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Biochimie et métabolisme EXAM 2 > Transport d'électrons et phosphorylations oxydatives > Flashcards

Transport d'électrons et phosphorylations oxydatives Flashcards

1
Q

Pourquoi les électrons passent par les transporteurs d’électrons pour devenir de l’O2?

A

Ils participent aux réactions d’oxydo-réduction de plus de 10 centres rédox avant de réduire en O2 et H2O.

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2
Q

La réaction de NADH crée combien d’ATP?

A

3 ATP

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3
Q

La réaoxydation de FADH2 permet la synthèse de combien d’ATP?

A

2 ATP

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4
Q

Quel est le total d’ATP produit par une molécule de glucose oxydée en CO2 et H2O?

A

38 ATP

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5
Q

À quel endroit sont les protéines qui assurent le transport d’e- et les phopshorylations oxydatives?

A

Elles sont liées à la membrane interne de la mitochondrie.

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6
Q

Vrai ou faux. La membrane mitochondriale extterne est perméable à la plupart des ions et petites molécules.

A

Vrai

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7
Q

Vrai ou faux. La membrane interne de la mitochondrie est imperméable aux ions H+.

A

Vrai. Prendre en compte qu’elle n’est PAS semi-perméable.

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8
Q

Quels sont les 2 composantes du gradient électrochimique?

A
  1. Gradient chimique ou de pH (espace intermembranaire plus acide que la matrice, essentiel à l’activité de certaines enzymes)
  2. Gradient électrique où le potentiel membranaie est positif
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9
Q

Comment nomme-t-on le gradient électrochimique de protons ?

A

Force protomotrice (FPM)

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10
Q

Qu’est-ce que la chimiosomose?

A

Mouvement des ions, en fonction de leur gradient électrochimique, à travers une membrane sélectivement perméable

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11
Q

Quels processus permettent les sytèmes de transport de la membrane interne de la mitochondrie? (3)

A
  1. NADH doit pouvoir accéder à la chaîne de transport d’électrons afin d’être oxydé par l’O2
  2. Métabolites produits par la mitochondrie doivent atteindre leurs destinations métaboliques
  3. L’ATP produit par la mitochondrie doit parvenir au cytoplasme et l’ADP et Pi doivent entrer dans la mitochondrie.
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12
Q

Par quel type de transport l’ADP et l’ATP traversent la membrane cellulaire ?

A

Antiport, impliquant la translocase des nucléotides adényliques (dimère de sous-unités identiques)

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13
Q

Comment le Pi revient-il dans la mitochondrie?

A

Par un transporteur de phosphate (système symport sous la dépendance d’un gradient de pH)

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14
Q

Comment le NADH de la glycolyse est-il transporté dans la membrane interne de la mitochondrie?

A

Cela s’effectue par la navette malate-aspartate (coeur, foie et rein) où le NAD+ mitochondrial est réduit par le NADH cytosolique moyennant la réduction de l’oxaloacétate suivie de sa régénération.

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15
Q

Quelles sont les 3 étapes de la phase A (transport d’électrons dans la matrice) du transport du NADH avec la navette malate-aspartate?

A
  1. Dans le cytosol, le NADH réduit l’oxaloacétate pour donner du NAD+ et du malate lors d’une réaction catalysée par la malate déshydrogénase cytosolique.
  2. Le transporteur malate-alpha-cétoglutarate transporte le malate du cytosol vers la matrice mitochondriale en échange d’alpha-cétoglutarate provenant de la matrice.
  3. Dans la matrice mitochondriale, le NAD+ réoxyde le malate pour donner du NADH et de l’oxaloacétate, réaction catalysée par la malade déshydrogénase mitochondriale.
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16
Q

Quelles sont les 3 étapes de la phase B (régénération de l’oxaloacétate cytosolique) du transport du NADH avec la navette malate-asparate ?

