Transport d'électrons et phosphorylations oxydatives Flashcards
1
Q
Vrai ou Faux: via les réactions de glycolyse et du cycle de Krebs, deux molécules de glucoses sont oxydées en CO2 en libérant 12 paires d’électrons
A
Vrai
2
Q
Vrai ou Faux: les 12 paires d’électrons issues de l’oxydation du glucose sont directement transférées à l’oxygène
A
Faux, elles sont d’abord transférées aux coenzymes NAD+ et FAD pour former 10 NADH et 2 FADH2
3
Q
Vrai ou Faux: les électrons sont directement transmis du NADH/FADH2 vers l’O2
A
Faux, ils doivent passer par une série d’intermédiaires (transporteurs d’électrons)
4
Q
Qui suis-je: je met en place un gradient de proton nécessaire pour l’ATPase
A
Chaine de transport d’électrons
5
Q
Comment la chaine de transport d’électrons peut-elle créer un gradient de protons?
A
Des protons H+ sortent de la matrice mitochondriale pour aller vers l’espace intermédiaire.
(L’énergie libre résultant de la formation de ce gradient est utilisée pour la synthèse d’ATP à partir d’ADP et de Pi)
6
Q
Combien vaut 1 NADH en ATP?
A
3 ATP
7
Q
Combien vaut 1 FADH2 en ATP?
A
2 ATP
8
Q
Qui suis-je: une des membranes de la mitochondrie qui est poreuse et où les ions peuvent circuler librement
A
Membrane externe
9
Q
Décrire la membrane externe de la mitochondrie
A
Membrane poreuse qui laisse passer librement les ions (pyruvate, NAD, NADH)
10
Q
Qui suis-je: une des membranes de la mitochondrie qui est dite sélectivement perméable
A
Membrane interne
11
Q
Pourquoi dit-on que la membrane interne de la mitochondrie est sélectivement perméable?
A
Elle n’a pas de pores, donc aucune substance peut circuler librement, mais elle peut permettre l’entrée de substances si celle-ci sont transporter par des transporteurs actifs
12
Q
Vrai ou Faux: les protéines qui assurent le transport d’électrons et les phosphorylations oxydatives sont liées à la membrane interne de la mitochondrie?
A
Vrai
13
Q
Les protéines assurant le transport d’électrons et les phosphorylations oxydatives sont-elles inclues dans la membrane interne ou externe de la mitochondrie?
A
interne
14
Q
Pourquoi dit-on que la membrane interne est-elle sélectivement perméable?
A
c’est dû à la formation d’un gradient de protons qui fournit l’énergie essentielles à la respiration cellulaire
15
Q
De quoi est composé le gradient électrochimique/ gradient de protons?
A
- gradient chimique ou de pH
- l’espace intermembranaire est plus acide que la matrice. - gradient électrique où le potentiel de membrane est + (Em = +)
16
Q
Quel autre nom donne-t-on au gradient de protons?
A
Force promotrice
17
Q
Pourquoi nomme-t-on le gradient de protons “force promotrice”?
A
Elle permet à l’ATP synthase de fonctionner
L’entrée ou le retour d’un proton par diffusion vers la matrice génère de l’énergie libre nécessaire à la synthèse de l’ATP
18
Q
Qu’est-ce que la chimiosmose?
A
Mouvement des ions en fonction de leur gradient électrochimique à travers une membrane sélectivement perméable
19
Q
Pour quelles raisons la membrane interne de la mitochondrie doit-elle contenir des systèmes de transport?
A
Car les rxn de transport d’électrons et de phosphorylations oxydatives se produisent dans la membrane interne
20
Q
Qui suis-je: molécule produite lors de la glycolyse dans le cytoplasme qui doit accéder à la chaine de transport d’électrons pour y être oxydé par l’O2?
A
NADH
21
Q
Vrai ou Faux: les métabolites produits par la mitochondrie (oxaloacétate et acétyl-coa) doivent atteindre leurs destinations métaboliques
A
Vrai
22
Q
Quelle est la destination métabolique des métabolites produits par la mitochondrie?
