Module 11 Flashcards
Quelles sont les étapes du cycle de l’azote?
En quoi consiste-t-elle?
Quels organismes sont responsables?
• La fixation de l’azote par le complexe de la nitrogénase o Conversion du N2 en NH3 o Quelques microorganismes • La nitrification o Conversion du NH3 en NO3 - o Microorganismes • L’ammonification o Conversion du NO3 - en NH3 o Microorganismes et plantes • L’assimilation o Conversion du NH3 en molécules biologiques azotées o Microorganismes et plantes • La décomposition o Conversion des biomolécules azotées en NH3 o Microorganismes • La dénitrification o Conversion du NO3 - en N2 o Microorganismes
Comment sont appelées les bactéries qui fixent l’azote?
diazotrophe
Vrai ou faux
seulement une petite partiede l’ammoniaque produit par la fixation de l’azote est oxydé en nitrate
Faux, Presque tout
Comment est appelé le processus ou l’ammoniaque est transformé en nitrate
Nitrification
Quelles sont les 2 formes principales de l’azote dans la nature?
Azote gazeux (N2) et nitrate (NO3-)
Qu’est ce que l’ammonification?
Réduire efficacement le nitrate en nitrite puis en ammoniaque
Qu’est ce que l’assimilation?
l’incorporation d’ammoniaque sous forme d’acides aminés par les plantes et bactéries
Sous quelle forme retrouve-t–on l’ammoniaque à pH physiologique?
ion ammonium (NH4+)
Qu’est ce que la dénitrification?
Processus par lequel le nitrate est transformé en N2
Que serait le facteur limitant de la productivité biologique des océans?
Ce facteur limite-t-il autre chose?
La disponibilité de l’azote fixé sous forme de nitrate, nitrite ou d’ion ammonium
Oui, la croissance des végétaux terrestre
Vrai ou faux
Un grand nombre d’espèces bactérienne et d’archaebactéries sont capable de fixer l’azote
Faux, très limité
Donne 3 exemple de bactéries fixant l’azote
cyanobactérie, archaebacterie méthanogène et bactérie symbiotique comme Rhizobium
Autre que les bactéries, par quoi est générer l’azote?
éclairs, radiations UV et les procédés industriels
Vrai ou faux
La réduction de l’azote en ammoniaque est un processus exergonique
vrai
Vrai ou faux
La fixation de l’azote requiert une énergie d’activation extrêmement grande
Vrai
Comment est appeler le complexe protéique chargé de fixer l’azote?
Pourquoi ce complexe existe?
Complexe de la nitrogénase
Parce que la fixation de l’azote doit avoir lieu à des température et pressions compatible avec la vie. Il faut donc trouver une autre façon de franchir la barrière d’activation
De quoi est doté le complexe de la nitrogénase?
De plusieurs centre redox
Chez quels organismes le comlpexe de la nitrogénase est-il très conservé?
Organismes diazotrophe
Combien de moles d’ATP sont hydrolysées pour chaque électron transféré?
2
Combien d’ATP et d’électrons demande la fixation d’une molécule de N2?
16 ATP et 8 électrons
Donne l’équation de la fixation de l’azote
N2 + 8 e– + 8 H+ + 16 ATP + 16 H2O → 2 NH3 + H2 + 16 ADP + 16 Pi
Vrai ou faux
L’hydroolyse de l’ATP est nécessaire pour rendre la fixation de l’azote thermodynamiquement favorbale
Faux
Que favorise l’ATP au sein du complexe nitrogénase?
Les changements conformationnels nécessaires à un transfert efficace des électrons
En présence de quel composé le complexe nitrogénase devient extrêmement instable?
Oxygène
Quelles sont les solutions développées par les microorganismes pour contrer le problème de l’oxygène?
• Fixer l’azote en anaérobie. Certains diazotrophes ne vivent qu’en absence d’O2 ou répriment
la synthèse de la nitrogénase quand l’O2 est présent.
