Transport des Électrons + Phosphorylations Oxydatives Flashcards

1
Q

Les 12 paires d’électrons issues de l’oxydation d’une molécule de glucose ne sont pas directement transférées à l’oxygène, mais à … ?

A

NAD+ et FAD pour former 10 NADH et 2 FADH2.

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2
Q

Les électrons ne passent pas directement au NAD+ et FAD mais aux … ?

A

Transporteurs d’électrons, pour mettre en place un gradient de protons pour le fonctionnement de l’ATP syntase.

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3
Q

Qu’est-ce qui fournit l’énergie pour la synthèse de l’ATP ?

A

Des protons sortent de la matrice de la mitochondrie vers l’espace intermembranaire et c’est l’énergie résultant de ce gradient de protons qui fournit l’énergie.

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4
Q

Où se trouvent les protéines qui assurent le transport d’électrons et les phosphorylations oxydatives ?

A

Elles sont liées à la membrane interne de la mitochondrie.

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5
Q

La membrane mitochondriale externe est … ?

A

Perméable/poreuse et laisse passer la plupart des ions et des petites molécules.

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6
Q

La membrane mitochondriale interne est … ?

A

Imperméable aux ions, en particulier les protons. On dit qu’elle est sélectivement perméable.

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7
Q

Le gradient électrochimique est composé de deux gradients, lesquels ?

A

Gradient chimique : le cytoplasme est plus acide que la matrice mitochondriale.

Gradient électrique : le potentiel de membrane/espace intermembranaire est chargé positivement (plus de H+ à l’extérieur de la matrice).

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8
Q

Pourquoi le gradient électrochimique est souvent appelé force protomotrice ?

A

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.

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9
Q

Qu’est-ce que la chimiosmose ?

A

Elle se définit comme le mouvement des ions, en fonction de leur gradient électrochimique, à travers une membrane sélectivement perméable.

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10
Q

La membrane interne de la mitochondrie doit contenir des systèmes de transport permettant quels processus ?

A

1 . NADH produit lors de la glycolyse dans le cytoplasme doit atteindre la chaine de transport d’électrons.
2 . Métabolites doivent atteindre leurs destinations métaboliques.
3 . L’ATP produit par la mitochondrie doit parvenir au cytoplasme où se déroulent les réactions qui la nécessite.

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11
Q

Quels sont les 3 systèmes de transport membranaire ?

A

1 . Uniport : 1 molécule à la fois.
2 . Symport : 2 molécules différentes dans le même sens (pyruvate et H+).
3 . Antiport : 2 molécules différentes dans des sens opposés (ADP et ATP).

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12
Q

Système de transport de l’ATP ?
Pourquoi est-il couteux pour la cellule ?

A

La membrane interne mitochondriale contient un système qui fait sortir l’ATP de la matrice mitochondriale dans le cytoplasme en échange d’ADP.

Système antiport : translocase des nucléotides adényliques (dimère de sous-unités identiques).

Couteux : 4 ATP sortent et 3 ADP entre (-1).

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13
Q

Système de transport de Pi ?

A

Pi revient dans la mitochondrie par le transporteur de phosphate, un système symport sous dépendance d’un gradient de pH.
(H+ provient de ceux exclus par les pompes de la chaine de transport d’électrons). Encore couteux pour la cellule.

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14
Q

Système de transport du NADH ?

A

Navette malate-aspartate (coeur, foie, riens).
Le NAD+ mitochondriale est réduit par le NADH cytosolique par un processus en 2 phases de 3 étapes chacunes.

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15
Q

Phase A : transport des électrons dans la matrice ?

A

1 . Dans le cytosol, le NADH réduit l’oxaloacétate pour donner NAD+ et du malate (malate déshydrogénase cytosolique).

2 . Le transporteur malate-alpha-cétoglutarate transport le malate du cytosol vers l amatrice mitochondriale en échange de l’alpha-cétoglutarate provenant de la matrice (antiport).

3 . Dans la matrice mitochondriale, le NAD+ est réoxydé en NADH et oxaloacétate (malate déshydrogénase mitochondriale).

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16
Q

Phase B : Régénération de l’oxaloacétate cytosolique ?

A

1 . Dans le 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 transformé en oxaloacétate par une tranaminase en même temps que l’alpha-cétoglutarate est transformé en glutamate.

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17
Q

Système de transport du NADH moins efficace énergiquement ?