A
Sortir de la mitochondrie (aller dans le cytoplasme)
23
Q
Qui suis-je: précurseur de la biosynthèse de glucose?
A
Oxaloacétate
24
Q
Qui suis-je: précurseur de la biosynthèse des acides gras?
A
Acétyl-CoA
25
Pourquoi l'ATP produit par la mitochondrie doit-elle se rendre au cytoplasme?
Car c'est dans le cytoplasme que se déroule les réactions qui utilisent l'ATP.
26
Qui suis-je: type de transport où une seule molécule passe dans un seul sens (passif)
Uniport
27
Décrire le type de transport symport?
2 molécules sont transportées dans le même sens
(ex: Pi+ H+)
28
Qui suis-je: type de transport où deux molécules sont transportées dans 2 directions différentes
Antiport
ex: ADP entre dans la mitochondrie alors que ATP sort
29
Quel est le nom du transport de l'ADP et de l'ATP
Système antiport
Translocase des nucléotides adényliques
30
Qui suis-je: protéines qui s'occupent de transporter l'ADP et l'ATP
Nucléotides adényliques
31
Expliquer le transport de Pi
Le gradient de proton est nécessaire pour le transport de Pi
Lorsque Pi entre, il est accompagné de H+
32
Quel est le transporteur du Pi pour son retour dans la mitochondrie?
Transporteur de phosphate
- transporteur symport de Pi et de H+ qui dépend du gradient de pH
33
Expliquer le transport du NADH
Le NADH produit dans le cytoplasme lors de la glycolyse doit être transporté dans la membrane interne de la mitochondrie pour être réoxydé en NAD+
Transport qui s'effectue par des sytèmes de navette
34
Quel est le système de navette pour le transport du NADH?
Navette malate-aspartate
35
Où retrouve-t-on le système de navette malate-aspartate?
Coeur
Foie
Reins
36
Vrai ou Faux: le NAD+ mitochondrial est réduit par le NADH cytoplasmique
Vrai
37
Quelles sont les 2 phases du transport de NADH par la navette malate-aspartate?
PHASE A: transport d'électrons dans la matrice
PHASE B: régénération de l'oxaloacétate cytosolique
38
Décrire les 3 étapes de la phase A du transport du NADH par la navette malate-aspartate
1. dans le cytosol, le NADH est oxydé en NAD (il transfert son H à l'oxaloacétate pour donner du NAD+ et du malate)
- réaction catalysée par la malate déshydrogénase cytosolique
2. le transporteur malate-a-cétoglutarate transporte le matate du cytosol vers la matrice mitochondriale en échange d'a-cétoglutarate provenant de l'intérieur
3. dans la matrice mitochondriale, le NAD+ réoxyde le malate pour donner du NADH et de l'oxaloacétate
- réaction catalysée par la malate déshydrogénase mitochondriale
39
Quelle enzyme catalyse la première étape de la phase A du transport de NADH par la navette malate-aspartate?
Malate déshydrogénase cytosolique
40
Quelle enzyme la troisième étape de la phase A du transport du NADH par la navette malate-aspartate?
Malate déshydrogénase mitochondriale
41
Vrai ou Faux: le transporteur malate-a-cétoglutarate est un transporteur symport
Faux, il est antiport
Entrée du malate
Sortie d'a-cétoglutarate
42
Décrire les 3 étapes de la phase B du transport du NADH par la navette malate-aspartate
4. dans la matrice mitochondriale, une transaminase transforme l'oxaloacétate en aspartate avec la transformation concomitante de glutamate en a-cétoglutarate
5. l'asparate est transporté de la matrice vers le cytoplasme par le transporteur glutamate-aspartate en échange de glutamte cytosolique
6. dans le cytoplasme, l'aspartate est transformé en oxaloacétate en même temps que l'a-cétoglutarate est transformé en glutamate
- réaction catalysée par une transaminase
43
Quelle est la deuxième navette qui peut transporter le NADH?
Navette du glycérophosphate
44
Où retrouve-t-on la navette du glycérophosphate?
