UA2 Flashcards
Nommez deux milieux propices aux réactions chimiques.
Liquide et gazeux
Expliquez l’avantage des milieux liquides et gazeux pour favoriser les réactions chimiques.
Les liquides et les gaz permettent le mouvement des molécules et leur collision 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 des liaisons assez fortes empêchant leur mouvement
Selon vous, est-ce que l’organisme humain est propice aux réactions chimiques? Expliquez votre réponse.
Effectivement, puisque l’organisme est constitué majoritairement d’eau et il y a de nombreux catalyseurs (enzymes)
Nommez les trois modes de réaction chimique
Réaction anabolique, réaction catabolique, réaction d’échange ou de substitution
Décrivez brièvement les évènements de la réaction anabolique
Réaction anabolique: formation de liaisons chimiques
Décrivez brièvement les évènements de la réaction catabolique
Réaction catabolique: rupture de liaisons chimiques
Décrivez brièvement les évènements de la réaction d’échange ou de substitution
Réaction d’échange ou de substitution: formation et rupture de liaisons chimiques.
Dans une réaction redox, dites ce qui caractérise la réaction d’échange
Les réactifs s’échangent des électrons par paire
Si on voulait représenter l’irréversibilité de la réaction illustrée, qu’est-ce que vous ajouteriez à la réaction? A+B ⇌AB
J’ajouterais une grande quantité d’énergie dans les produit, car l’énergie libérée aux cours d’une réaction détermine son degré de réversibilité.
Définissez dans vos propres mots ce qu’est la loi d’action de masse.
Détermine le sens de la réaction chimique (antérograde/inverse) selon la concentration des réactifs et des produits.
Dans un bécher (milieu fermé), la réaction chimique atteint un état d’équilibre. Il y a réversibilité de la réaction. En vous basant sur la loi d’action de masse, pouvez-vous en dire autant des réactions métaboliques se faisant dans l’organisme vivant? Justifiez votre réponse.
Non, puisque l’équilibre chimique est rarement atteint du fait que les réactifs sont ajoutés et les produits qui sont formés sont extraits dans d’autres réactions chimiques.
Définissez dans vos propres termes ce qu’est l’énergie d’activation.
C’est l’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.
- La concentration des réactifs
- La température
- La présence d’un catalyseur (les enzymes)
expliquez de quelle manière les enzymes catalysent les réactions chimiques.
Elles abaissent le seuil d’énergie d’activation (diminuent l’énergie d’activation)
Définissez la 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)
Définissez la 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 (phosphate pour les kinases par exemple)
expliquez brièvement les événements d’une réaction enzymatique en trois étapes.
1) Formation du complexe enzyme-substrat
2) Remaniements internes menant à la catalyse
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.
Presque toutes les réactions chimiques des cellules nécessitent l’action catalytique des enzymes. En effet, les enzymes sont spécifiques aux réactions qu’elles catalysent, puisqu’elles ont une affinité particulière avec un type substrat (réactif) plutôt qu’un autre. Toutefois, l’activité de l’enzyme peut être régulée par d’autres facteurs. De quels facteurs s’agit-il?
Les cofacteurs (métal ou molécule organique)
Relevez la différence entre un cofacteur et une coenzyme
La coenzyme est une molécule organique faisant partie de la réaction catalytique de l’enzyme. Elle agit comme un substrat. Le cofacteur se lie à l’enzyme, change sa conformation, mais ne fait pas partie de la réaction enzymatique.
Donnez deux exemples de coenzymes.
NAD+ (nicotinamide adénine dinucléotide)
FAD (flavine adénine dinucléotide)
La vitesse de réaction enzymatique peut être influencée par au moins trois facteurs majeurs. Nommez-les.
a) La concentration de substrat
b) La concentration enzymatique
c) L’activité enzymatique (qui elle dépend des modification allostériques ou covalentes)
Donnez un exemple d’augmentation de la vitesse de réaction par modulation covalente.
La phosphorylation enzymatique. Liaison d’un phosphate au site covalent de l’enzyme
Définissez dans vos mots l’expression «voie métabolique».
Séquence des réactions enzymatiques aboutissant à un produit.
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.
- ATP
- H2O
- CO2
À quelle(s) étape(s) du métabolisme du glucose est formé le CO2?
