Module #2 Flashcards
Système ouvert
Échange d’énergie de l’énergie et de la matière avec l’environnement
Système fermé
Échange seulement d’énergie avec l’environnement
Système isolé
Aucun échange avec l’environnement
Entropie
Degré de désordre ou hasard, degré de dispersion de l’énergie
Cellules: système ouvert ou fermé
Ouvert
Bioénergétique
Variations d’énergie associée aux réactions biochimiques
Lois de bioénergétique
Production de l’énergie à l’intérieur de la cellule, échanges énergétiques avec l’environnement et les réactions chimiques étant impliquées.
Premier principe de la thermodynamique
Extraction, transformation, utilisation et échange d’énergie
Échappement des cellules du deuxième principe de la thermodynamique
Création de l’ordre de par leur faculté à fabriquer des biomolécules hautement ordonnées et riches en énergie
Définition de l’équilibre d’une cellule
État stationnaire dynamique obtenu quand la vitesse d’apparition d’un composé cellulaire est compensée exactement par sa vitesse de dégradation ou d’utilisation
Différences entre la thermodynamique et la bioénergétique
La thermodynamique ne se préoccupe pas du temps et de la voie suivie alors que la bioénergétique oui
Enthalpie totale
Énergie interne d’un système réactionnel
Énergie libre
Partie de l’enthalpie totale susceptible d’être utilisée pour effectuer un travail utile
Énergie entropique
Différence entre l’enthalpie totale et l’énergie libre
Produit de la température et de la différence d’entropie
Portion de la différence d’enthalpie qui est dissipée sous forme de chaleur
Vrai ou faux: la variation d’énergie libre permet de déterminer la vitesse de la réaction
Faux
Représentation de la variation d’enthalpie
Le nombre et le type de liaisons chimiques et les interactions non covalentes qui sont brisées et formées au cours de la réaction
Variation de l’énergie de l’énergie libre standard
Constante dépendant des propriétés intrinsèques des molécules qui réagissent et spécifique pour chaque réaction
Conditions standards biochimiques de la variation de l’énergie libre standard
Concentration de chaque réaction à 1 M, 298 K, concentration d’eau à 55 M et concentration des ions hydrogène ou protons à 10^-7 (pH=7)
Variation de l’énergie libre standard positif pouvant se produire
Lorsque des conditions où Q < Keq
Critère pouvant faire changer la spontanéité d’une réaction
Concentration des réactifs et des produits
Couplage de deux réactions (défavorable + favorable)
Deuxième réaction entraîne la première réaction
Les réactions catalysées par la même enzyme se servent de l’énergie libre de la réaction favorable pour entraîner la réaction défavorable
NAD+/NADH
Agent oxydant: NAD+
Agent réducteur: NADH
Nombre d’électrons transférés: 2
Hydrosoluble
NADP+/NADPH
Agent oxydant: NADP+
Agent réducteur: NADPH
Nombre d’électrons transférés: 2
Hydrosoluble
FMN/FMNH2
Agent oxydant: FMN
Agent réducteur: FMNH2
Nombre d’électrons transférés: 1-2
Groupement prosthétique
FAD/FADH2
Agent oxydant: FAD
Agent réducteur: FADH2
Nombre d’électrons transférés: 1-2
Groupement prosthétique
Ubiquinone/QH2
Agent oxydant: ubiquinone
Agent réducteur: QH2
Nombre d’électrons transférés: 1-2 (1 à la fois)
Liposoluble
Utilisation de l’ATP
Dans les voies anaboliques, contraction musculaire et transport actif primaire
Liens phosphates de l’ATP
1er: lien phosphoester
2 autres: liens phosphoanhydrides
Raisons expliquant que les liens phosphoanhydrides soient exergoniques
- Répulsion électrostatique des groupements pyrophosphates
- Stabilisation par résonance est moindre de celle de ses produits
- Effet de solvatation: produits de l’hydrolyse plus stable, car ils sont plus hydratés que l’ATP.
