Métabolisme énergétique Flashcards
Qu’est-ce qu’une réaction exergonique? Endergonique?
Exergonique: dégage de l’énergie
Endergonique: nécessite de l’énergie
Qu’est-ce que l’énergie de Gibbs?
L’énergie libre des composés chimiques pouvant servir à un travail ou engndrer un réaction
Delta G négatif
Réaction exergonique et se produit spontanément
Delta G positif
Réaction endergonique et ne se produit pas spontanément
Delta G = 0
Réaction en équilibre, donc se fait aussi vite dans un sens que dans l’autre
Qu’est-ce que delta G0?
Delta G dans des conditions standards. Il peut être plus petit ou plus grand que Delta G
Qu’est-ce que la loi d’action de masse?
Si on augmente la concentration d’Un intervenant d’un côté de la réaction, on favorise le sens qui fera disparaître cet intervenant
Constante d’équilibre de la réaction A->B
Si deltaG=-30kJ/mol, on aura ____ fois ____ de B que de A
K=[B]/[A]
100 000 fois plus
Quel est le point commun des composés riches en énergie?
Ils contiennent au moins 1 lien covalent avec un surplus d’énergie
Principaux composés riches en énergie
ATP, dérivés du phosphate, créatine phosphate et acyls-coenzymes A
Énergie du pyrophasphate
Faible
Énergie du carbamyl phosphate
Haute
Énergie du 1,3-bisphosphoglycérate/3-phosphoglycérate
Haute
Composition de l’ATP
Base azotée (adénine), sucre (ribose) et phosphates
Rôles de l’ATP
Synthèse des protéines, hormones et cholestérol
Contraction musculaire
Transport actif à travers les membranes
Où se fait la biosynthèse d’ATP
Dans la mitochondrie, par la chaine respiratoire mitochondriale
À quoi l’ATP s’associe-elle? Pourquoi?
L’ATP s’associe aux ions magnésium pour son hydrolyse par les enzymes
Avec quoi l’énergie libérée par l’hydrolyse de l’ATP varie?
pH du milieu et concentration en ions Mg2+
Somme des concentration intracellulaire en ATP, ADP et AMP
2 à 10 mmol/L
Constante
Pour passer de l’ADP à l’ATP, y-a-t-il réduction ou oxydation?
Oxydation
Comment est créée la créatine phosphate?
Par phosphorylation par ATP
Rôle de la créatine phosphate
Mise en réserve par la cellule. Réserver immédiatement utilisable par la cellule sans autre réactions du métabolisme
Est-ce que le passage de créatine à créatine phosphate demande ou crée de l’énergie?
Demande
Quand y-a-t-il formation de créatine phosphate?
Quand l’organisme a des surplus d’énergie. L’inverse est aussi vrai.
Où se retrouve principalement la créatine?
Muscle (95%)
Formes et répartition de la créatine
1/3 sous forme libre et 2/3 phosphorylés en créatine phosphate
Où est synthétisée la créatine? À partir de quoi?
Foie, pancréas et reins
Arginine, glycine et méthionine notamment
Apport de créatine
Apport en synthèse: 1g/jour
Diète: 1g/jour déjà synthétisée
La synthèse endogène s’ajuste à l’apport
Les végétariens font de la synthèse endogène
En quoi est transformée la créatine pour être éliminée?
Créatinine (2g/j) éliminée dans le rein par urine
Que permet le couplage des réactions?
Réaliser des réactions qui ont des deltaG positifs
Par quoi est facilité le couplage des réactions
Glucokinase ou hexokinase
Qu’est-ce que l’oxydation
Perte d’électron
Perte d’hydrogène
Gain d’oxygène
Qu’est-ce que la réduction?
Gain d’électrons
Gain d’hydrogène
Perte d’oxygène
Qui est le réducteur et l’oxydant
Réducteur: donneur d’électrons
Oxydant: accepteur d’électrons
Par quoi est caractérisée l’oxydoréduction?
Par un potentiel standard d’oxydoréduction
Par rapport à quoi est mesurée E0 (potentiel standard d’oxydoréduction)?
2H+->H2 à 0V, 25 degrés Celsius et pH=0
Le potentiel est E’0 pour pH=7
En présence de 2 couples d’oxydoréduction, qui sera réduit et qui sera oxydé?
Celui qui a le E’0 plus élevé sera réduit et l’autre sera oxydé
Le transfert des électrons du NADH + H+ et du FADH2 vers oxygène est…
favorable (exergonique)
Pourquoi est-ce que le transfert d’électrons entre NADH+H+ et l’oxygène ne se fait pas directement?
La variation d’énergie entre les 2 est trop importante et la réaction serait explosive. Ça entraînerait une trop grand perte d’énergie sous forme de chaleur. On a donc la chaîne respiratoire mitochondriale
Qu’est-ce qu’une oxydase
Catalysent l’enlèvement d’atomes d’hydrogène d’un substrat en utilisant l’oxygène comme accepteur
Qu’est-ce qu’une déshydrogénase?
