Métabolisme énergétique Flashcards
Qu’est-ce que la glycolyse ?
- C’est un processus de dégradation du glucose en pyruvate.
- (1 hexose (6C) → 2 pyruvates (3C)).
Quels sont les caractéristiques de la glycolyse ?
- Elle est constituée d’une séquence de 10 réactions enzymatiques et produit de l’ATP et du NADH, H+ de façon modeste.
- Cette voie métabolique est anaérobie et cytosolique. Toutes les cellules font la glycolyse.
Quels sont les devenirs de la glycolyse ?
- En aérobiose : prélude à la dégradation complète du glucose en CO2 + H2O qui rejoindra le cycle de Krebs puis la chaine respiratoire mitochondriale.
- En anaérobiose : le pyruvate se transforme en lactate.
Comment se décompose les étapes de la glycolyse ?
2 phases de 5 étapes chacune :
- Phase de préparation : consommation de 2 ATP.
- Phase de restitution : oxydation et formation de 4 ATP.
Quelle est la première étape de la glycolyse ?
Phosphorylation du glucose
Quelles sont les caractéristiques de la première étape de la glycolyse ?
- réaction irréversible et fortement exergonique ( -1 ATP )
- enzyme : hexokinase
- importance : engagement ds le métabolisme, G6P chargé ne peut ressortir de la cell.
Quelle est la 2ème étape de la glycolyse ?
Isomérisation d’un aldose en cétose.
Quelles sont les caractéristiques de la 2ème étape de la glycolyse ?
- réaction réversible
- enzyme : phosphoexoisomérase.
Quelle est la 3ème étape de la glycolyse ?
Phosphorylation du fructose 6P.
Quelles sont les caractéristiques de la 3ème étape de la glycolyse ?
- Réaction irréversible, fortement exergonique (- 1 ATP).
- Enzyme : Phosphofructokinase (PFK1), enzyme clé → vitesse lente, étape limitante de la voie métabolique.
- Réaction étroitement régulée car elle dépend du niveau énergétique de la cellule.
Quelle est la 4ème étape de la glycolyse ?
Clivage du fructose 1,6bP.
Quelles sont les caractéristiques de la 4ème de la glycolyse ?
● Réaction réversible.
● Enzyme : aldolase.
- Formation de glycéraldéhyde 3 P et de Dihydroxyacétone P → On passe donc d’une molécule en C6 à 2 molécule en C3.
- Seul le glycéraldéhyde 3P peut servir à la suite de la glycolyse, le Dihydroxyacétone P ne peut pas être utilisé directement dans la phase de restitution.
Quelle est la 5ème étape de la glycolyse ?
Interconversion des trioses phosphates.
Quelles sont les caractéristiques de la 5ème étape de la glycolyse ?
● Réaction réversible
● Enzyme : triose phosphate isomérase.
● Seul le glycéraldéhyde 3 P est utilisé dans la suite donc à cette étape, on déplace rapidement l’équilibre.
Quelles est la 6ème étape de la glycolyse ?
Oxydation du glycéraldéhyde 3P.
Quelle sont les caractéristiques de la 6ème ?
● Réaction réversible.
● Enzyme : glycéraldéhyde 3P déshydrogénase.
● C’est une oxydation (déshydrogénation). Elle transforme une fonction aldéhyde en fonction acyl phosphate à forte énergie libre (anhydride d’acide).
● Elle est couplée à la réduction du NAD+ en NADH,H+. (Du NAD+ doit donc être présent dans le cytosol pour que cette réaction puisse se faire).
Quelle est la 7ème étape de la glycolyse ?
Transfert d’un phosphate vers un ADP
Quelles sont les caractéristiques de la 7ème étapes de la glycolyse ?
● Réaction réversible.
● Enzyme : phosphoglycérate kinase.
● Il s’agit d’un transfert de phosphate d’un acyl-phosphate à un ADP. Conservation d’énergie (+2 ATP à partir d’1 glucose).
