Module 11 : Cycle de l'azote + acides aminés Flashcards
Les étapes du cycle de l’azote?
• La fixation de l’azote par le complexe de la nitrogénase
- N2 en NH3
- Quelques microorganismes
• La nitrification
- NH3 en NO3
- Microorganismes
• L’ammonification
- NO3 en NH3
- Microorganismes et plantes
• L’assimilation - NH3 en molécules biologiques azotées - Microorganismes et plantes • La décomposition - biomolécules azotées en NH3 - Microorganismes
• La dénitrification
- NO3 en N2
- Microorganismes
Dans la nature, sous quelle forme retrouve-t-on l’azote?
l’azote gazeux (N2) et les nitrates (NO3)
Qu’est-ce qui effectue la fixation (réduction) de l’azote atmosphérique (N2) en
ammoniaque (NH3 ou NH4+)?
bactéries fixatrices d’azote appelées diazotrophes (fixe azote gazeux)
Nitrification?
ammoniaque produit par la fixation de l’azote est en fait oxydé en nitrate
Chez les microorganismes et les plantes, sous quelle forme est assimilé l’ammoniaque?
Sous la forme d’a.a
À pH physiologique, l’ammoniaque NH3 existe principalement sous sa forme?
Protonée → NH4+
Ce qui assure l’équilibre entre l’azote fixé et l’azote atmosphérique?
La dénitrification
Facteur limitant la productivité biologique des océans et la croissance des végétaux terrestres?
La disponibilité de l’azote fixé sous la forme de nitrate (NO3-), de nitrite (NO2-) ou encore d’ions ammonium (NH4+) → utilisation d’engrais azotés
Sources d’azote biologiquement utilisable dans l’environnement?
- Bactéries fixatrices d’azote, cyano
- Éclairs, radiations ionisantes
- Procédés industriels (engrais)
Fixation de l’azote est un processus coûteux, mais favorable (exergonique). Comment c’est possible?
- ++ coûteux : fixation 1 N2 = hydrolyse 16 ATP
- Mais la triple liaison entre les deux N est très stable → fixation de l’azote requiert +++ énergie d’activation
Vrai ou faux :
L’hydrolyse de l’ATP est requise pour que la réduction de l’azote soit favorable.
Faux, pas requise pour réduction favorable mais requise pour franchir les barrières de l’énergie d’activation.
La fixation « biologique »
de l’azote est réalisée par ?
- complexe protéique doté de plusieurs centres redox (complexe de la nitrogénase).
- Ce complexe est très conservé chez les organismes diazotrophes.
Réaction de la fixation biologique de l’azote?
N2 + 8 e– + 8 H+ + 16 ATP + 16 H2O → 2 NH3 + H2 + 16 ADP + 16 Pi
**2 ATP sont hydrolysés pour chaque électron transféré
Que favorise l’hydrolyse de l’ATP au sein du complexe de la nitrogénase?
favorise les changements conformationnels nécessaires à un transfert efficace des électrons.
Chez la plupart des organismes fixateurs d’azote, d’où proviennent les 8 électrons?
de la ferrédoxine réduite générée par la photosynthèse ou par des processus oxydatifs.
Le complexe nitrogénase est extrêmement instable en présence d’oxygène. Comment les microorganismes combattent-ils ceci?
- Fixer l’azote en anaérobie
- Découplage partiel du transport d’électrons de la synthèse d’ATP
- Spécialisation des cellules
- Présence de leghémoglobine
Fonction de la leghémoglobine dans les nodules racinaires?
Capacité de fixer l’oxygène de façon réversible, donc O2 ne peut pas interférer avec la fixation de l’azote
- Redonne l’O2 à la cytochrome oxydase de la chaîne respiratoire
Relation symbiotique entre les plantes légumineuses et les bactéries fixatrices d’azote?
- Bactéries ont accès à un immense réservoir d’énergie → peuvent fixer ++ azote
- Plante : approvisionnement constant en azote assimilable
Les 2 portes d’entrées de l’azote réduit chez les plantes et les bactéries?
2 a.a
- Glutamate : fournit le groupement alpha-amine via des réactions de transaminations
- Glutamine : fournit l’atome d’azote
Sentier de l’assimilation de l’ammoniaque?
2 réactions :
1. glutamine synthétase catalyse la condensation du glutamate et de l’ammoniaque pour former la glutamine (-1 ATP)
- Glutamate est produit à partir de la glutamine via la glutamate synthase (-1 NADPH)
Comme les plantes et les bactéries, les animaux possède la glutamate synthase.
Faux, ne la possède pas.
- Maintiennent des niveaux élevés de glutamate en utilisant la transamination de l’alpha-cétoglutarate.
Quelles sont les sources d’a.a pour le catabolisme?
- Dégradation des protéines de l’alimentation
- Du recyclage normal des protéines (protein turnover)
- De la dégradation des protéines musculaires durant un jeune ou dans le cas de
diabète.
Chez l’humain, où a lieu la dégradation des protéines ingérées en a.a?
Dans le tractus gastro-intestinal
Étapes de la digestion des protéines alimentaires dans l’estomac?
- l’entrée des protéines dans l’estomac stimule la muqueuse gastrique à sécréter une hormone, la gastrine → stimule la production d’acide chlorhydrique (HCl) et de pepsinogène
- Le pepsinogène est converti en pepsine à pH très acide.
- Dans l’estomac, la pepsine (une protéase) hydrolyse les liens peptidiques impliquant des résidus aromatiques → produit un mélange de peptides
Que se passe-t’il quand le contenu acide de l’estomac passe dans le petit intestin?
l’arrivée des peptides et le pH
acide déclenche la sécrétion de 2 hormones : la sécrétine et la cholécystokinine
Définition de zymogène? Quel est l’avantage de produire les enzymes digestives sous cette forme?
- Un zymogène est la forme inactive d’une enzyme dont l’activation se fait par coupure
protéolytique - Si protéases et peptidases
étaient produites sous forme active, elles attaqueraient les glandes et le tissu pancréatique,
Les protéines sont dénaturées par l’acide de l’estomac. Pourquoi cette dénaturation
en fait-elle de meilleurs substrats pour la protéolyse?
Le pH acide provoque le dépliement des protéines globulaires → rend liens peptidiques internes accessibles aux enzymes protéolytiques (protéases).
- si structure 3D d’une protéine est maintenue, de nombreuses liaisons peptidiques ne sont pas accessibles aux enzymes protéolytiques.