A
  1. Dans la matrice, une transaminase transforme l’oxaloacétate en aspartate avec transformation concomitante de glutamate en alpha-cétoglutarate.
  2. L’aspartate est transporté de la matrice vers le cytoplasme par le transporteur glutamate-aspartate en échange de glutamate cytosolique
  3. Dans le cytoplasme, l’aspartate est transformée en oxaloactétate par une transaminase en même temps que l’alpha-cétoglutarate est transformée en glutamate.
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17
Q

Où retrouve-t-on la navette du glycérophosphate?

A

Dans le cerveau et les muscles squelettiques.

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18
Q

Vrai ou faux. La navette du glycérophosphate est plus simple et plus efficace que la navette malate-aspartate sur le plan énergétique.

A

Faux. Elle est plus simple MAIS moins efficace.

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19
Q

Quelles sont les 3 étapes du transport du NADH à l’aide de la navette du glycérophosphate?

A
  1. Le glycérol-3-phosphate déshydrogénase catalyse l’oxydation du NADH cytosolique via le dihydroxyacétone phosphate pour donner NAD+ et glycérol-3-phosphate (G3P)
  2. Les électrons du G3P sont transférés à une déshydrogénase flavoprotéique pour donner du FADH2
  3. Cette enzyme est localisée sur le côté externe de la membrane interne de la mitochondrie et elle fournit des électrons à la chaine de transport.
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20
Q

Par qui sont captés les électrons dans la glycolyse et le cycle de Krebs?

A

Par le NAD+ et le FAD

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21
Q

À quoi est couplé l’énergie libre du transport d’électrons du NADH/FADH2 vers l’O2 pour donner du H2O?

A

À la synthèse d’ATP

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22
Q

La chaîne de transport d’électrons est une succession de combien de complexes protéiques parcourus par les électrons?

A

4 complexes protéiques

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23
Q

À quel complexe les électrons du NADH sont transférés?

A

Au complexe I

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24
Q

À quel complexe sont transférés les électrons du FADH2?