• Découplage partiel du transport d’e- de la synthèse d’ATP. D’autres comme Azotobacter
vinelandii découplent partiellement le transfert d’électrons de la synthèse d’ATP (Module 6)
ce qui permet de brûler l’O2 dès qu’il pénètre dans la cellule. De fait, lorsque ces bactéries
fixent l’azote in vitro, on observe une augmentation significative de la température du milieu
de culture; témoignage de l’effort de ces bactéries pour brûler l’O2. Rappelez-vous, l’énergie
qui n’est pas récupérée par la cellule est dissipée sous forme de chaleur.
• Spécialisation des cellules. Chez les cyanobactéries, qui sont des organismes filamenteux, la
fixation de N2 a lieu dans un nombre restreint de cellules spécialisées (différentiées), les
hétérocystes, qui limitent la diffusion de l’O2. Les hétérocystes sont connectées aux cellules
non différentiées par des pores
• Présence de leghémoglobine. Pour résoudre le problème relié à la toxicité de l’O2, les bactéries
des nodules racinaires sont immergées dans une solution contenant des quantités énormes de
leghémoglobine, une protéine hémique produite par la plante, capable de fixer réversiblement
l’O2. La leghémoglobine fixe tout l’O2 qui entre dans le nodule de sorte qu’il ne peut interférer
avec la fixation d’azote, et le redonne directement à la cytochrome oxydase de la chaîne
respiratoire de la bactérie. La leghémoglobine appartient à la même famille que l’hémoglobine
humaine, dont la fonction est d’approvisionner les tissus en O2. La couleur rouge des nodules
(figure 11.4) est attribuable à la leghémoglobine tout comme la couleur rouge du sang est
imputable à l’hémoglobine
Quels sont les avantages pour les bactéries de fixer l’azote dans les nodules racinaires des plantes?
Protection contre l’O2 et réservoir d’énergie sous forme de glucides et d’intermédiaires du cycle de krebs
Quel est l’avantage pour la plantes d’être en symbiose avec une bactérie fixatrice d’azote?
Un approvisionnement constant en azote assimilable
Quels acides aminés constituent le point d’entrée principal de l’azote réduit dans les biomolécules?
Glutamate et glutamine
Que fournissent le glutamate et la glutamine pour la synthèse d’autres acides aminés?
le glutamate fournit le groupement α-amine de la plupart des acides aminés, via
des réactions de transamination. La glutamine fournit l’atome d’azote, par l’intermédiaire son
groupement amide
Vrai ou faux
Le glutamate et la glutamine sont présents à une concentration supérieure aux autres dans la majorité des cellules et des fluides extra cellulaire
vrai
Quels sont les 2 réactions nécessaire pour l’assimilation de l’ammoniaque en glutamate?
a glutamine synthétase catalyse la condensation du glutamate et de l’ammoniaque pour former la
glutamine. Cette enzyme est retrouvée chez tous les organismes. Par la suite, le glutamate est
produit à partir de la glutamine dans une réaction catalysée par la glutamate synthase. Lors de la
réaction, l’-cétoglutarate, un produit du cycle de Krebs, accepte le groupement amine de la
glutamine pour former 2 molécules de glutamate
Comment font les animaux pour maintenir des taux élevés de glutamate?
Ils utilisent la transamiination de l’a-cétoglutarate lors du catabolisme des acides aminés
D’ou provient l’azote chez les animaux?
Des protéines qu’ils ingèrent
Vrai ou faux
Les animaux peuvent assimiler directement l’ammoniaque
Faux
Ou a lieu la dégradation des protéines ingérées chez les animaux?
Le tractus gastro-intestinal
Comment se fait la dégradation des protéines ingérées dans l’estomac chez les animaux?
