UA 2 Flashcards
Que doit-il se passer pour qu’une réaction chimique se produise? (3)
Formation, réorganisation ou rupture de liaisons chimiques.
Nommez deux milieux propices aux réactions chimiques.
Liquide et gazeux
Expliquez l’avantage des milieux liquide et gazeux pour favoriser les réactions chimiques.
Les liquides et les gaz permettent le mouvement des molécules et les collisions entre elles, permettant ainsi une réaction chimique.
À quoi attribuez-vous l’absence de réactions chimiques au sein d’un milieu solide?
Les particules sont reliées ensembles par les liaisons assez fortes empêchant leur mouvement.
Est-ce que l’organisme humain est propice aux réactions chimiques? Expliquez.
Oui, puisque l’organisme est constitué majoritairement d’eau et il a de nombreux catalyseurs (enzymes).
Nommez les trois modes de réaction chimique illustrés ci-bas en décrivant brièvement les événements de la réaction.
A + B -> AB Anabolique : formation de liaisons chimiques
AB -> A + B Catabolique : rupture de liaisons chimiques
AB + C -> AC + B Réaction d’échange ou de substitution: formation et rupture de liaisons chimiques
Dans une réaction redox, qu’est-ce qui caractérise la réaction d’échange?
Les réactifs s’échangent des électrons par paire.
Décrivez la réaction suivante: A + B ⇌ AB (4)
- Réversible
- Pas une réaction d’échange
- Implique une plus grande vitesse de production de AB si la concentration des réactifs A ou B est augmentée
- Réaction anabolique
Qu’est-ce qu’il faut ajouter à la réaction: A + B ⇌ AB pour qu’elle devienne irréversible?
Une grande quantité d’énergie dans les produits.
Définissez la loi d’action de masse.
Elle détermine le sens de la réaction chimique (antérograde ou inverse) selon la concentration des réactifs et des produits.
Dans un bûcher (milieu fermé), une réaction chimique atteint un état d’équilibre. Elle est réversible. Selon la loi d’action de masse, est-ce que les réactions métaboliques se produisent de la même manière dans un organisme vivant? Justifiez.
Les réactions métaboliques atteignent rarement un équilibre chimique. En effet, des réactants sont ajoutés dans les réactions métaboliques, mais les produits sont extraits au même moment pour réagir dans d’autres réactions.
Définissez l’énergie d’activation.
Énergie nécessaire pour que les liaisons chimiques se forment ou se rompent.
Mis à part l’énergie d’activation et la taille des particules, nommez trois autres facteurs qui influencent la vitesse des réactions chimiques. (3)
La concentration des réactifs, la température, la présence d’un catalyseur (enzyme)
Qu’est-ce qu’un enzyme et quelles sont ses propriétés? (4)
- Protéine globulaire qui joue le rôle de catalyseur biologique.
- Règle et accélère la vitesse des réactions biochimiques.
- Ne subit aucun changement chimique net au cours de la réaction qu’elle catalyse.
- Spécifique à la réaction.
Expliquez de quelle manière les enzymes catalysent les réactions chimiques.
Elles diminuent l’énergie d’activation.
Définissez la modulation allostérique et la modulation covalente. (2)
Modulation allostérique: changement de la structure de la protéine (enzyme) qui est induit par une fixation d’une petite molécule dans un site régulateur spécifique, ce qui modifie l’activité de la protéine (enzyme).
Modulation covalente: changement de la structure de la protéine qui est induit par l’ajout d’une liaison d’un groupement fonctionnel à la protéine (eg. phosphate pour les kinases).
Expliquez brièvement les évènements d’une réaction enzymatique en trois étapes. (3)
1) Formation du complexe enzyme-substrat.
2) Remaniements internes. Diminution de l’énergie d’activation.
3) L’enzyme relâche le produit de la réaction (P), un dipeptide. L’enzyme « libre » est la même qu’avant la réaction et peut maintenant catalyser une autre réaction identique.