Catalysent le transfert d’atomes d’oxygène ou d’hydrogène entre 2 substrats
Bilan énergétique pour 1 mole de glucose
2 moles ATP
2 moles de NADH+H+
2 moles pyruvate (donne 2 moles acétyl-CoA et 2 NADH+H+)
Bilan (avec chaîne respiratoire): 38 moles ATP
Bilan énergétique pour 1 moles de lipide (palmitrate, acide gras saturé, 16 carbones)
2 moles ATP
7 moles NADH+H+
7 moles FADH2
8 moles acétyl-CoA
Bilan (avec chaîne respiratoire): 129 moles
Les acides aminées peuvent être utilisés dans quel cycle?
Cycle de Krebs
Bilan du cycle de Krebs pour 1 mole d’acétyl-CoA
1 mole ATP
3 moles NADH + H+
1 mole FADH2
Bilan (avec chaîne respiratoire): 12 moles ATP
Complexes de la chaîne respiratoire
3 complexe multiprotéiques transmembranaires fixes (I III et IV)
1 complexe membranaire qui ne traverse pas la membrane (complexe II)
Transporteurs d’électrons mobiles de la chaîne d’électron
Ubiquinone et cytochrome C
Que fait la chaîne respiratoire?
Elle recueille et oxyde les équivalents réducteurs formés durant le métabolisme des glucides, lipides et protéines
Elle transporte les H+ des NADH et FADH2 vers l’oxygène moléculaire en pompant les protons vers l’espace intermembranaire
Qu’est-ce que la voie d’évitement du malate
C’est la voie qui permet l’entrée du NADH cytosolique (donc produit durant la glycolyse) dans la mitochondrie
Sites réactifs des complexes de la chaîne respiratoire qui peuvent accepter les équivalents
Protéine fer-souffre et cytochrome
Qu’est-ce que la protéine fer-souffre?
Protéine qui possède un atome de Fe3+ qui est réduit en Fe2+ au cours du transport d’équivalent réducteurs dans la chaîne
Qu’est-ce que le cytochrome?
Protéine possédant une porphyrine (noyau tétrapyrrole) dans lequel on retoruve généralement un atome de fer, mais parfois un atome de cuivre
Synonyme de l’ubiquinone
Coenzyme Q
Complexe 1 de la chaîne respiratoire
NADH-Coenzyme Q réductase
Protéines du complexe I
Plus de 40
Au moins 1 flavoprotéine et 7 protéine fer-souffre
Que fait le complexe I
Il oxyde NADH + H+ et transfert les électrons vers l’ubiquinone
Complexe II de la chaîne respiratoire
Succinate-coenzyme Q réductase
Autre rôle du complexe II de la chaîne respiratoire
Cycle de Krebs, succinate déshydrogénase
Protéines du complexe II
Au moins 4 protéines
2 types de groupement prosthétique (FAD et fer-souffre)
Rôles du complexe II dans la chaîne de respiration
Oxydation du succinate en fumarate (produisant FADH2) et réoxyde ensuite FADH2 en FAD
Les électrons sont transférés vers l’ubiquinone
Complexe III
Cytochrome c réductase
Protéines du complexe III
Complexe dimérique
Chaque monomère a au moins 11 polypeptides
Contient 3 groupements hème et 1 centre fer-souffre par monomère
Rôle du complexe III
Il accepte les électrons de l’ubiquinol (ubiquinone réduite par complexes I et II) et les tranfert au cytochrome C
Complexe IV
Cytochrome c oxydase
Protéines du complexe IV
Complexe dimérique
chaque monomère possède 13 polypeptides
Contient 2 cytochromes et 2 atomes de cuivre
Rôle du complexe IV
Il accepte les électrons du cytochrome c et les transfert à l’oxygène moléculaire en bloc de 4
Qu’est-ce que la théorie chimiosmotique de Mitchell
L’énergie nécessaire à la synthèse d’ATP par phosphorylation oxydative proviendrait d’un gradient de proton entre l’espace intermembranaire et la matrice mitochondriale
Qu’est-ce que l’accumulation de protons dans l’espace intermembranaire entraîne?
- Un gradient de pH entre l’espace intermembranaire et la matrice
- Une différence de potentiel membranaire
Parties de l’ATP synthase
F0: canal transmembranaire transporteur de H+
- sous-unités a et b: fixe à la membrane et liés à alpha et bêta de F1
- 12 sous-unité c: mobiles, liés aux sous-unités epsilon (ε) et gamma (γ)
F1: sous-unité phosphorylante
- sous-unités alpha et bêta: les bêta changent de conformation au fur et à mesure que la sous-unité gamma s’associe à elles
Combien y-a-t-il de sites de liaisons pour les nucléotides à l’interface des sous-unités alpha et bêta?
3
Facteurs influençant la vitesse de la respiration cellulaire
- disponibilité en ADP
- disponibilité des substrats
- capacité des enzymes
- disponibilité de l’oxygène
Inhibiteurs du complexe IV
Cyanure et monoxyde de carbone
Agents découplants de la chaîne respiratoire
Dinitrophénol
Permet au protons de revenir dans la matrice mitochondriale sans passer l’ATP synthase
Inhibiteur de l’ATP synthase
Oligomycine
Particularités des graisses brunes
Elles ont beaucoup de mitochondries et permettent la production de chaleur pour maintenir la température corporelle pendant les périodes de froid
Elles ont une protéine découplante (UCP1) activée par le froid. Elle rend la membrane perméable aux protons. Il y a consommation d’oxygène sans synthèse d’ATP
Pour parer au gaspillage de réducteurs, le métabolisme est activé, ce qui dégage de la chaleur
