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Métabolisme et régulation > Module 6 > Flashcards

Module 6 Flashcards

1
Q

Associez chacun des sentiers qu’empruntent les électrons au complexe correspondant :
1. cyt c - CuA - hème a - centre [hème a3-CuB] - O2
2. QH2 - cyt b - Q ou Q*-
3. NADH - FMN - [Fe-S] - QH2
4. QH2 - ISP - cyt c1 - cyt c
5. Succinate - FAD - [Fe-S] - QH2

A
  1. Complexe IV
  2. Complexe III
  3. Complexe I
  4. Complexe III
  5. Complexe II
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2
Q

Combien de moles d’ATP peuvent être formées suite à l’oxydation complète d’une mole de glucose :

  1. Si les électrons du NADH passent la navette malate-aspartate?
  2. Si les électrons du NADH passent la navette glycérol-3-phosphate?
A
  1. 32
  2. 30
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3
Q

Associez l’enzyme, la molécule ou le complexe avec la localisation cellulaire correspondante :
1. Cytochrome c
2. Complexes I à IV de la chaîne respiratoire
3. Enzymes du sentier d’oxydation des acides gras
4. Domaine F0 de l’ATP synthase
5. Domaine F1 de l’ATP synthase
6.Translocase ATP/ADP
7.Porine
8.Coenzyme Q

A
  1. Espace intermembranaire
  2. Membrane mitochondriale interne
  3. Matrice mitochondriale
  4. Membrane mitochondriale interne
  5. Matrice mitochondriale
  6. Membrane mitochondriale interne
  7. Membrane mitochondriale externe
  8. Membrane mitochondriale interne
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4
Q

Comment appelle-t-on le mécanisme expliquant le fonctionnement de l’ATP synthase?

A

Mécanisme de changement de conformation et d’affinité—changement de conformation et d’affinité

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5
Q

Lequel de ces énoncés sur l’ATP synthase est faux?

A. La colonne extérieure est constituée des sous-unités a, b et δ.
B. La tige centrale est constituée des sous-unités γ et ε.
C. Lors de la phosphorylation oxydative, le transport exergonique des ions H+ est couplé à la synthèse endergonique de l’ATP grâce à ce complexe.
D. L’anneau c est étroitement lié à la tige centrale.
E. La sous-unité a fait partie du rotor.
F. La partie stationnaire est composée des sous-unités a, b et δ ainsi que de l’hexamère α3β3.
G. La partie mobile de l’ATP synthase est appelée rotor.
H. L’ATP synthase est le plus petit moteur moléculaire au monde.

A

E.

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6
Q

Dans quelle conformation le site actif de l’ATP synthase fixe-t-il ses substrats?

A

Conformation L

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7
Q

Dans quel type de tissus la thermogenèse sans frisson a-t-elle lieu chez les nouveau-nés?

A

Tissus adipeux bruns

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8
Q

Quelle réaction est catalysée par la superoxyde dismutase?

A

2 O2– + 2 H+ → H2O2 + O2

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9
Q

Le rôle de (1) est de créer un gradient de protons. Celui-ci est ensuite utilisé par (2) pour produire (3).

A
  1. Chaîne respiratoire
  2. ATP synthase
  3. ATP
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10
Q

Lorsque l’ATP synthase est découplée de (1), l’énergie libérée par le transport (2) est alors dissipée sous forme de (3).

A
  1. chaîne respiratoire
  2. d’électrons
  3. chaleur
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11
Q

Lesquels de ces énoncés sont vrais?

A. L’imperméabilité de la membrane interne permet la création de gradient ionique à travers la membrane.

B. La création d’un gradient de protons se fait en utilisant des transporteurs spécifiques.

C. L’imperméabilité de la membrane est à l’origine de la compartimentation entre le cytosol et la mitochondrie.

D. Le phosphate inorganique, une petite molécule, diffuse librement au travers de la membrane interne.

A

A,B,C.

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12
Q

Comment la thermogénine permet de maintenir la température des nouveau-nés?

A

En découplant le transport des électrons de la synthèse d’ATP.

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13
Q

Les complexes I et II de la chaîne respiratoire mitochondriale :

A. Transfère les électrons à l’ubiquinone
B. Pompent des protons de la matrice mitochondriale vers l’espace intermembranaire.
C. Transfèrent les électrons du NADH.
D. Contiennent un groupement prosthétique hème.

A

A.

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14
Q

Combien de paires d’électrons sont libérées lors de l’oxydation complète du glucose? Quels sont les transporteurs d’électrons utilisés lors de cette oxydation pour transporter les électrons vers la chaîne respiratoire? Combien de chacun des transporteurs sont produits?