Cerveau
Muscle squelettique
45
Décrire les étapes du transport du NADH par la navette du glycérophosphate?
1. le G3P déshydrogénase catalyse l'oxydation du NADH cytosolique via le DHAP pour donner du NAD+ et du G3P
2. les électrons du G3P sont transférés à une déshydrogénase flavoprotéique pour donner du FADH2
3. la déshydrogénase flavoprotéique est localisée du côté externe de la membrane interne de la mitochondrie. Elle fournit les électrons à la chaine de transport
46
Pourquoi la navette du glycérophosphate est-elle moins efficace que la navette malate-aspartate?
Elle forme du FADH2 qui produit 2 ATP alors que la navette malate-aspartate produit du NADH qui produit 3 ATP
47
Quel est le but de la chaine de transport d'électrons?
Transporter NAD pour à la fin avoir du O2 et le réduire en 2H2O
48
Vrai ou Faux: la chaine de transport d'électrons est une succession de 4 complexes protéiques qui seront parcourus par les électrons
Vrai
Les électrons du NADH sont transférés au Complexe 1 et ceux du FADH2 au Complexe 2.
Ils sont ensuite transférés au Complexe 3 grâce au coenzyme Q puis du Complexe 3 au Complexe 4 par le cytochrome c
49
Qu'est-ce qui détermine la direction du flux d'électrons le long de la chaine de transport?
La faculté des composantes à perdre ou à gagner les électrons
50
Vrai ou Faux: dans la chaine de transport d'électrons, les électrons se déplacent des molécules avec un potentiel rédox négatif vers les molécules avec un potentel rédox positif
Vrai
Au début NADH peut facilement céder 2 électrons (potentiel rédox -)
À la fin de la chaine, l'O2 a une forte affinité à capter (potentiel rédox +)
51
Vrai ou Faux: lorsque les électrons du NADH ou du FADH2 s'écoulent dans la chaine de transport d'électrons, des protons H+ sont pompés à travers la membrane interne
Vrai,
De l'énergie (ATP) sera synthétisée quand les protons reviennent dans la matrice à travers l'ATP synthase
52
Vrai ou Faux: le transport des électrons est très exergonique
Vrai,
l'énergie libérée est suffisante pour permettre la formation de molécules d'ATP
53
Qui suis-je: molécule inhibitrice du complexe 1?
Roténone
amytal
54
Qui suis-je: molécule inhibitrice du complexe 3?
Antimycine A
55
Qui suis-je: molécule inhibitrice du complexe 4?
Cyanure
CO
56
Quels sont les complexes qui contribuent à la mise en place du gradient de protons?
Complexe 1,3,4
57
Décrire le complexe 1
- NADH déshydrogénase
- porte d'entré du NADH
- large complexe de plusieurs sous-unités protéiques contenant = FMN, FAD, plusieurs centre fer-soufre
58
Décrire le complexe 2
- Succinate déshydrogénase
- 4 sous-unités protéiques
- 4 cofacteurs ( 1 FAD et 3 centre Fe-S)
59
De quoi est constitué le complexe 3
- large complexe constitué de nombreuses sous-unités protéiques et 4 groupes prosthétiques participant au transfert d'électrons ( 2 cytochrome de type b, 1 centre Fe-S, 1 cytochrome de type c)
60
Que fait le complexe 3?
Il assure le transfert de 2 électrons du CoQH2 vers le cytochrome c.
61
Qui suis-je: transfert de 2 électrons du CoQH2 vers le cytochrome c?
Cycle Q
S'effectue en 2 phases
62
Pourquoi le cycle Q s'effectue-t-il en 2 phases?
Car le cytochorme c peut seulement accepter un électron à la fois
63
Combien de protons sont pompés dans l'espace intermédiaires par le complexe 3?
4 protons
64
Qui suis-je: petite hémoprotéine associée à la membrane interne de la mitochondrie
Cytochrome c
65
Où retrouve-t-on le cytochrome c ?
