Module 10- Chaine de transport Flashcards
Caractéristiques de la mitochondrie
- centrale énergétique de la cellule
- siège du métabolisme oxydatif
Pourquoi la mitochondrie est considérée la centrale énergétique de la cellule?
Principal site de production d’ATP
Pourquoi la mitochondrie est le siège du métabolisme oxydatif?
contient la plupart des enzymes assurant le processus oxydatif
Où se situe les protéines de la chaine de transport d’électrons?
Dans la membrane interne de la mitochondrie
Qu’est-ce qu’un centre redox? Où on peut en trouver un?
Centre d’oxydoréduction situés dans chaque complexes de la chaine de transport
Constituants principaux des centres redox
NADH
FAD
FMN
CoQ (ubiquinone)
centres fer-soufre
hèmes
Qu’est-ce qu’un cytochrome
protéines constituées d’un hème complexé à un atome de fer
Qu’est-ce qui confère au cytochrome ses propriétés oxydoréductrice?
Hème
Portes d’entrée des électrons dans la chaine de transport
Complexe I (entrée de NADH) = catalyse oxydation de NADH par la CoQ
Complexe II (entrée de FADH2) = succinate déshydrogénase transfère ses é = FADH2 qui les transfère à la CoQ
complexe III = oxydation CoQ par cytochrome c
complexe IV = oxydation cytochrome c (réduit) par O2 (accepteur finale é)
La logique de la distribution des centres rédox
les centres sont organisés selon un potentiel croissant pour faciliter le transfert des électrons
centre avec une faible affinité pour les électrons vers une plus grande affinité
Comment se déplace les électrons dans la chaine?
entre les différents centres redox de chaque complexe par la CoQ et le cytochrome C
CoQ: complexe I au III
Cytochrome c: complexe III vers IV
Pourquoi les électrons ne se déplacent pas dans le vide dans la chaine de transport?
plus l’espace entre les complexes est élevé, plus la vitesse de transfert diminue.
Les protéines permet d’augmenter la vitesse et donc diminuer le temps de déplacement (1 ms au lieu de 1 jour!!)
Comment se déplacent les protons dans la chaîne?
le passage des électrons dans la chaine entraine le pompage des protons de l’intérieur de la mitochondrie (matrice) vers l’espace intermembranaire
De quelle manière est en partie conservé l’énergie des oxydoréductions ?
sous forme d’un gradient de protons
transfert d’électrons du NADH à O2 = ++ exergonique
majeure partie de cette É est utilisée pour transférer des p+ à l’extérieur de la matrice = formation d’un gradient de protons
à quoi sert le gradient de protons
son énergie est récupérée par le complexe V (ATP synthase)
= synthétise l’APT par phosphorylation oxydative
Quelles sont les composantes de la force proton-motrice?
énergie potentielle chimique (gradient de [H+]) = concentré à l’ext. de la matrice
énergie potentielle électrique (différence de charge)
= + à l’ext. de la matrice
- à l’intérieur de la matrice
Le nombre de protons transférés par chaque complexe
I : 4 H+
II : 0
III : 4 H+
IV : 2 H+
Où se situe la phosphorylation oxydative
Elle se fait par le complexe V soit ATP synthase qui se trouve dans la membrane interne de la mitochondrie
Structure de l’ATP synthase
Plusieurs sous-unités organisées en 2 domaines:
F0 et F1
Domaine F0
traverse la mbr interne (canal)
permet au H+ de retourner dans la matrice
flux de H+ dans F0 = rotation F0 et tige centrale = moteur pour production ATP dans F1
Domaine F1
fixe (liaison à la colonne extérieure l’empêche de tourner)
catalyse synthèse de ATP
plonge dans la matrice
Modification de la conformation des sous-unités β
les sous-unités β de F1 fixe ADP et transforme en ATP
Lors de la rotation de la tige centrale = modification de la conformation β = permet au sous unité d’exécuter les 3 étapes de la synthèse ATP
Fonctionnement de l’ATP synthase
Les protons de l’espace intermembranaire entre dans l’ATP synthase par le canal du domaine F0, le fait tourner.
Cette rotation entraîne la rotation de la tige centrale = changement configuration sous-unités B. 3 rôles :
1) Fixation d’ADP et Pi
2) Synthèse d’ATP
3) libération d’ATP
Nombre de protons nécessaires pour former un ATP
4 H+
3 pour fonctionner ATP synthase
1 pour le transport de Pi
Transporteurs assurant l’échange de métabolites entre le cytosol et la mitochondrie
incapacité de certaines molécules à traverser les membranes= besoins de processus de transport :
Translocase ATP/ADP
Transporteur de phosphate
Navette malate- aspartate
Navette du glycérol-3-phosphate
Rôle translocase ATP/ADP
antiport
échange ATP mitochondrie contre ADP cytosol
**ATP entre dans la matrice seulement si ADP en sort
Rôle transporteur de phosphate
symport (simultané)
Pi (H2PO4-) et H+ du cytosol vers la matrice
Navette malate-aspartate
NADH du cytosol (glycolyse) est transféré à la mitochondrie
32 ATP dans ce cas
Navette du glycérol-3-phosphate
transfère les électrons du NADH du cytosol au FAD (devient FADH2)
**FAD est déjà dans la mitochondrie
Perméabilité des différentes membranes
Externe : possède des porines qui laissent passer des petites molécule
Interne: laisse seulement passer O2 et CO2
Imperméabilité de la mbr. interne permet quoi?
établir des gradients de concentration
origine de la compartimentation
Couplage de la chaîne de transport des électrons et de l’ATP synthase
Gradient de H+ essentiel au complexe V
si transfert des é à O2 est inhibé = arrêt synthèse ATP
Inhibition synthèse ATP (complexe V) = bloque chaine de transport
Comment l’inhibition de la synthèse d’ATP bloque la chaîne de transport des électrons?
si ATP synthase est bloquée = plus de route possible pour ramener des p+ dans la matrice
il y aura une accumulation du gradient de p+ (force p+-motrice augmente) et fini par être trop élevée ce qui fait arrêter le flux d’électrons
Rôle du découplage de la chaîne de transport et la synthèse ATP dans la production de chaleur chez les mammifères
noradrénaline ds tissu adipeux brun = cascade de signalisation = activation de THERMOGÉNINE
= permet le retour des p+ dans la mitochondrie
= É du gradient de p+ est dissipé en chaleur
Le bilan énergétique de l’oxydation complète du glucose en aérobiose
30 ou 32 ATP
Pourquoi le bilan énergétique permet 2 valeurs différentes de mol d’ATP?
si le complexe I est contourné, moins de p+ sont pompés dans l’espace intermembranaire = moins ATP formé
ce cas est la navette du glycérol-3-phosphate (transport NADH cytosol et forme FADH2 ensuite vers QH2)
Régulation glycolyse
contrôlée par phosphofructokinase (PFK)
sensible ATP/ADP (faible ratio stimule glycolyse)
**insensible à NADH/NAD+ donc possible quand élevé = O2 indisponible
Régulation cycle de Krebs
rapport NADH/NAD+ ET
ATP/ADP
= bas = ++ cycle de Krebs
régulation acétyl-CoA
formé à partir du pyruvate par la PDH
Acétyl-CoA/CoASH
NADH/NAD+
ATP/ADP
= bas = +++ formation acétyl-CoA
Régulation chaine transport et phosphorylation oxydative
NADH/NAD+
ATP/ADP