A

Au complexe II

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25
Les électrons du complexe I et II sont transférés à quel complexe et grâce à quelle enzyme?
Au complexe III grace au coenzyme Q.
26
À quel complexe les électrons du complexe III sont transférés et par quelle protéine?
Au complexe IV par la protéine membranaire périphérique (cytochrome c)
27
Pourquoi la navette du glycérophosphate est-elle moins énergétiquement efficace que l'autre?
Parce que le FADH2 donne 2 ATP et le NADH en donne 3, donc on perd un ATP et NADH transporté de cette manière.
28
Par quoi est déterminée la direction du flux d'électrons le long de la chaîne de transport?
Par la faculté des composantes à perdre ou à gagner ces électrons.
29
Combien d'électrons peut céder le NADH?
2 e-
30
Par quoi est exprimée la capacité à donner ou capter des électrons?
Le potentiel d'oxydoréduction (-315 mV pour NAD+ qui a une affinité modéré pour les e- et O2 qui a un potentiel de +815mV et qui accepte faiclement les e-)
31
Vrai ou faux. Les électrons se déplacent des molécules à faible potentiel rédox vers celles à fort potentiel rédox.
Vrai (p.e, les électrons se déplacent du NADH vers l'O2 (+815mV))
32
Quelles sont les composantes du complexe I (NADH déshydrogénase) ?
Large, 46 sous-unités protéiques contenant : - FMN et 6-7 centres fer-soufre (Fe-S)
33
Quel est le rôle de la NADH déshydrogénase (mécanisme d'action)?
NADH donne 2 e- au FMN qui est réduit en FMNH2. Les e- du FMNH2 passent aux centres Fe-S où le fer peut alterner entre la forme oxydée Fe3+ et la forme réduite Fe2+. Les électrons sont ensuite transférés à CoQ, dont la réduction conduit à CoQH2. Parallèlement, 4 protons seront pompés hors de la matrice et contribueront à la création du gradient électrochimique.
34
De quoi est composé le complexe II (Succinate déshydrogénase)?
4 sous-unité protéiques dont la succinate déshydrogénase et 4 cofacteurs : - 1 FAD et 3 centres Fe-S
35
Quel est le mécanisme d'action du complexe II?
- FADH2 associé à la succinate déshydrogénase transfère ses e- au CoQ (devient CoQH2) via Fe-S - CoQH2 transférera ensuite les e- au complexe III
36
37
De quoi est constitué le complexe III?
Large complexe : - 2 cytochromes de type b (bl (low) et bh(high)) - 1 centre Fe-S - 1 cytochrome de type c
38
Quel est le mécanisme d'action du complexe III?
Assure le transfert des 2e- du CoQH2 vers le cytochrome c (cycle Q). S'effectue en 2 phases car cytochrome c ne peut accepter qu'un e- à la fois. Au total, 4 protons seront pompés dans l'espace intermembranaire
39
Qu'est-ce que le cytochrome c?
Petite hémoprotéine associée à la membrane interne de la mitochondrie (se retrouve chez presque tous les organismes).
40
Quel est le mécanisme d'action de cytochrome c?
Agit comme une navette et transportes les e- du complexe III à la cytochrome c oxydase (complexe IV). Le fer du noyau hème du cytochrome c transporte un seul e- à la fois en passant de l'état Fe3+ à Fe2+
41
De quoi est composé le complexe IV?
Large complexe : - 2 cytochromes (Fe) de type a (a et a3) - 2 centres cuivre (CuA et CuB)
42
Quel est le mécanisme d'action du complexe IV?
Catalyse le transfert de 4e- du cytochrome c à l'O2 (assume réduction de O2 en H2O, necessite aussi 4 H+). Les centres Cu participent au transfert d'e- en alternant entre l'état Cu+ et Cu2+ (oxyde et transporte qu'un e- à la fois)
43
Que fait le MPTP?
Il est rapidement transformé en MPP+ dans le cerveau. C'est un puissant inhibiteur du complexe I dans la région de substance noire principalement composée de neurones dopaminergiques
44
45
Est-ce que la synthèse d'ATP est endergonique ou exergonique?
Endergonique
46
Par quoi est catalysé la synthèse d'ATP?
L'ATP synthase (Complexe V)
47
Vrai ou faux. Le complexe V est en contact avec aucune protéine qui assurent le transport d'électrons.
Vrai
48
Vrai ou faux. L'énergie libre libérée par le transfert d'électrons doit être mise en réserve sous forme utilisable pour l'ATP synthase.
Vrai
49
Comment se nomme le processus de conservation de l'énergie libre du transfert d'électrons?
Couplage énergétique ou transduction d'énergie.
50
Combien de protons sont nécessaires pour la synthèse d'un ATP?
3 protons
51
De quoi est composé l'ATP synthase?
D'un ensemble enzymatique complexe, contenant au moins 16 protéines différentes dans 2 régions appelées Fo et F1
52
Quels sont les 2 rôles de l'ATP synthase?
1. Pompe à protons 2. Moteur moléculaire rotatif
53
Vrai ou faux. L'ATP catalyse une réaction irréversible.
Faux. Réversible.
54
Vrai ou faux. L'ATP synthase peut synthétiser l'ATP en utilisant la force protomotrice des protons traversant la membrane mitochondriale interne.