L’entrée des protéines dans l’estomac stimule la muqueuse gastrique à sécréter une hormone, la
gastrine, qui à son tour stimule la production d’acide chlorhydrique (HCl) et de pepsinogène. Le
pH du suc gastrique (pH 1,0 à 2,5) est à la fois un antiseptique et un agent dénaturant qui provoque
le dépliement des protéines globulaires rendant ainsi les liens peptidiques internes accessibles aux
protéases. Le pepsinogène, un précurseur inactif (zymogène), est converti en pepsine (forme
active) seulement à pH très acide. Dans l’estomac, la pepsine (une protéase) hydrolyse les liens
peptidiques impliquant des résidus aromatiques (Phe, Trp et Tyr), ce qui produit un mélange de
peptides. La muqueuse gastrique protège l’estomac contre le pH acide et la pepsine
Comment se fait la dégradation des protéines ingérées dans le petit intestin chez les animaux?
dans le petit intestin, l’arrivée des peptides et le pH
acide déclenche la sécrétion de 2 hormones : la sécrétine et la cholécystokinine.
• La sécrétine stimule le pancréas à sécréter du bicarbonate dans le petit intestin pour
neutraliser rapidement le HCl (ce qui ramène le pH 7,0). La digestion des protéines peut
alors se poursuivre.
• La cholécystokinine stimule la sécrétion par le pancréas de plusieurs protéases (sous forme
de zymogène) dont l’activité est optimale entre pH 7,0 et pH 8,0. Le trypsinogène, le
chymotrypsinogène et les procarboxypeptidases sont les zymogènes de la trypsine, la
chymotrypsine et des carboxypeptidases.
Quel est l’hormone présente dans l’estomac?
La production de quel composé est stimulée?
Quelle est la forme active de la protéase?
Gastrine
HCl et pepsinogène
Pepsine
Quel est l’hormone présente dans le petit intestin?
La production de quel composé est stimulée?
Quelle est la forme active de la protéase?
Sécrétine -> bicarbonate
Cholécystokinine ->
Trypsinogène
Chymotrypsinogène
Procarboxypeptidases
Trypsine
Chymotrypsine
Carboxipeptidases
Pourquoi le mécanisme de dégradation des protéines est-il aussi élaboré?
? La synthèse des enzymes protéolytiques dans une forme
inactive protège les cellules exocrines de l’action destructrice de ces enzymes. Le pancréas se
protège aussi en produisant un inhibiteur spécifique de la trypsine qui minimise encore plus la
production prématurée des formes actives des enzymes protéolytiques
Dans quelles circonstantces les acides aminés sont-ils catabolisés?
• Quand la diète est riche en protéines, et que les acides aminés ingérés excèdent les besoins
requis pour la synthèse protéique, le surplus est alors catabolisé; les acides aminés ne peuvent
être entreposés.
• Durant la synthèse et la dégradation des protéines cellulaires (protein turnover) une fraction
des acides aminés sont relâchés et ne sont pas requis pour la synthèse de nouvelles protéines,
ils sont oxydés.
• Durant un jeûne ou dans le cas de diabète, quand les glucides ne sont plus disponibles ou ne
sont pas utilisés adéquatement, les protéines cellulaires sont utilisées pour fabriquer du
carburant
Lorsqu’ils sont catabolisés, les acides aminés perdent leur groupement ______ pour former des
acides_______, les « squelettes carbonés » des acides aminés
a-amine, a-cétonique
Quels sont les destins possibles des acides a-cétoniques provenant de la dégradation des acides aminés?
1) ils
peuvent être oxydés en CO2 et H2O par le cycle de Krebs
2) ils peuvent former du glucose
(gluconéogenèse) ou
3) ils peuvent former des corps cétoniques ou de l’acétyl-CoA, qui pourront
être oxydés ou utilisés pour synthétiser des acides gras
Chez les animaux, quels acides aminés jouent un rôle central dans le métabolisme de l’azote?
Pourquoi ces acides aminés en particulier?
glutamate, glutamine, alanine et aspartate
Facilement convertible en intermédiaires du cycle de krebs