Quelle est la 8ème étape de la glycolyse ?
Isomérisation du 3P glycérate
Quelle sont les caractéristiques de la 8ème étape de la glycolyse ?
● Réaction réversible, faiblement endergonique.
● Enzyme : phosphoglycérate mutase.
● Il s’agit du déplacement d’un phosphate.
Quelle est la 9ème étape de la glycolyse ?
Déshydratation du phosphoglycérate
Quelles sont les caractéristiques de la 9ème de la glycolyse ?
● Réaction réversible, faiblement endergonique.
● Enzyme : énolase (les ions fluorures l’inhibent : dosage de la glycémie).
● C’est une déshydratation. Elle est associée à une redistribution interne de l’énergie : formation d’une liaison riche énolphosphate.
(deltaG0’ = - 61.9kJ/mol au lieu de -17.6 kJ/mol pour une liaison ester ordinaire).
Quelle est la 10ème étape de la glycolyse ?
Transfert d’un phosphate vers un ADP
Quelles sont les caractéristiques de la 10ème étape ?
● Réaction irréversible
● Enzyme : pyruvate kinase
● Il s’agit du transfert d’un phosphate vers un ADP. Le dernier intermédiaire de la glycolyse n’est plus phosphorylé. (+ 2 ATP à partir d’1 glucose).
Quelles sont les étapes de la glycolyse qui sont irréversible ?
- 10 - 3 - 1 -
Quel est la bilan énergétique de la glycolyse ?
- conso de 2 ATP
- prod de 4 ATP
- formation de 2 NADH, H+
- en anaérobiose : 2 ATP
Quels est le devenir du pyruvate en anaérobiose ?
- Réduction du pyruvate en lactate par la lactate déshydrogénase dans le cytosol en anaérobiose et production de NAD+ à partir de NADH, H+
- Réaction réversible : le NADH, H+ produit lors de l’étape 6 de la glycolyse est ainsi réoxydé en NAD+, ce qui permet aux cell de continuer à utiliser la glycolyse pour produire de l’énergie sous forme d’ATP.
Quel est le devenir du pyruvate en aérobiose ?
Dans une cellule de mammifère en condition normales d’aérobiose, le pyruvate est transformé dans la mitochondrie en acétyl-CoA, puis dégradé dans le cycle de Krebs.
Quelle sont les caractéristiques de l’étape d’entrée du pyruvate dans le cycle de Krebs ?
- Entrée du pyruvate dans la mitochondrie grâce à un transporteur spécifique : la pyruvate translocase située dans la membrane interne de la mitochondrie (symport avec les
protons H+). - Décarboxylation oxydative du pyruvate en acétyl-CoA dans la matrice mitochondriale.
Qu’est-ce que le cycle de Krebs et quel sont objectif ?
- Le cycle de Krebs est un carrefour métabolique.
- Le but est d’oxyder l’acétyl-CoA en CO2 + H2O en présence d’oxygène.
→ Il faut donc que l’acetyl-CoA puisse passer les membranes externe et interne de la mitochondrie.
A quoi est couplé le cycle de Krebs ?
Elle est couplée à la formation de coenzymes réduits (3 NADH,H+ et 1 FADH2) permettant la synthèse d’ATP:
→ Le NADH,H+ est tres mobil, il peut se blader dans la mitochondrie
→ Le FADH2 est fixé à la membrane (c’est le complexe II de la chaine respiratoire) et est couplé à une flavoprotéine.
Combien il y a-t-il d’étape au cycle de Krebs ?
8 étapes:
o condensation de l’acétate avec un composé à 4 carbones: l’oxaloacétate 1
o 2 décarboxylations (3 et 4)
o 4 oxydations (3, 4, 6 et 8)
o 1 phosphorylation de GDP (5)
Quelle est la première étape du cycle de Krebs ?
Formation de citrate
Quelles sont les caractéristiques de la première étape du cycle de Krebs ?
