Phosphorylation oxydative Flashcards
Qu,est-ce que la phosphorylation oxydative?
L’utilisation d’un gradient de protons pour la synthèse d’ATP à partir d’ADP et de Pi
Quelles sont les caractéristiques de la membrane mitochondriale externe?
Lisse et perméable à la plupart des ions et petites molécules
Quelles sont les caractéristiques de la membrane mitochondriale interne?
Circonvoluée et imperméable aux ions et petites molécules, en particulier aux protons H+.
De quoi est composé le gradient électrochimique?
1- Gradient électrique: Potentiel de la membrane est 0.14mV (matrice plus négative que espece intermembranaire)
2- Gradient chimique: Espace intermembranaire est plus acide que matrice (plus de H+).
Qu’est-ce que la chimiosmose?
Le mouvement des ions en fonction de leur gradient électrochimique à travers une membrane sélectivement perméable.
La membrane mitochondriale interne contient des systèmes de transport pour…
- NADH (entre)
- Métabolites du cycle de Krebs (entrent)
- ATP (sort) et ADP + Pi (entrent)
Quelles molécules voyagent en symport pour entrer dans la matrice mitochondriale?
- Pi et H+
- Pyruvate et H+
Quelles molécules voyagent en antiport au travers de la membrane interne?
ATP sort alors que ADP entre
Comment s’appelle le système antiport impliqué dans le transport de l’ATP et ADP? Quelle est sa structure?
Translocase des nucléotides adényliques. C’est un dimère de sous-unités identiques
Quel est le transporteur de Pi qui utilise un gradient de pH?
Le transporteur de phosphate
D’où vient chaque H+ qui entre dans la matrice avec un Pi ou une pyruvate?
Il a été exclu de la matrice par les pompes de la chaîne de transport d’électrons couplées aux réactions redox.
Pourquoi l’utilisation d’un gradient de pH pour le transport de Pi et pyruvate représente-t-elle un coût énergétique pour la cellule?
Parce que les H+ utilisés pour le transport de Pi et pyruvate auraient pu revenir par l’ATP synthase et générer de l’énergie
Comment s’appelle la navette de transport du NADH présente dans le coeur, foie et reins?
Navette malate-aspartate
Que représente la phase A du transport du NADH?
Transport d’électrons dans la matrice
Quelle est la première étape du transport d’électrons dans la matrice?
Le NADH dans le cytosol réduit l’oxaloacétate pour donner NAD+ et malate
Quelle enzyme catalyse oxaloacétate + NADH -> malate + NAD+?
Malate déshydrogénase cytosolique
Où va le NAD+ résultant?
Il reste dans le cytosol
Qu’advient-il du malate dans le cytosol?
Il est transporté dans la matrice en échange d’alpha-cétoglutarate
Quel transporteur transporte le malate dans la matrice?
Le transporteur malate-alpha-cétoglutarate
Qu’advient-il du malate après son arrivée dans la matrice?
Il est réoxydé par le NAD+ pour donner du NADH et de l’oxaloacétate
Quelle enzyme de la matrice catalyse malate + NAD+ -> NADH + oxaloacétate?
Malate déshydrogénase mitochondriale
Quelle est la phase B du transport du NADH?
La régénération de l’oxaloacétate cytosolique
Par quoi commence la phase B?
Une transaminase de la matrice transforme oxaloacétate en aspartate et glutamate en alpha-cétoglutarate.
Qu’advient-il de l’aspartate formé dans la matrice?
Transporté dans le cytosol en échange du glutamate cytosolique par le transporteur glutamate-aspartate
Que devient l’aspartate une fois dans le cytosol?
Transformé en oxaloacétate par une transaminase en même temps que l’alpha-cétoglutarate est transformé en glutamate
Quel est le nom de la navette du NADH qui se retrouve dans le cerveau et les muscles squelettiques?
Navette du glycérophosphate
Quelle enzyme catalyse l’oxydation de NADH en NAD+ et, par le fait même, la réduction de DHAP en GAP?
GAPDH
Quel est le rôle de GAP dans la navette du glycérophosphate?
Oxyder FAD membranaire en FADH2
Quelle enzyme catalyse le transfert d’électrons de FADH2 en FAD?