Le cycle de Krebs
À quelle(s) étape(s) du métabolisme du glucose est formé l’H2O?
La phosphorylation oxidative surtout
À quelle(s) étape(s) du métabolisme du glucose est formé l’ATP?
Les trois (glycolyse, le cycle de Krebs et la phosphorylation oxydative)
À quelle étape la production d’ATP est-elle la plus importante?
La phosphorylation oxydative
Au cours de la première étape du métabolisme du glucose, quel est le principal produit formé?
Le pyruvate
Combien de molécules de pyruvates sont formées par une molécule de glucose?
2
De combien d’atomes de carbone un pyruvate est-il formé?
3
décrivez les principales étapes de la glycolyse
A): Phosphorylation de la molécule de glucose par 2 ATP (numéros 1-3 dans le Vander) (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. Ce dernier est transformé en 3-phosphoglycéraldéhyde. (numéro 4 Vander)
C): Oxydation des 2 produits à 3 carbones, formation de 2 coenzymes réduites, formation de 4 ATP, menant à la formation de 2 pyruvates (étapes 6-10 dans le Vander)
En condition anaérobie, combien de molécules d’ATP peuvent être produites lors de la glycolyse?
2 ATP
Toujours en absence d’O2, en quel produit l’acide pyruvique peut-il être transformé?
2 Lactates
Nommez deux types de cellules qui, chez l’humain, sont capables de générer de l’ATP en absence d’oxygène.
a) Les érythrocytes (absence de mitochondrie, toute l’ATP fait par glycolyse).
b) Certains muscles squelettiques (ce qui explique l’accumulation d’acide lactique lors d’effort musculaire intense)
Comment nomme-t-on les acides formés à chaque étape du cycle de Krebs
Les acides cétoniques
La décarboxylation est une des réactions chimiques du cycle de Krebs. Quelle est la seconde
L’oxydation
Après la formation de l’acétylCoA, quelle quantité de chacun de ces produits est générée par cycle pour chaque molécule de pyruvate?
Coenzymes réduites: 3 NADH + H+et 1 FADH2
Puisqu’une seule molécule d’ATP est formée à partir du GDP (étape 5 de la figure 3-44 de Vander) par tour de cycle de Krebs (pour une molécule de pyruvate), pour quelle raison le cycle de Krebs est-il si important?
Parce que les atomes d’hydrogène transférés aux coenzymes au cours du cycle de Krebs (production de coenzymes réduites) sont utilisés dans les réactions suivantes de phosphorylation oxydative.
Dans la glycolyse et le cycle de Krebs, par quel mécanisme commun l’ATP est-il produit?
Par phosphorylation au niveau du substrat (Ces mécanismes se produisent au cours des deux premières étapes de production d’ATP dans la glycolyse et au cours de la seule étape du cycle de Krebs)
Par quoi est amorcée la phosphorylation oxydative, dernière étape du métabolisme du glucose?
Par l’oxydation des coenzymes NADH + H+ par le transfert des électrons du NADH + H+ au complexe I (la NADH déshydrogénase)
Nommez les types d’enzymes impliquées dans la phosphorylation oxydative
a) Les transporteurs d’électrons
b) ATP synthétase
Les cytochromes sont des enzymes couplés à des cofacteurs. Quelle est la nature de ces cofacteurs?Nommez-en deux.
Des atomes métalliques
Le fer, le cuivre et le soufre
Quel est le rôle des cytochromes?
Transférer les électrons d’un cytochrome à un autre par paire d’électrons.
Quelle est la destination finale du transfert des électrons?
L’atome d’oxygène
Lors de la phosphorylation oxydative, les électrons se liant à l’oxygène attirent ainsi les ions hydrogènes pour former l’eau. Où se situe l’oxygène?
Dans la matrice aqueuse de la mitochondrie.
Lors de la phosphorylation oxydative, d’où proviennent les ions H+ qui se combinent avec l’atome d’O2?
Du gradient électrochimique et de l’ATP synthétase qui permet un retour des protons dans la matrice aqueuse.
De quelle façon l’énergie du transfert d’électron peut-elle être transformée en ATP?