A

La navette glycérphosphate (cerveau et muscle).

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18
Q

Les 3 étapes de la navette glycérphosphate ?

A

1 . GAPDH catalyse l’oxydation du NADH cytosolique via le DHAP pour donner NAD+ + G3P.

2 . Les électrons du G3P sont transférés à une déshydrogénase flavoprotéique pour donner FADH2.

3 . Elle fournit des électrons pour la chaine de transport d’électrons (elle est situé sur le côté externe de la membrane interne de la mitochondrie).

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19
Q

Pourquoi la navette glycérophosphate est-elle moins efficace ?

A

On passe du NADH (3 ATP) au FADH2 (2 ATP).

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20
Q

Les électrons du NADH sont transférés à quel complexe ?

A

Complexe I

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21
Q

Les électrons du FADH2 sont transférés à quel complexe ?

A

Complexe II

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22
Q

Les électrons combinés sont ensuite transférés au … ?

A

Complexe III grâce au coenzyme Q.

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23
Q

Quel est le derniers complexe qui accueil les électrons ?

A

Complexe IV par la protéine périphérique cytochrome c.

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24
Q

La direction du flux d’électrons le long de la chaine est déterminé par … ?

A

La faculté des composantes à perdre ou à gagner ces électrons.

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25
NAD+ a une affinité modérée pour les électrons ce qui entraine que ... ?
Sa forme réduit NADH peut facilement céder ses 2 électrons. -315 mV (bon agent réducteur)
26
O2 a une forte affinité pour les électrons ce qui entraine ... ?
Une attraction des électrons, c'est un bon agent oxydant. +815 mV
27
Les électrons se déplacent des molécules à ... potentiel rédox vers les molécules à ... potentiel rédox ?
faible ... fort (NADH à O2).
28
Un E positif = un G ... ?
Négatif.
29
Où sont pompés les protons lorsqu'ils s'écoulent dans la chaine ?
À travers la membrane interne vers l'espace intermembranaire.
30
Vrai ou faux : Les complexes peuvent se déplacer latéralement à l'intérieur de la membrane mitochondriale ?
VRAI
31
Le Complexe I se nomme ?
NADH déshydrogénase.
32
Le Complexe I contient ?
Large complexe de 46 sous-unités Flavine mononucléotide (FMN) 6-7 centres fer-soufre
33
Le Complexe I mécanisme ?
NADH donne ses 2 électrons au FMN qui est réduit en FMNH2. Les électrons su FMNH2 passe sur d'autres protéines incluant les centres fer-souffre ou Fe alterne entre sa forme oxydée Fe3+ et sa forme réduite Fe2+. É ensuite transférés à CoQ qui est réduit en CoQH2. CoQH2 transfert électrons au Complexe II. *Parallèlement, 4 protons sont pompés hors de la matrice et contribueront à la création du gradient électrochimique.
34
Le Complexe II se nomme ?
Succinate déshydrogénase.
35
Le Complexe II contient ?
4 sous-unités dont la Succinate déshydrogénase + 4 cofacteurs : 1 FAD et 3 centres Fe-S.
36
37
Le Complexe III se nomme ?
Q-cytochrome
38
Le Complexe III contient ?
Large complexe avec plusieurs sous-unités. 2 cytochromes b 1 centre Fe-S 1 cytochrome c
39
Le Complexe III mécanisme ?
Il assure le transfert des 2 é de CoQH2 vers cytochrome c. Ce "cycle Q" s'effectue en 2 phases puisque le cytochrome c
40
Cytochrome c caractéristiques ?
Petite hémoprotéine. Chez tous les organismes sauf quelques anaérobies obligatoires. Sert de "navette". Le fer de noyau hème transport 1 é à la fois en alternant entre Fe3+ et Fe2+.
41
42
Le Complexe IV mécanisme ?
Il assume la réduction de O2 en 2H2O ce qui nécessite 4 é venant du cytochrome c + 4 é prélevé de la matrice. *l'énergie libéré par la ré-oxydation du cytochrome c sert à pomper 4 protons hors de la matrice.
43
Quel est le Complexe V ?
L'ATP synthase
44
Qu'est-ce qui génère l'énergie libre requise pour former l'ATP ?