Une déshydrogénase flavoprotéique sur le côté externe de la membrane mitochondriale interne
Quelle est le rôle de la déshydrogénase flavoprotéique vis à vis la chaîne de transport des électrons?
Pour chaque FAD réduit en FADH2, elle envoie 2 électrons à la chaîne de transport.
Combien de complexes protéiques composent la chaîne de transport?
4
À quel complexe les électrons du NADH sont-ils transférés?
Complexe I
À quel complexe les électrons du FADH2 sont-ils transférés?
Complexe II
Quelle molécule transfère les électrons des complexes I et II au complexe III?
Coenzyme Q (CoQ)
Quelle molécule transfère les électrons du complexe III au complexe IV?
Le cytochrome C
Un potentiel redox positif signifie…
Un deltaG négatif (spontané)
À quoi sert le transport des électrons dans la chaîne de transport?
À fournir l’énergie nécessaire au pompage des protons H+ hors de la matrice pour conserver le gradient électrochimique
Quels complexes participent activement à la mise en place du gradient électrochimique?
I, III et IV
Quelle molécule peut inhiber le complexe I?
Roténone et Amytal
Quelle molécule peut inhiber le complexe III?
Antimycine A
Quelle molécule peut inhiber le complexe IV?
CO et Cyanure (CN-)
Quel type de déplacement les complexes peuvent-ils effectuer dans la membrane?
Latéral
Que contient le complexe I?
- Une FMN
- 6 à 7 centres F-S
Quel chemin les électrons empruntent-ils au complexe I?
- NADH donne ses deux électrons à FMN
- FMN devient FMNH2
- FMNH2 donne ses 2 électrons aux centre Fe-S où le Fe peut alterner entre 2+ et 3+
- Fe-S transfère les électrons au CoQ qui devient CoQH2-
- CoQH2 donne les 2é au complexe III
Quel chemin les protons empruntent-ils au complexe I?
- Les 4 protons sont pompés hors de la matrice mitochondriale
Quel est le nom du complexe I?
NADH déshydrogénase
Quel est le nom du complexe II?
Succinate déshydrogénase
De quel autre chemin métabolique le complexe II fait-il partie?
Le cycle de Krebs. C’est la seule enzyme du cycle enfouie dans la membrane interne.
Que contient le complexe II?
- FAD
- 3 centres Fe-S
Quel chemin les électrons empruntent-ils au complexe II? D’où proviennent-ils?
- Le succinate transfère 2 électrons au FAD lié au complexe II et devient fumarate + 2H+
- Le FAD devenu FADH2 transfère les électrons au centre Fe-S
- Centre Fe-S donne les électrons à CoQ -> CoQH2
- Les électrons passent de CoQH2 au complexe III
Quel est le nom du complexe III?
Q-cytochrome c oxydoréductase
Que contient le complexe III?
- 2 cytochromes b
- 1 centre fe-S
- 1 cytochrome c
Quel est le sort des électrons dans le complexe III?
- CoQH2 transfère électrons à Fe-S
- Fe-S transfère un électron à la fois à Cyt c
Quelle est la différence en matière de transport d’électrons entre CoQ et Cyt c?
CoQ peut transporter les deux électrons en même temps au complexe III, tandis que Cyt c ne peut qu’en transporter un à la fois au complexe IV.
Combien de protons seront pompés hors de la matrice par le complexe III?
4
Qu’est-ce que le cytochrome C?
Une protéine à hème (hémoprotéine) associée à la membrane mitochondriale interne.
Pourquoi le Cyt c ne peut-il transporter qu’un électron à la fois?
Car le fer de son noyau hème n’accepte qu’un seul électron à la fois (Fe3+ à Fe2+)
Quel est le nom du complexe 4?
Cyt c oxydase
Que contient le complexe IV?
- 2 cytochromes a
- 2 centres cuivres (a et b)
Combien d’électrons le complexe IV transfère-t-il et à quelle molécule?
Le complexe IV transfère 4 électrons, un à la fois, à une molécule d’O2 (O2 + 4H+ -> 2H2O)
Combien de protons le complexe IV pompe-t-il?