À chaque transfert d’électron, l’énergie est libérée par la sortie d’ion H+. Ceci engendre un gradient protonique de l’extérieur vers l’intérieur. L’énergie de passage des ions H+ vers l’intérieur de la mitochondrie est transférée pour la formation d’ATP grâce à l’ATP synthétase. Ainsi, le gradient chimio-osmotique fait fonctionner le complexe ATP synthétase.
trouvez combien de molécules d’ATP sont formées à partir d’une molécule de glucose dans le cycle de krebs
2 ATP
trouvez combien de molécules d’ATP sont formées à partir d’une molécule de glucose lors de la phosphorylation oxydative
5 NADH + H+ X 2 pyruvates = 10 X 3 ATP = 30 ATP
1 FADH2 X 2 pyruvates = 2 X 2 ATP = 4; total = 34 ATP
Trouvez combien de molécules d’ATP sont formées à partir d’une molécule de glucose
36 ATP
Lors d’une contraction musculaire, 36-38 ATP sont nécessaires pour les besoins énergétiques d’une fibre musculaire. a) Combien de molécules de glucose sont nécessaires pour permettre la contraction musculaire en présence d’oxygène?
1 seule
À part les graisses, sous quelle forme le glucose est-il emmagasiné lorsque les besoins énergétiques diminuent?
En glycogène
Nommez les lieux de synthèse du glycogène.
Dans le foie et les muscles squelettiques
nommez la molécule commune à la voie de synthèse du glycogène et au catabolisme du glucose.
Glucose-6-phosphate
Qu’arrive-t-il si le taux de glucose sanguin diminue, si les réserves de glycogène sont épuisées et que les besoins énergétiques augmentent?
Il y aura formation de glucose à partir d’intermédiaires provenant du catabolisme du glycérol et de certains acides aminés.
Quel est le processus où il y a formation de glucose à partir d’intermédiaires provenant du catabolisme du glycérol et de certains acides aminés.
Néoglucogenèse
À quel endroit dans l’organisme a lieu la néoglucogenèse?
Dans le foie et dans les reins
Décrivez le processus de néoglucogenèse
C’est la formation du glucose à partir de précurseurs non hydrocarbonés tels que les acides aminés (oxaloacétate, pyruvate) ou le glycérol (produit de dégradation des triglycérides)
Au point de vue énergétique, est-il plus économique de former du glucose à partir du glycérol ou des acides aminés? Expliquez votre réponse.
Le glycérol, parce qu’à partir des acides aminés, ces derniers peuvent être convertis en pyruvate ou en oxaloacétate. Toutefois, à ce niveau, les réactions étant irréversibles à certains endroits, de l’énergie est nécessaire pour transformer le pyruvate en glucose.
À part le glycérol et les acides aminés, identifiez un autre précurseur non-hydrocarboné pouvant mener à la formation du glucose.
Le lactate
À partir du glycogène, quelles cellules sont surtout responsables de fournir le glucose à l’organisme entier?
Hépatocytes
À part les hépatocytes, nommez d’autres type de cellules pouvant aussi procurer du glucose sanguin
Les cellules intestinales et rénales
Décrivez comment ces cellules pourvoient une source de glucose systémique.
Ces cellules expriment la glucose-6-phosphatase, qui déphosphoryle le glucose-6-phosphate le rendant ainsi perméable à la membrane plasmique.
Nommez le dernier produit de la glycogénolyse qui a lieu dans les cellules musculaires squelettiques.
le glucose-6-phosphate
Relevez l’utilité énergétique du glucose-6-phosphate lorsqu’il est formé?
Il entre dans la voie métabolique de la glycolyse
Les tissus adipeux emmagasinent les graisses sous forme de triglycérides. Par la lipolyse, les triglycérides sont catabolisés en deux produits principaux. Nommez-les.
Les acides gras et le glycérol
En période de stress aigu, il y a une augmentation de la lipolyse. Expliquez ce phénomène.
En période de stress, il y a une augmentation de la libération de l’adrénaline par la surrénale. Celle-ci stimulera la lipase hormono-sensible (LHS) des adipocyte afin de libérer des acides gras en périphérie comme source énergétique.
À quelle étape métabolique seront utilisés les acétyl CoA produits lors de la β- oxydation?
Le cycle de Krebs
Dans la cellule, où a lieu la β- oxydation?
Dans la matrice liquide de la mitochondrie
Est-il plus profitable, au point de vue énergétique, de produire de l’énergie à partir du glycérol ou des acides gras? Justifiez votre réponse.
