Module 9 Flashcards
Pourquoi les organismes conserventet utilisent-ils précieusement les groupements amines?
Parce que peu d’organismes peuvent convertir l’azote atmosphérique en une forme biologiquement utilisable.
De quel groupement est dérivé un groupement amine?
Un groupement ammoniaque (NH3) dont certains H ont été remplacés par un groupement carboné.
Quelles molécules contiennent des groupements amines qui sont réutilisés?
Acides aminés (protéines)
Acides nucléiques (purines et pyrimidines)
Quelle est la destinée de acides aminés?
Synthèse des protéines
Synthèse de composés azotés tels que les bases des nucléotides
Les acides aminés en excès peuvent-ils être entreposés ou excreétés?
Non
Qu’arrive-t-il aux acides aminés en excès?
Il sont dégradés pour produire de l’énergie. Les squelettes carbonés sont convertis en intermédiaires métaboliques de la glycolyse ou du cycle de Krebs qui peuvent être oxydés ou servir de précurseurs. Les groupements amines (NH2) sont transformés en urée.
Quelle proportion de l’énergie métabolique totale provient de l’oxydation des acides aminés?
Cela varie selon les organismes et conditions physiologiques. Chez les carnivores près de 90% et chez les plantes près de 0%.
Qu’est-ce que le cycle de l’azote?
L’ensemble des processus métaboliques de différents organismes qui permettent de récupérer et réutiliser l’azote.
Quels sont les processus du cycle de l’azote?
Fixation Nitrification Ammonification Assimilation Décomposition Dénitrification
Qu’est-ce que la fixation?
Fixation de l’azote via la nitrogénase de certains organismes (diazotrophesqui convertit le N2 gazeux en NH3.
Qu’est-ce que la nitrification?
La conversion du NH3 en NO3- par les microorganismes.
Qu’est-ce que l’ammonification?
La nitrate réductase et la nitrite réductase de divers microorganismes et plantes convertissent le NO3- en NH3.
Qu’est-ce que l’assimilation?
La conversion du NH3 en molécules biologiques azotées par divers microorganismes et plantes.
Qu’est-ce que la décomposition?
La conversion des biomolécules azotées en NH3 par divers microorganismes.
Qu’est-ce que la dénitrification?
La conversion du NO3- en N2 par divers microorganismes.
Pourquoi la fixation, soit la première étape du cycle d’azote, est-elle aussi coûteuse énergétiquement?
Elle requiert le bris d’une triple liaison, ce qui requiert au moins 16 ATP.
Pourquoi retrouve-ton majoritairement l’azote sous forme NO2- et NO3- alors que la majorité des organismes vivants peuvent utiliser l’ammoniaque produit par la fixation?
Les bactéries du sol produisent leur énergie en oxydant l’ammoniaque, via la nitrification, et ces bactéries sont très abondantes. Par contre, le NO2- et le NO3- sont reconvertis en ammoniaque via d’autres organismes avec l’ammonification.
Sous quelle forme est assimilée l’ammoniaque par les organismes et comment appelle-t-on ce processus?
Sous forme d’acides aminés via l’assimiliation.
Quelles bactéries assurent la décomposition?
Les bactéries nitrificatrices qui transforment les protéines en nitrite et en nitrate.
Sous quelle forme retrouve-t-on principalement l’ammoniaque NH3 à pH neutre?
Sous sa forme protonée NH4+ appelée ammonium.
Quels organismes maintiennent l’équilibre entre l’azote fixé et l’azote atmosphérique et via quel processus?
Certains bactéries du sol qui convertissent le nitrate en N2 puisque le nitrate leur sert d’accepteur final d’e- en conditions anaérobiques. Le processus impliqué est la dénitrification.
Quel est le facteur limitant la productivité biologique des océans et des organismes terrestres?
La disponibilité de l’azote fixé sous la forme de nitrate (NO3-), de nitrite (NO2-) ou d’ammonium (NH4+).
Quels organismes peuvent fixer l’azote atmosphérique?
Les cyanobactéries dans le sol, l’eau douce et l’eau salée
Les archaebactéries méthanogènes
Les bactéries symbiotiques (rhizobium)
Certaines bactéries du sol (Azobacter)
Est-ce que la fixation de l’azote atmosphérique par les microorganismes représente tout l’apport d’azote de la planète?
Non, 40% est généré par les éclairs, radiations ultraviolettes et les procédés industriels/fertilisants.
Dans les conditions normales, N2 est-il inerte ou très actif chimiquement?
Pratiquement inerte puisque la fixation de l’azote est un processus exergonique et que l’énergie d’activation est extrêmement grande.
Comment est-ce que la fixation de l’azote industrielle varie-t-elle de la fixation naturelle?
Fixation naturelle: Température et pression compatibles avec la vie
Fixation industrielle: Températures de 400 à 500 degrés Celsius pression d,azote de dizaine de millier de kilopascals.
Comment la fixation de l’azote se fait-elle dans la nature étant donné la haute énergie d’activation requise?
Le complexe protéique de la nitrogénase est formé de 2 protéines, une réductase t une nitrogénase. L’hydrolyse de 16 ATP par la réductase favorise les changements conformationnels nécessaire à un transfert d’e- et une réduction de la hauteur des barrières d’énergie d’activation.
Quel est le rôle de la réductase du complexe de la nitrogénase, la ferrédoxine réductase?
La ferrédoxine réductase fournit les e- de haut pouvoir réducteur.
Quel est le rôle de la nitrogénase du complexe de la nitrogénase?
Elle utilise les e- fournis par la ferrédoxine réductase pour réduire le N2 en NH3.