4
Quel rôle joue le MPTP dans la maladie de Parkinson?
cette molécule est transformée en MPP+, un puissant inhibiteur du complexe I des cellules de la substance noire du cerveau. Cela tue les neurones responsables de synthèse de dopamine, et des symtpômes de la maladie de Parkinson en résultent.
Quel est le nom du complexe qui participe activement à la synthèse d’ATP en utilisant le gradient électrochimique des protons?
ATP synthase
Combien de protons sont nécessaires à la synthèse d’un ATP?
3
Comment s’appelle la région transmembranaire de ATP synthase?
F0
Comment s’appelle la région matricielle de ATP synthase?
F1
La réaction de l’ATP synthase est-elle réversible
Oui, en conditions standards seulement (pas in vivo)
De quoi est responsable F0?
Pomper les protons dans F1
De quoi est constitué F0?
- 3 sous-unités hydrophobes (a, b et c)
- a possède 2 demi-canaux à protons (entrée et sortie)
De quoi est constitué F1?
- 5 types de polypeptides (alpha, beta, gamma, delta, epsilon)
- gamma et epsilon forment la tige centrale
- 6 sous-unités alpha et beta forment un hexagone
Comment fonctionnent alpha et beta de la ATP synthase?
- ils fixent les nucléotides
- beta possèdent l’activité catalytique permettant de synthétiser ATP ou de l’hydrolyser (in vitro)
Combien de sites de liaison pour ADP et Pi F1 contient-elle?
3 (un sur chaque beta)
Par quoi F0 et F1 sont-elles reliées?
- tige gamma-epsilon reliée à l’anneau de sous-unités c
- Une colonne externe constituée de a, des 2 sous-unités b et de la sous-unité delta.
V ou F: In vitro, l’ATP synthase n’a pas besoin d’un gradient de protons pour fonctionner.
V
Qu’a révélé l’expérience de Boyer sur l’ATP synthase?
La synthèse d’ATP ne requiert pas d’énergie
Quelle étape du fonctionnement de l’ATP synthase requiert de l’énergie?
Le détachement de la molécule d’ATP après sa synthèse
Quelles sont les 3 conformations possibles des sites catalytiques de ATP synthase?
- Ouverte (O)
- Lâche (L)
- Serrée (T)
Quelles parties de ATPsynth composent le rotor?
- Le dodécamère c
- La tige gamma-epsilon
Quelles partie de ATPsynth composent le stator?
- Hexamère alpha-beta
- Sous-unités a, b et delta
Expliquez les étapes conformationnelles des sites catalytiques de ATP synthase
1- ADP et Pi ont une faible affinité avec conformation L
2- Le passage des protons induit les changements conformationnels simultanés des 3 sites
- L avec ADP et Pi devient T, où se produit l’ATP
- T devient O et relâche ATP
- O passe en L et accueille ADP et Pi
Quelle molécule inhibe l’ATP synthase? Quelle sous-unité en particulier bloque-t-elle?
Oligomycine bloque le canal à protons (F0)
Quelles molécules sont responsables du découplage du transfert d’électrons de la production d’ATP?
DNP et FCCP
Qu’est-ce que le découplage?
L’action d’une molécule qui dissipe le gradient en entraînant avec elle au travers de la membrane un ou plusieurs protons.
Qu’est-ce que le découplage produit?
Chaleur
Quels organismes génèrent de la chaleur par découplage des phosphorylations oxydatives?
- Animaux en hibernation
- Bébés naissants
Qu’est-ce qui confère la couleur brune au tissu adipeux brun?
Une haute concentration de mitochondries
Qu’est-ce que la thermogénine?
Un canal à protons passif responsable du découplage dans la membrane interne mitochondriale du tissu adipeux brun
V ou F: Le découplage arrête la respiration cellulaire et donc la synthèse d’ATP
Faux. Elle arrête seulement la synthèse d’ATP.
Qu’est-ce que l’effet Warburg?
L’observation que la plupart des cellules cancéreuses tirent leur énergie par un taux élevé de glycolyse suivie de fermentation dans le cytosol produisant des niveaux élevés d’acide lactique.