Les H+ qui retourne de l'espace intermembranaire vers la matrice mitochondriale.
45
Combien de protons sont nécessaires pour la synthèse de l'ATP ?
3
46
Structure de l'ATP synthase ?
Ensemble enzymatique complexe qui contient au moins 16 protéines différentes dans 2 régions : Fo et F1.
47
2 caractéristiques de l'ATP synthase ?
Pompe à protons + moteur moléculaire rotatif
48
Vrai ou faux : L'ATP synthase catalyse une réaction réversible ?
Vrai. Elle peut faire la synthèse ou l'hydrolyse de l'ATP.
49
La région Fo est responsable de ... ?
La translocation des protons.
50
Caractéristiques de la région Fo ?
Transmembranaire (canal). 3 sous-unités hydrophobes : a, b et c.
51
La sous-unité a de la région Fo possède ... ?
2 demi-canaux à protons : un pour l'entrée et un pour la sortie.
52
Où se trouve la région F1 ?
Sur la face matricielle de la membrane mitochondriale interne.
53
Structure de la région F1 ?
Forme sphérique + 5 types de polypeptides : alpha, beta, gamma, delta et epsilon.
54
La tige centrale de la région F1 est composé de quels sous-unités ?
gamma et epsilon
55
Rôle des 6 sous-unités alpha (3) et beta (3) ?
Disposés selon un anneau hexagonal, ils fixent les nucléotides. Seules les sous-unités beta possèdent l'activité catalytique permettant de synthétiser l'ATP à partir de l'ADP + Pi .
56
Combien de sites catalytiques pour lier ADP/ATP ?
3
57
Rôle de la région F1 ?
Catalyser la formation de la liaison pyrophosphate de l'ATP.
58
Les deux régions de l'ATP synthase sont connectées par ?
La tige centrale gamma/epsilon qui est fermement liée à l'anneau formé par les sous-unités c. Une colonne externe constituée de la sous-unité alpha, 2 beta et delta.
59
Les études de Boyer on révélées quoi en terme de la synthèse de l'ATP ?
La formation de l'ATP lié à l'enzyme ne nécessite pas d'énergie.
60
Les études de Boyer on révélée l'étape qui nécessite de l'énergie lors de la synthèse de l'ATP, laquelle ?
La libération de l'ATP nouvellement synthétisée à partir de l'enzyme.
61
En gros, comment se libère l'énergie ?
Le flux des protons à travers Fo induit des changements de conformations de l'enzyme F1 qui aboutissent aux étapes de formation de l'ATP.
62
3 conformation des sites catalytiques alpha/beta de l'ATP synthase ?
open, loose, tight ouverte, lâche, fermée
63
L'ATP synthase est formé de 2 parties qui rotationnent, lesquelles ?
Un rotor : c12 + gamma/epsilon (mobile) Un stator : alpha3bata3 + a + b + delta
64
La liaison ADP+Pi au site catalytique est faible lorsque ?
F1 = lâche
65
Rôle du site T ?
Production d'ATP
66
Rôle du site O ?
Libération de l'ATP
67
Oligomycine inhibe quoi ?
ATP synthase en bloquant son canal à H+.
68
Pourquoi l'inhibition de l'ATP synthase arrête aussi la chaine de transport d'électrons ?
La haute concentration de H+ n'est pas dissipée : énergie libre libérée par oxydation des substrats est insuffisante pour pomper des H+ contre un gradient plus élevée.
69
Quels facteurs stimulent la production d'ATP ?
ATP faible ADP ^
70
Le transport d'électrons est régulé par ?
Ration NADH/NAD+ intramitochondriale (si ^ assez d'énergie).
71
Comment l'effort affectent les phosphorylations oxydatives ?
Repos : ATP/ADP+Pi = élevé = PO lentes Effort : ATP/ADP+Pi = bas = PO ^
72
Régulation de l'ATP par découplage ?
DNP et FCCP découple le processus de transfert d'électrons (acides faibles liposolubles qui traversent membrane). Font entrer des H+ ce qui dissipe le gradient. Cela produit de la chaleur. Animaux et nouveaux-nés génère énormément de chaleurs par découple : tissus adipeux brun. Thermogénine : canal à protons passif.
73
Oligomycine et CN- ?
Arrêt de la synthèse d'ATP.
74
DNP ?
Agent découplant qui permet quand même la chaine de transport, mais pas la synthèse de l'ATP.
75
Conséquence du découplage ?
Protons réintègre la matrice : Gradient H dissipé Électrons ne capte pas énergie en tant qu'ATP = PAS de synthèse d'ATP. Émission de chaleur.