Les acides gras. Avec le glycérol, la formation d’ATP est la même qu’avec ½ molécule de glucose, soit un maximum de 19 ATP. (Un glycérol forme 1 pyruvate). À partir d’une molécule d’acide gars, la -oxydation permet de produire jusqu’à 139 ATP.
Les cellules peuvent-elles former du glucose à partir des acides gras qui sont produits lors de la lipolyse des triglycérides? Justifiez votre réponse.
Non, puisque le produit final de la -oxydation est l’acétyl CoA et à ce niveau la réaction est irréversible. On ne peut pas former de pyruvate à partir d’acétyl CoA. (Vander, fig. 3.53)
Est-ce que les cellules peuvent former des graisses à partir du glucose? Expliquez votre réponse.
Oui, puisque le métabolisme du glucose mène à la formation d’acétyl CoA et du glycérol (via le 3-phosphoglycéraldéhyde), qui sont deux réactifs précurseurs de la formation des triglycérides.
Selon vous, à quel moment débute la lipogenèse?
Lorsque la concentration d’ATP dans la cellule et de glucose dans le sang sont élevés. L’excès d’ATP entraîne une accumulation d’acétyl CoA et de glycéraldéhyde-phosphate.
Dans quels types cellulaires la lipogenèse a-t-elle lieu?
Dans les hépatocytes et les adipocytes
Résumez les étapes de la synthèse des lipides.
1.
Liaison d’un groupement acétyle à une molécule d’acétyl CoA qui forme une chaîne de 4 carbones. Il y a ensuite ajout d’autres groupements acétyle venant d’un pool d’acétyl CoA jusqu’à la formation d’un acide gras à 16-22 carbones.
2.
Trois chaînes d’acide gras identiques se lient à une forme phosphorylée du glycérol, l’-phosphoglycérol (ou -glycérolphosphate)
3.
Les triglycérides sont ainsi formés et peuvent être stockés
À quel endroit a lieu la synthèse des lipides?
Le cytoplasme
Nommez un organelle cytoplasmique impliqué dans la synthèse des triglycérides.
Le réticulum endoplasmique lisse (REL)
Nommez les deux mécanismes de dégradation des acides aminés.
La désamination oxydative et la transamination
La désamination oxydative mène à la formation de quoi?
La désamination oxydative mène à la formation d’un acide cétonique, d’ammoniac et de coenzyme réduite.
La transamination mène à la formation de quoi?
La transamination mène à la formation d’un acide cétonique et d’un acide aminé autre que l’acide aminé de départ.
Quels seront les produits formés par le métabolisme des acides cétoniques
a) CO2 et ATP
b) Glucose via le pyruvate
c) acide gras via le pyruvate et l’acétyl CoA
Les coenzymes réduites produites par la désamination oxydative peuvent être utilisées à quelle étape de la production d’ATP?
La phosphorylation oxydative
Dans quel organe a lieu la détoxification de l’ammoniac?
Dans le foie
Sous quelle forme l’ammoniac est-il transformé en produit atoxique?
Association de deux ammoniac avec un CO2 pour former de l’urée.
Quel organe assure l’élimination de l’urée?
L’urée est sécrétée dans le sang et est éliminée dans les urines au niveau des reins
Définissez un acide aminé non essentiel
C’est un acide aminé qui peut être formé à partir du métabolisme du glucose ou des acides aminés à partir des acides cétoniques.
Définissez un acide aminé essentiel
C’est un acide aminé pouvant être fourni que par absorption alimentaire
Nommez les neuf acides aminés qui ne peuvent pas être synthétisés par voie métabolique.
Isoleucine, leucine, lysine, méthionine, phénylalanine, thréonine, tryptophane, tyrosine, valine
Identifiez trois apports d’acides aminés potentiels qui forment le pool d’acides aminés de l’organisme
a) Ingestion de protéine (alimentation)
b) Synthèse des acides aminés non-essentiels à partir des acides cétoniques provenant de l’acétyl CoA (via les graisses et les hydrates de carbone)
c) Dégradation des protéines par les protéases.
Quelle est la caractéristique commune du catabolisme des trois classes de molécules organiques (glucose, lipide, acide aminé)?
Tous les trois mènent à la production d’ATP