A

12 paires pour un total de 24 électrons 10 NADH et 2 FADH2

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15
Q

Dans les complexes I et II, plusieurs centres redox de type fer-soufre participent au transport d’électrons. Est-ce que les potentiels de réduction de ces différents centres fer-soufre sont identiques? Pourquoi?

A

NON. Le potentiel de réduction de l’ion fer d’un centre fer-soufre varie selon les interactions avec son environnement protéique.

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16
Q

Vrai ou faux: Les électrons passent de façon séquentielle d’un centre redox ayant un faible potentiel réducteur (faible affinité pour les électrons) vers un complexe ayant un potentiel réducteur plus grand (plus forte affinité pour les électrons).

A

Vrai

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17
Q

Comment l’ATP diffuse-t-il de la matrice au cytosol?

A

La translocase ATP/ADP échange l’ATP mitochondrial contre de l’ADP cytosolique

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18
Q

Comment la translocation de L’ATP et ADP est favorisée?

A

La translocation de ces molécules est favorisée par le fait que l’ATP porte une charge négative de plus que l’ADP. Puisque l’espace intermembranaire est positif, le transport de l’ATP et de l’ADP (qui permet le transport d’une charge négative vers l’espace intermembranaire) se fait selon le potentiel électrique de la membrane.

19
Q

Comment le NADH produit lors de la glycolyse diffuse-t-il du cytosol vers la matrice mitochondriale pour être régénéré?

A

Le NADH ne traverse pas la membrane interne de la mitochondrie. Seuls les électrons du NADH, et non le NADH lui-même, sont transportés vers la matrice mitochondriale. Pour ce faire, deux systèmes de navette sont utilisés : la navette malate-aspartate et la navette du glycérol-3-phosphate.

20
Q

Combien de protons sont transportés dans l’espace intermembranaire par chacun des complexes de la chaîne respiratoire?

A

Complexe I : 4
Complexe II : 0
Complexe III : 4
Complexe IV : 2

21
Q

Isolée, la membrane mitochondriale interne ne transporte les électrons du NADH à l’O2 que lorsque cyt c est ajouté. Pourquoi?

A

La membrane mitochondriale interne contient tous les composés nécessaires au transport des électrons, sauf cyt c qui est soluble dans l’espace intermembranaire. Par conséquent, cyt c n’est pas conservé durant la procédure de purification des membranes. Cyt c transporte les électrons entre le complexe III et le complexe IV.

22
Q

À l’exception de l’oxydation du NADH, quelles autres réactions d’oxydation mènent à la formation de QH2 dans la membrane?

A
  • Oxydation du succinate (complexe II)
  • Oxydation du glycérol-3-phosphate en dihydroxyacétone phosphate
    i. Glycérol-3-phosphate déshydrogénase (navette du glycérol-3-phosphate) * Oxydation des acides gras
    i. Acyl-CoA déshydrogénase (étape 1 de la β-oxydation)
23
Q

Pourquoi l’oxydation du glycérol-3-phosphate mène-t-elle à la formation de seulement 1,5 mole d’ATP plutôt que 2,5 moles pour le NADH?

A

Les électrons provenant de l’oxydation du glycérol entrent dans la chaîne respiratoire au niveau de la coenzyme Q (sous forme de QH2). Ils court-circuitent donc le complexe I qui permet la translocation de 4 protons. Puisque 4 moles de protons de moins sont transportées et qu’il faut environ 4 moles de protons pour produire 1 mole d’ATP, il est normal que la production d’ATP soit moindre avec le glycérol-3-phosphat

24
Q

À quoi sert l’hème b du complexe II?

A

À diminuer la fréquence à laquelle les électrons quittent le complexe II pour réduire directement O2 et produire des radicaux oxygénés.

25
Q

Quelles sont les observations clés qui supportent l’hypothèse chimiosmotique?

A
  • La consommation d’O2 et la synthèse d’ATP sont couplées. Lorsque la chaîne respiratoire est bloquée, il n’y a plus de synthèse d’ATP. De même, lorsque l’ATP synthase est bloquée, la consommation d’oxygène diminue indiquant que le transport d’électrons est également bloqué.
  • Les composés qui augmentent la perméabilité de la membrane interne mitochondriale aux protons entraînent un découplage entre le transfert des électrons et les phosphorylations oxydatives.
26
Q

L’ATP synthase contient deux domaines. Quel est le rôle de chacun de ces domaines? Quelle est la composition de ces deux domaines (stœchiométrie des sous- unités chez les eucaryotes)?

A

Le domaine F0 est un canal à proton. La base de ce domaine est constituée de 3 sous-unités selon une stœchiométrie a1,b2,c10-15.
* Le domaine F1 permet la synthèse de l’ATP. Ce domaine est constitué de 5 polypeptides associés selon cette stœchiométrie : α3,β3,γ,δε.

27
Q

Comment appelle-t-on la structure qui empêche l’hexamère α3β3 de tourner?

