons dans la mitochondrie sans passer par l’ATP synthase, et consomme de l’oxygène sans produire de l’ATP
pour compenser, produit de la chaleur
dans les mitochondries de la graisse brune
Autres agents découplants dans la graisse blanche, le cerveau et les muscles
UCP2 et UCP3