● Réaction irréversible, fortement exergonique (hydrolyse de la liaison thioesther). Condensation.
● Enzyme : citrate synthase, régulé
Quelle est la 2ème étape du cycle de Krebs ?
Formation d’isocitrate
Quelles sont les caractéristiques de la 2ème étapes du cycle de Krebs ?
● Isomérisation réversible. Déshydratation puis réhydratation → Ce fait donc en 2 étapes.
● Enzyme : aconitase.
● Permet la transformation d’un alcool tertiaire en alcool secondaire.
Quelle est la 3ème étape du cycle de Krebs ?
décarboxylation oxydative de l’isocitrate
Quelles sont les caractéristiques de la 3ème étape du cycle de Krebs ?
- Réaction irréversible, fortement exergonique
● Enzyme : l’isocitrate déshydrogénase catalyse les 2 réactions, elle est régulée.
● Formation de NADH,H+ suite à la déshydrogénation en oxalosuccinate instable puis β décarboxylation en α-cétoglutarate.
→ Ce NADH,H+, contrairement à celui formé lors de la glycolyse, va pouvoir fournir le chaine respiratoire
Quelle est la 4ème étape du cycle de Krebs ?
Alpha décarboxylation oxydative de l’ alpha −cétoglutarate
Quelle sont les caractéristiques de la 4ème étape du cycle de Krebs ?
● Formation :
- D’une liaison thioester riche en énergie
- D’un NADH, H+
* Réaction irréversible, fortement exergonique.
* Enzyme :α-cétoglutarate déshydrogénase complexe multienzymatique semblable (E’1, E’2, E3 + 5 coenzymes) à la pyruvate déshydrogénase, régulée.
Quelle est la 5ème étape du cycle de Krebs ?
Conversion du succinyl-CoA en succinate.
Quelles sont les caractéristiques de la 5ème étape du cycle de Krebs ?
● Réaction réversible
● Enzyme : succinyl thiokinase
● Phosphorylation du GDP.
● Transformation d’une liaison thioester (CoASH) en anhydride phosphorique (GTP à partir de GDP) transformable en ATP.
● Transformation du GTP en ATP par une nucléoside diphosphate kinase (ou NDK).
Quelle est la 6ème étape du cycle de Krebs ?
Oxydation du succinate en fumarate
Quelles sont les caractéristiques de la 6ème étape du cycle de Krebs ?
● Réaction réversible
● Enzyme : succinate déshydrogénase inhibé compétitivement par le malonate, analogue du substrat
● La succinate déshydrogénase est une flavoprotéine liée à la membrane interne de la mitochondrie (Complexe II de la chaine
respiratoire)
● Formation d’un FADH2 lié à l’enzyme donc formation de 2 ATP dans la CRM.
Quelle est la 7ème étape du cycle de Krebs ?
Hydratation du fumarate
Quelles sont les caractéristiques de la 7ème étape du cycle de Krebs ?
● Réaction réversible, stéréospécifique
● Enzyme : fumarase
Quelle est la 8ème étape du cycle de Krebs ?
Oxydation du malate
Quelles sont les caractéristiques de la 8ème étape du cycle de Krebs ?
● Réaction réversible
● Enzyme : L-malate déshydrogénase
● Formation d’un NADH,H+, donc de 3 ATP dans la CRM.
Quels sont les éléments qui régulent la vitesse d’oxydation du cycle de Krebs ?
o de la concentration en acétyl- CoA (glycolyse et β oxydation des acides gras).
o de l’accumulation des produits énergétiques : NADH (fonctionnement de la chaîne respiratoire) et ATP
(niveau énergétique de la cellule).
Comment s’explique la complexité du cycle de Krebs ?
o La conservation efficace de l’énergie
o Le cycle de Krebs sert d’interface entre catabolisme et anabolisme : Certains intermédiaires servent à la synthèse d’autres composés (acides aminés, nucléotides, hème) ou sont des produits de dégradation (acides aminés, acides nucléiques)