Combien d’e- sont mis en jeu lors de la réduction d’un N2 et combien d’ATP sont associés à chaque e-?
6 e- mais réellement 8e- puisqu’on doit produire 1 mole de H2
2 ATP par e-
Donc 16 ATP par réduction de N2
Qu’arrive-t-il au complexe nitrogénase, surtout sa S-U réductase, lorsqu’elle est exposée à l’air, soit à l’oxygène?
La réductase a une demi-vie de 30 secondes.
Comment les microorganismes assurent-ils que le complexe de la nitrogénase n’est jamais exposée à l’oxygène?
1) Les organismes vivent qu’en absence d’O2 ou répriment la synthèse de la nitrogénase en présence d’O2
2) Une certaine partie de e- de la synthèse d’ATP sert à brûler l’O2 dès son entrée
3) Production de cellules spécialisées (comme les hétérocystes) qui limitent la diffusion d’O2 et qui sont connectés aux autres cellules non différenciées par des pores
4) Formation de symbiose pour que la bactérie puisse se concentrer à fixer l’azote et non produire de l’énergie
5) La présence de leghémoglobine, une solution qui fixe réversiblement l’O2, dans les nodules
De quelles contraintes tient compte la relation symbiotique entre les plantes légumineuses et les bactéries fixatrices d’azote?
Les besoins en ATP du complexe de la nitrogénase
Instabilité du complexe de la nitrogénase en présence d’O2
À quoi sert l’azote fixé par les bactéries fixatrices d’azote en symbiose avec des plantes?
Elle sert premièrement à approvisionner la plante en azote. L’azote en excès enrichi le sol environnant.
Quels acides aminés sont le point d’entrée principal de l’azote réduit?
Le glutamate
La glutamine
Quel est l’intérêt du glutamate en relation avec l’azote?
Elle fournit le groupement alpha-amine de la plupart des acides aminés, via des réactions de transamination.
Quel est l’intérêt de la glutamine en relation avec l’azote?
Elle fournit l’atome d’azote, par l’intermédiaire de son groupement amide, nécessaire à la biosynthèse de toute une série de composés importants dont certains acides aminés.
Pourquoi retrouve-t-on jusqu’à 10X plus de glutamate et de glutamine que de tout autre acide aminé dans la majorité des cellules et des fluides extra cellulaires?
Parce que ces acides aminés permettent la synthèse de plusieurs autres acides aminés.
Expliquez le sentier de l’assimilation de l’ammoniaque en glutamate.
1) La glutamine synthétase catalyse la condensation du glutamate et de l’ammoniaque pour former le glutamine.
2) La glutamate synthase transforme la glutamine en glutamate par l’alpha-cétoglutarate qui accepte le groupement amine de la glutamine.
Que retrouve majoritairement chez les plantes et les bactéries, le glutamate ou la glutamine?
Le glutamate
Que retrouve majoritairement chez les animaux, le glutamate ou la glutamine?
La glutamine puisqu’ils n’ont pas de glutamate synthase et peuvent maintenir la glutamine grâce à une transamination de l’alpha cétoglutarate lors du catabolisme des acides aminés.
Les animaux peuvent-ils assimiler directement l’ammoniaque?
Non, puisqu’ils n’ont pas de glutamate synthase donc l’azote provient des protéines qu’ils ingèrent.
Où a lieu la dégradation des protéines ingérées en acides aminés chez l’humain?
Dans le tractus gastro-intestinal. L’entrée des protéine dans l’estomac stimule la muqueuse gastrique à sécréter une hormone, la gastrine, qui à son tour stimule la production d’acide chlorhydrique (HCl) par les cellules pariétales et de pepsinogène par les glandes gastriques. Le pepsinogène, un précurseur inactif, est converti en pepsine active par clivage autocatalytique en pH acide. La pepsine hydrolyse les protéines ingérées à l’extrémité aminoterminale des liens peptidiques impliquant des résidus aromatiques, ce qui produit un mélange de peptides.
Qu’engendre le pH du suc gastrique?
Son pH de 1,0 à 2,5 est à la fois un antiseptique et un agent dénaturant qui provoque le dépliement des protéines globulaires rendant les liens peptidiques internes accessibles aux enzymes protéolytiques (protéases).
Comment appelle-t-on un précurseur inactif?
Zymogène
Quels sont les résidus aromatiques?
Phe
Trp
Tyr
Quel est le rôle de la muqueuse gastrique?
Protéger l’estomac contre le pH acide et la pepsine.
Qu’arrive-t-il au contenu acide de l’estomac quand il passé dans le petit intestine?
Le pH acide déclenche la secretion d’une hormone, la sécrétine, dans le sang. La sécrétine stimule le pancreas à sécréter du bicarbonate dans le petit intestine pour neutraliser rapidement le HCl et la digestion des proteins peut alors se poursuivre.
Qu’arrive-t-il une fois que les peptides sont dans le duodénum?
Cela cause le relâchement dans la circulation sanguine d’une autre hormone, la cholécystokinine, qui stimule la secretion de plusieurs proteases pancréatiques don’t l’activité est optimale entre pH 7 et 8.
Quelles protéases sont sécretées dans le duodénum?
La trypsinogène, le chymotrypsinogène et les procarboxypeptidases A et B, soit les zymogènes de la trypsine, la chymotrypsine et des carboxypeptidases A et B. Elles sont secretées par les cellules exocrines du pancreas.
Quelle enzyme protéolytique converti le trypsinogène en sa forme active?
L’entéropeptidase qui est aussi secrete par les cellules pancréatiques.