A

La colonne extérieure qui est constituée de la sous-unité a, de 2 sous-unités b et de la sous-unité δ.

28
Q

Combien de sites actifs (de synthèse d’ATP) possède l’ATP synthase? Sur quel domaine et, plus précisément, sur quelle sous-unité retrouve-t-on le site actif?

A

L’ATP synthase possède un site actif sur chacune des sous-unités β, par conséquent elle contient 3 sites actifs

29
Q

Quels autres processus (à l’exception de la synthèse d’ATP) sont possibles grâce au gradient de protons formé par la chaîne respiratoire?

A
  • La synthèse de NADPH
  • Le transport actif secondaire
  • La rotation de flagelle
  • La production de chaleur
30
Q

Qu’arrive-t-il à la consommation d’oxygène quand les donneurs d’électrons (NADH ou succinate) et le Pi sont présents dans la mitochondrie, mais que l’ADP est absent? Que se passe-t-il lorsque de l’ADP est ajouté?

A

La consommation d’oxygène arrête en absence d’ADP.
La vitesse de consommation de l’oxygène par les mitochondries augmente de façon marquée quand de l’ADP est ajouté, puis retourne à sa valeur initiale quand l’ADP ajouté a été converti en ATP.

31
Q

La thermogenèse sans frisson se produit dans les tissus adipeux bruns des mammifères qui hibernent. Par quel processus la chaleur est-elle produite? Quel mécanisme est impliqué pour stimuler ce mécanisme?

A

Implique le découplage régulé de la chaîne de transport des électrons et des phosphorylations oxydatives par une protéine découplante (UCP; aussi appelée thermogénine) présente dans la membrane interne mitochondriale et qui sert de canal perméable aux protons. Les constituants de ce système sont sous contrôle hormonal.

32
Q

Quel est le radical libre le plus dangereux pour la cellule? Quelle est la source principale de radicaux oxygénés dans une cellule?

A

L’espèce radicalaire hydroxyle est le radical libre le plus dangereux pour la cellule.
La source principale de radicaux oxygénés intracellulaires est la chaîne respiratoire où du superoxyde est produit par le transfert de 1 électron de l’espèce semi-quinone à O2.

33
Q

Vrai ou faux? Les cytochromes sont des protéines contenant un atome de fer coordonné à un hème qui transfère des électrons dans la chaîne respiratoire.

A

Vrai

34
Q

Vrai ou faux? Dans une chaîne respiratoire fonctionnant normalement, le transport des électrons ne s’effectue pas sans la formation d’ATP.

A

Vrai

35
Q

Vrai ou faux? La complexe IV est le complexe qui transfère les électrons directement à l’O2.

A

VRAI

36
Q

Vrai ou faux? Toutes les composantes de la chaîne respiratoire sont des protéines.

A

FAUX. L’ubiquinone (CoQ) est un lipide.

37
Q

Vrai ou faux? Chaque complexe de la chaîne respiratoire contient un centre fer-soufre qui permet le transfert d’un électron.

A

FAUX. Le complexe IV ne contient pas de centres fer-soufre.

38
Q

Vrai ou faux? Le transport d’électrons entraîne une augmentation de la concentration de protons dans la matrice mitochondriale.

A

FAUX. La concentration de protons augmente dans l’espace intermembranaire et diminue dans la matrice mitochondriale.

39
Q

Vrai ou faux? La complexe IV utilise des ions cuivre et des ions fer (sous forme d’hème) pour compléter le transfert d’électrons vers l’oxygène.

A

VRAI

40
Q

Vrai ou faux? L’oxydation d’une mole de succinate via la chaîne de transport des électrons produits 2,5 moles d’ATP.

A

FAUX. L’oxydation d’une mole de NADP produit 2,5 moles d’ATP, tandis que l’oxydation d’une mole de succinate ne produit que 1,5 mole d’ATP.

41
Q

Vrai ou faux? La production d’ATP requiert de l’énergie qui est fournie par un gradient de concentration de protons.

A

VRAI

42
Q

Vrai ou faux? Chacun des complexes de la chaîne respiratoire permet le transfert des protons au travers de la membrane interne.

A

FAUX. Le complexe II ne permet pas la translocation de proton.

43
Q

Vrai ou faux? Quatre protons doivent passer dans le canal du complexe V vers la matrice mitochondriale pour qu’une molécule d’ATP soit synthétisée.

A

FAUX. En théorie, quatre protons sont requis pour la synthèse d’un ATP. Cependant, uniquement trois des quatre protons passent par le canal du complexe V. Le quatrième proton est requis pour le transport du Pi (symport Pi/H+), substrat essentiel à la synthèse d’ATP. Ce proton passe donc par le transporteur du phosphate et non par le complexe V pour revenir dans la matrice mitochondriale.

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