Chez tous les organismes sauf quelques anaérobies obligatoires
66
Vrai ou Faux: le cytochrome c peut agir comme une navette
Vrai, grâce à sa mobilité, il peut transporter les électrons du complexe 3 au complexe 4
67
De quoi est constitué le Complexe 4
- large complexe constitué de 2 cytochromes de Fe de type a et de 2 centres de cuivre
68
Que fait le complexe 4?
Il catalyse le transfert de 4 électrons du cytochrome c à l'O2
Il assume la réduction d'O2 en 2H2O.
69
Qui suis-je: je catalyse la synthèse endergonique d'ATP à partir d'ADP +Pi?
ATP synthase
70
Quel est le complexe sans contact avec les protéines qui assurent le transfert d'électrons?
Complexe 5 (ATP synthase)
71
Qu'est-ce que le couplage énergétique/ transudction d'énergie?
Processus par lequel la cellule utilise l'énergie libre libérée par le transfert d'électrons.
Cette énergie est mise en réserve sous une forme utilisable par l'ATP synthase.
72
Vrai ou Faux: le couplage énergetique utilise la chimiosmose
Vrai
73
Vrai ou Faux: chaque H+ qui retourne vers la matrice mitochondriale par diffusion génère de l'énergie libre qui sera requise pour former l'AP par l'ATP synthase
vRAI
74
Vrai ou Faux: l'ATP synthase peut débuter la synthèse d'ATP à n'importe quel moment?
Faux, elle peut seulement commencer une fois que 3 protons ont passer à l'intérieur de celle-ci
75
Pourquoi l'ATP synthase ne peut-elle pas fonctionner avant que 3 protons aient passé à l'intérieur?
La synthèse d'une molécule d'ATP nécessite beaucoup d'énergie libre physiologique qui est trop élevée pour le passage d'un seul H+. Après 3H+ le niveau d'énergie est assez élevée donc l'ATP synthase peut commencer son travail
76
Qui suis-je: ensemble enzymatique complexe qui contient au moins 16 protéines dans 2 régions (Fo et F1)
ATP synthase
77
Qui suis-je: je suis une pompe à protons et j'ai un moteur moléculaire rotatif
ATP synthase
78
Vrai ou Faux: l'ATP synthase catalyse une réaction réversible
Vrai
Elle fait la synthèse d'ATP en utilisant le gradient de protons, mais elle peut aussi faire l'hydrolyse de l'ATP pour pomper des protons contre un gradient électrochimique
79
L'ATP synthase peut catalyser une réaction réversible, mais elle fonctionne tout de même dans un seul sens. Pourquoi?
Les protons provenant du gradient de protons vont juste dans un sens (celui de la synthès de l'ATP)
80
Décrire la région Fo de l'ATP synthase
- région transmembranaire (enfouie dans la membrane)
- constituée de 3 types de sous-unités hydrophobes : a (possède deux demi-canaux à proton d'entrée et de sortie), b et c
-l'ensemble de la région Fo forme un canal à protons qui traverse la membrane
81
Décrire la région F1 de l'ATP synthase
- région qui catalyse la formation de la liaison pyrophosphate de l'ATP (génère ATP)
- se trouve sur la face matricielle de la mambrane mitochondriale interne
- forme sphérique constituée de 5 types de polypeptides (a,b,y,d,e)
- contient 3 sites de liaison pour ADP+Pi/ATP
82
Les régions Fo et F1 sont-elles reliées?
Oui elles sont reliées par une tige centrale et une colonne externe
83
Combien retrouve-t-on de sites catalytiques dans la région F1?
3
84
Vrai ou Faux: chacun des 3 sites catalytiques de l'ATP synthase est dans une conformation différente
Vrai,
Ouverte, lâche, serrée
Lorsque la force promotrice active l'ATP synthase, les 3 sites catalytiques passent successivement d'un état conformationnel et fonctionnel à l'autre
85
Quelle est l'étape/réaction/sous-unité qui nécessite l'énergie créée par la force promotrice?