Forme prédominante de l’ATP et l’ADP dans des conditions physiologiques
Complexe avec le magnésium
Avantages du complexe de l’ATP avec le magnésium
- Diminution de la répulsion électrostatique
- Augmentation de la variation de l’énergie libre standard
- Interactions permettant le maintien du nucléotide dans une conformation reconnue par l ‘enzyme
- Augmentation du nombre d’interactions entre le complexe et l’enzyme
- Neutralisation des charges négatives des groupements phosphoryles
Composés énergétiques
ATP, composés phosphorylés ou composés contenant des liens thioester
Temps pendant lequel la quantité d’ATP intracellulaire répond aux besoins de la celluel
1-2 minutes
Façons de produire de l’ATP
Phosphorylation oxydative, phosphorylation au niveau du substrat et transphosphorylation entre nucléotides
Phosphorylation au niveau du substrat
Hydrolyse de composés riches en énergie
Transphosphorylation entre nucléotides
Maintien de la concentration des différentes formes de nucléotides
Groupes moléculaires riches en énergie
Acyl phosphates, énol phosphates, phoshoguanidines et composés avec un lien thioester
Exemple d’acyl phosphate
1,3-bisphosphoglycérate
Acyl phosphates
Hydrolyse favorisée par la compétition entre les différentes formes de résonance et la solvatation
Énol phosphates
Capacité à transférer son groupement phosphate expliquée par le fait que la forme céto du pyvurate est plus stable que la forme énol
Exemple d’énol phosphates
Phosphoénolpyruvate
Phosphoguanidine
Capacité à transférer son groupement phosphate est dû principalement à la forte compétition entre les formes de résonance de groupement guanidine
Exemples de phosphoguanidines
Vertébrés: phosphocréatine
Invertébrés: phosphoarginine
Exemple de composés avec un lien thioester
Acétyl-CoA
Composés avec un lien thioester
Énergie trouvée dans un lien thioester
Autre forme pouvant contenir de l’énergie
Potentiel réducteur
Réaction d’oxydation
Réaction provoquant la perte d’un électron (perte d’un H et gain d’un O)
Agent oxydant
Molécule réduite, accepteur d’électrons
Agent réducteur
Molécule oxydé, perte d’électrons
Exemple de processus d’oxydation
Catabolisme
Catabolisme
Source d’électrons: substrats
Agent oxydant: transfert d’électrons
Production de cofacteurs réduits: source d’électrons pour des réactions anaboliques
Réactions d’oxydoréduction des voies métaboliques
Rupture d’une liaison C-H avec la perte de deux électrons de liaison par C
Cofacteurs pour les déshydrogénases
NAD+ et NADP+
NADH
Transport des électrons jusqu’à la chaîne de transport des électrons afin de produire de l’ATP via phosphorylation oxydative
NADPH
Principales sources d’énergie libre requise pour la biosynthèse des molécules biologiques
Groupements prosthétiques des oxydoréductases
FMN et FAD
Implication de l’ubiquinone
Réactions d’oxydoréduction ayant lieu dans les membranes internes des mitochondries et des chloroplastes ou membranes plasmiques
Transporteur liposoluble
Ubiquinone
Forme radicalaire de l’ubiquinone
Semiquinone (oxydation partielle)
Oxydant le plus puissant
Ubiquinone
Potentiel de réduction
Mesure de la tendance des espèces chimiques à être réduites ou oxydées, mesure d’affinité pour les électrons
E petit
Capacité de donner les électrons (bon agent réducteur)
E grand
Affinité pour les électrons (bon agent oxydant)
Détermination des conditions biochimiques standards
Demi-réaction de référence: réduction de H+ en H2 gazeux
Circulation spontanée des électrons
Potentiel de réduction faible vers potentiel de réduction élevé
Différence de potentiel de réduction
Accepteur (+) - donneur (-)
Synonyme de différence de potentiel de réduction
Force électromotrice
Sens d’une réaction d’oxydation réduction
Positif = sens indiqué