Vrai
55
Vrai ou faux. L'ATP synthase peut hydrolyser l'ATP pour pomper les protons dans le sens du gradient électrochimique.
Faux. Il pompe contre le gradient électrochimique.
56
De quoi est composé la région F0 de l'ATP synthase?
Elle est transmembranaire et elle a 3 types de sous-unités hydrophobes : a,b,c. a possède 2 demi-canaux à protons pour l'entrée et la sortie
57
De quoi est responsable la région F0 de l'ATP synthase?
De la translocation des protons.
58
Où est situé la région F1 de l'ATP synthase?
Sur la face matricielle mitochondriale interne.
59
De quoi est constitué la région F1 de l'ATP synthase?
Sphérique : 5 rypes de polypeptides : gamma et epsilon formant une tige centrale 6 sous-unité alpha et bêta disposées selon un anneau hexagonal fixant les nucléotides (seul beta possède activité ATP synthase et son hydrolyse) Contient également une sous-unité delta Contient également 3 sites de liaison pour ADP+Pi/ATP
60
Quel est le rôle de F1 de l'ATP synthase?
Catalyse la formation de la liaison pyrophosphate de l'ATP
61
Comment sont connectés les sous-unités Fo et F1?
1. Par une tige centrale gamma-epsilon qui est liée à l'anneau formé par les sous-unité c 2. Par un colonne externe constituée de la sous-unité a, des 2 sous-unité b et de la sous-unité delta
62
Vrai ou faux. Boyer a observé que la réaction d'échanger se produit in vitro en l'absence de gradient de protons.
Vrai
63
Vrai ou faux. L'étape nécessitant de l'énergie dans l'ATP synthase est la production d'ATP.
Faux. C'est la libération d'ATP.
64
Quelles sont les 3 conformations possibles des 3 sites catalytique alpha-bêta de l'ATP synthase?
Ouverte, lâche, serrée
65
Vrai ou faux. La formation d'ATP liée à l'ATP synthase ne nécessite pas d'énergie.
Vrai
66
Que la synthèse de l'ATP nécessite comme structure?
Une structure qui tourne en réponse à la force protomotrice.
67
De quoi est formé l'ATP synthase?
- Rotor constitué du dodécamère c12 associé aux sous-unités gamma et epsilon - Stator constitué de l'hexamère alpha3bêta3 et des sous-unité a,b et delta.
68
Vrai ou faux. La liaison d'ADP et de Pi au site catalytique est de faible affinité lorsque F1 est en conformation lâche.
Vrai
69
Quels changements conformationnels induit le passage de protons à travers l'ATP synthase?
La conformation L (avec ADP et Pi) se transforme en conformation serrée (T) où est produit l'ATP. Les 2 autres sous-unités changent aussi de conformation, le site T qui contient l'ATP passe en confirguration ouverte (O) et le site qui se trouvait en O passe en L
70
Comment l'oligomycine inhibe l'ATP synthase?
En bloquant son canal à protons (sous-unité F0) qui est nécessaire à la phosphorylation oxydative d'ADP en ATP.
71
Pourquooi l'inhibition de la synthèse d'ATP arrête égaement la chaîne de transport d'électrons?
Parce que la haute concentration de protons n'est pas dissipée, l'énergie libérée par l'oxydation biologique de substrats (NADH et FADH2) est insuffisante pour pomper des protons contre un gradient encore plus élevé.
72
Vrai ou faux. L'utilisation de la translocase des nucléotides adényliques est coûteux pour la cellule.
Vrai
73
Quel est le principal mécanisme de régulation de la respiration cellulaire?
Les besoins énergétiques (ATP)
74
75
Quels sont les facteurs régulant la production d'ATP?
1. L'apport en NADH 2. Apport en O2, ADP et Pi 3. Activité physique
76
Quels sont les 2 composés chimiques connus pour découpler le processur de transfert d'électrons par la synthèse d'ATP?
Le DNP et le FCCP
77
Quel est le rôle de DNP et FCCP?
Ce sont des acides faibles liposolubles traversant les membranes sous forme neutre ou protonée. Dans une gradient de pH, ils fixent les protons sur le côté cytosolique, diffusent dans la membrane et libèrent les protons du côté matriciel de la membrane, dissipant ainsi le gradient. Produit de la chaleur
78
Pourquoi savais-ton que le DNP et le FCCP accélérait le métabolisme avant que le mécanisme de découplage soit identifié?
Le DNP était utilisé pour perdre du poids. Il diminuait la production d'ATP et faisait de la chaleur, qui en surdose provoquait une fièvre fatale.
79
Quelle propriété contiens la membrane intere des mitochondries du tissu adipeux brun?
La thermogénie (crée un canal protons passif par lequel s'écoulent les protons de l'espace intermembranaire vers la matrice)
80
Qu'est-ce que l'effet Warburg?
Les cellules cancéreuses tirent leur énergie principalement par un taux élevé de glycolyse suivie de fermentation dans le cytosol, produisant des taux élevés d'acide lactique

Biochimie et métabolisme EXAM 2 (3 decks)

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