L’activité de l’enzyme peut être régulée par le substrat (parce qu’elle est spécifique à la réaction qu’elle catalyze) et quels autres facteurs? (1)
Les cofacteurs (métal ou molécule organique)
Relevez la différence entre un cofacteur et une coenzyme.
- Coenzyme: molécule organique, participe directement à la réaction comme un substrat pouvant être réutilisée plusieurs fois pour transférer des fragments moléculaires d’une réaction à une autre.
- Cofacteur: se fixe à l’enzyme pour modifier sa conformation, ne fait pas partie de la réaction enzymatique.
Donnez deux exemples de coenzymes. (2)
- NAD+ (nicotinamide adénine dinucléotide)
- FAD (flavine adénine dinucléotide)
Nommez-les trois facteurs majeurs qui peuvent influencer la vitesse d’une réaction enzymatique. (3)
- Concentration de substrat
- Concentration de l’enzyme
- Modification de l’activité enzymatique (dépend des modifications allostériques ou covalentes)
Vrai ou faux? Une augmentation de l’ubiquitination d’une enzyme aura comme effet d’augmenter* la vitesse de réaction.
Faux. Diminue la vitesse.
Vrai ou faux? Une augmentation de l’activité de l’ARN polymérase transcrivant la séquence d’ADN correspondant à une enzyme spécifique aura comme effet d’augmenter la vitesse de la réaction spécifique à cette enzyme.
Vrai
Donnez deux exemples de changements qui affectent la concentration enzymatique et diminuent ainsi la vitesse de réaction enzymatique. (2)
- Augmentation de l’ubiquitination
- Diminution de l’activité de l’ARN polymérase correspondant
Qu’est-ce qui explique le phénomène du plateau de la vitesse de réaction enzymatique? Assumez que la concentration et l’activité enzymatiques ne changent pas.
La saturation des sites actifs
La vitesse maximale est atteinte lorsque tous les site actifs de toutes les molécules d’enzymes sont occupés. L’ajout de substrat n’a aucun effet.
Donnez un exemple d’augmentation de la vitesse de réaction par modulation covalente. (1)
La phosphorylation enzymatique (liaison covalente d’un phosphate à l’enzyme)
Définissez l’expression “voie métabolique”.
Séquence des réactions enzymatiques aboutissant à un produit.
Les cellules de l’organisme utilisent l’énergie sous forme d’ATP à partir de quelles molécules organiques? (3)
Le glucose, les acides gras et les acides aminés
Pour quelles raisons nos cellules produisent-elles de l’ATP? (4)
- Réactions chimiques endothermiques
- Interconversion de nucléosides triphosphates
- Processus physiologiques demandant la liaison de l’ATP pour induire un changement de conformation protéique
- Activation des seconds messagers dans la transduction de signal intracellulaire
Quel type d’énergie fournit l’ATP pour les réactions chimiques endothermiques? Donnez un exemple de réaction endothermique affectée.
Cinétique
Formation du glucose-6-phosphate à partir du glucose via l’action enzymatique de l’hexokinase
Quel enzyme catalyse la réaction suivante:
ATP + NDP → ADP + NTP ?
L’enzyme nucléoside diphosphate kinase
Nommez les ribonucléotides triphophates nécessaires à la biosynthèse des ARN. (4)
ATP, CTP, GTP, UTP
Nommez les désoxyribonucléotides triphosphates requis pour la biosynthèse de l’ADN. (4)
dATP, dTTP, dCTP, dGTP
Donnez deux exemples de processus physiologiques demandant la liaison de l’ATP pour induire un changement de conformation protéique. (2)
a. Transport de molécules (acides aminés, ions) à travers les membranes cellulaires en provoquant un changement de conformation du transporteur transmembranaire, eg. pompe Na+/K+ ATPase.
b. Action des protéines contractiles des cellules musculaires (raccourcissement des cellules, travail musculaire), eg. changement de conformation de la myosine
Quel mécanisme permettant la transmission de signaux intracellulaires soutenus est le plus souvent rencontré lorsque le besoin en activité cellulaire de longue durée (minutes-heures) se fait sentir (transcription, traduction)?