La libération de l'ATP nouvellement synthétisée à partir de l'enzyme
On a besoin de la force promotrice pour faire un changement de conformation de l'ATP synthase afin de pouvoir libérée l'énergie
86
De quoi est formée l'ATP synthase?
1. rotor (partie mobile)
- constitué du dodécamère C12 associé aux sous-unité gama et epsilone
2. stator (partie fixe)
- constitué de l'hexamère a3b3 et des sous-unités a,b,d.
- le passage des protons est à l'origine d'un couple qui permet la rotation du rotor
87
Expliquer le fonctionnement de l'ATP avec le mouvement des 3 sites catalytiques
1. la liaison d'ADP et de Pi au site catalytique de faible affinité lorsque F1 est en conformation lâche
2. le passage des 3 protons à travers l'ATP synthase induit des changements de conformations des 3 sites.
Lache -->Tight (production ATP)
T -->Open
O--> L
3. en même temps qu'un ATP est synthétisé sur le site T d'une sous-unité, celui lié au site O se dissocie
88
Vrai ou Faux: la synthèse d'ATP nécessite un gradient de protons
Vrai
89
Qui suis-je: j'inhibe l'ATP synthase en bloquant son canal à protons (sous-unité Fo)
Oligomycine
90
Que fait l'oligomycine?
Elle inhibe l'ATP synthase en bloquant son canal à protons (sous-unité Fo) qui est nécessaire à la phosphorylation oxydative d'ADP en ATP (production d'énergie)
91
Vrai ou Faux: l'inhibition de la synthèse d'ATP arrête la chaine de transport d'électrons
Vrai
Même si les 2 ne sont pas couplés, la haute concentration de protons n'est pas dissipée. L'énergie libre libérée par l'oxydation biologique des substrats (NADH et FADH2) est insuffisante pour pomper des H+ contre un gradient encore plus élevé. Les pompes ne peuvent pas pomper, car le gradient est trop fort.
92
Quel est le type de transport pour l'ADP/ATP?
Antiport
Translocase des nucléotides adényliques
93
Pourquoi le transport de l'ADP/ATP représente-t-il un coût énergétique?
En faisant le transport d'ADP/ATP un H+ entre aussi, on perd un H+ qui pourrait être utilisé ailleurs.
94
Quel est le type de transport pour le Pi?
- Pi entre vers la matrice par un transport à péage symport
- symport, car Pi a besoin d'un H+ pour entrer.
- coût énergétique ici aussi, car on perd un H+ qui ne sera pas utilisé par l'ATP synthase
95
Que se passe-t-il si la concentration d'ATP est faible?
Stimule le tout pour produire plus d'ATP
96
Que se passe-t-il si la concentration d'ADP est élevée?
Stimule l'action de tout le système
97
De quoi dépend la régulation de la production d'ATP?
- apport en NADH
- apport en O2, ADP et Pi
- activité physique
98
Vrai ou Faux, au repos, les phosphorylations oxydatives sont ralenties
Vrai
99
Vrai ou Faux: à l'effort, la vitesse des phosphorylation oxydatives s'accélère
Vrai
100
Quels sont les composés qui découplent le processus de transfert d'électrons de la synthèse d'ATP?
DNP
FCCP
101
Qui suis-je: 2 composés qui sont des acides faibles liposolubles qui traversnet les membranes sous forme neutre ou protonée?
DNP
FCCP
102
Que font DNP et FCCP?
Dans un gradient de pH, ils fixent les protons sur le côté cytosolique, diffusent dans la membrane et libèrent les protons du côté de la matrice (le gradient de proton est donc dissipé)
En gros, ils augmentent le nb de protons dans la matrice ce qui rééquilibre un peu plus la gradient de protons
103
Vrai ou Faux: le découplage produit par DNP et FCCP produit de la chaleur
Vrai
104
Vrai ou Faux: DNP et FCCP accélèrent le métabolisme
Vrai
105
Qui suis-je: protéine retrouvée dans la membrane interne des mitochondries du tissu adipeux brun qui crée un canal à protons passif par lequel s'écoulent les protons de l'espace intermembranaire vers la matrice
Thermogénine