Modification covalente des protéines (enzymes) par l’ajout de phosphate sur certains acides aminés
Quels enzymes facilite le transfer du phosphate de l’ATP aux acides aminés lors de la modification covalente des protéines (enzymes)? (1)
Protéines kinases
À quoi correspond 1 kcal (kilocalorie)?
Énergie nécessaire pour chauffer de 1°C un litre d’eau.
Combien de litres d’eau peut-on chauffer de 1°C avec la combustion complète d’une mole de glucose?
686 litres d’eau
1 mole de glucose = 180 g = 686 kcal d’énergie
1 kcal est l’énergie nécessaire pour chauffer de 1°C 1L d’eau
Quel est le temps de demi-vie d’une molécule d’ATP?
Environ 1 minute.
L’ATP n’est pas une réserve énergétique.
Donnez l’équation de la combustion complète d’une mole de glucose avec les calories.
glucose + 6 O2 = 6 CO2 + 6 H2O = 686 kcal
Donnez l’équation de la combustion contrôlée (métabolisme) d’une mole de glucose avec les calories.
glucose + 6 O2 + 38 ADP + 38 Pi = 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP = 288 kcal
Pourquoi est-il préférable d’avoir une combustion contrôlée plutôt qu’une combustion complète dans un organisme?
La combustion contrôlée produit moins de kilocalories, donc moins de chaleur.
Par quel processus chimique les cellules arrivent-elles à produire de l’énergie à partir du glucose?
Par dégradation oxydative du glucose
Nommez les trois produits formés lors du métabolisme du glucose. (3)
CO2, H2O, ATP
Nommez les trois grandes étapes du métabolisme du glucose en ordre et en spécifiant le lieu cellulaire de chaque étape. (3)
- Glycolyse (cytosol)
- Cycle de Krebs (matrice liquide de la mitochondrie)
- Phosphorylation oxydative (membrane interne de la mitochondrie)
À quelle(s) étape(s) du métabolisme du glucose sont formées les substances suivantes :
a. le CO2?
b. l’H2O?
c. l’ATP?
a. Cycle de Krebs
b. Surtout phosphorylation oxydative
c. Glycolyse, cycle de Krebs, phosphorylation oxydative
À quelle étape la production d’ATP est-elle la plus importante?
Phosphorylation oxydative
Au cours de la glycolyse, quel est le principal produit formé?
Le pyruvate
Combien de molécules de pyruvate sont formées par molécule de glucose?
2 pyruvates
De combien d’atomes de carbone est formé chaque pyruvate?
3 carbones par pyruvate
Décrivez les principales étapes de la glycolyse. (3)
A. Phosphorylation de la molécule de glucose par 2 ATP (activation du glucose) pour produire du fructose-1,6-bisphosphate.
B. Scission du glucide pour former deux produits à 3 carbones chacun: 3-phosphoglycéraldéhyde et dihydroxyacétone phosphate qui est transformé en 3-phosphoglycéraldéhyde.
C. Oxydation des 2 produits à 3 carbones, formation de 2 coenzymes réduites, formation de 4 ATP, menant à la formation de 2 pyruvates.
Nommez les co-enzymes formées (2 co-enzymes réduites identiques) durant les dernières étapes de la glycolyse. (1)
NADH + H+
Quelles sont les trois destinées des pyruvates à la fin de la glycolyse? (3)
Anaérobiose, aérobiose, vers le cycle de Krebs
En condition anaérobie, combien de molécules d’ATP peuvent être produites lors de la glycolyse?
2 ATP
En absence d’O2 (anaérobie), en quel produit l’acide pyruvique peut-il être transformé?
2 lactates