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H23- Biochimie et métabolisme > cycle de krebs > Flashcards

cycle de krebs Flashcards

1
Q

Qu’est ce que la respiration cellulaire?

A

phase d’oxydation aérobique du catabolisme

les cellules animales sont aérobiques et oxydent le carburant en CO2 et H2O

production d’ATP sans apport d’oxygène

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Q

En combien d’étapes se fait la respiration cellulaire?

A

3 étapes principales

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Q

Quels sont les autres nom de cycle de krebs?

A

cyc;e des acides tricarboxyliques (TCA)
cycle de l’acide citrique

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4
Q

Qu’est ce qu’un carrefour métabolique?

A

point final et commun du catabolisme des glucides,lipides, protéines/ acides aminés, car TOUS aboutissent à de l’acétylCoA

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5
Q

Ou se produit le cycle de Krebs?

A

dans la matrice mitochondriale c’est à dire à l’intérieur de la mitochondrie

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6
Q

Que se produit dans le cycle de Krebs?

A

oxydations
production d’énergie d’une cellule

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7
Q

Quel est le but du cycle de Krebs?

A

produire des intermédiaires énergétiques qui serviront à la production d’ATP dans la chaîne respiratoire

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8
Q

Quel est le substrat dans le cycle de Krebs? combien y a-t-il de réaction enzymatiques?

A

acétyl-CoA
8 réaction enzématiques

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9
Q

Quels sont les produits du cycle de Krebs?

A

NADH et FADH2
- sont réoxydé, énergie libérée couplée à la synthèse ATP

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10
Q

À quoi servent les intermédiaires du cycle de Krebs?

A

utilisés dans la biosynthèse de constituants cellulaires vitaux

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11
Q

Qu’est ce qu’une acidose lactique?

A

si l’apport en oxygène est insuffisant, mitochondries incapable de continuer à synthétiser l’ATP à un débit suffisant, tandis que la glycolyse se fait NORMALEMENT

–> excès de pyruvate qui est converti en lactate (fermentation) et relâché dans le flux sanguin ou il s’accumule

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12
Q

À quoi est commun le groupement acétyl?

A

commun de dégradation des glucides, acides gras et acides aminés

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13
Q

De quoi est formé le CoA?

A

B-mercaptoéthylamine
acide pantothénique (vitamine B5)
3’,5’- adénosine diphosphate

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14
Q

À quoi sert le CoA?

A

le transport du groupement acétyl

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15
Q

Quel est le précurseur de l’acétyl-CoA lors de la dégradation des glucides?

A

pyruvate, produit de la glycolyse

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16
Q

Comment est le ΔG˚’ de l’acétyl-CoA?

A

négatif, donc c’est un composé riche en énergie

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17
Q

Qu’est ce que le ∆G˚ ?

A

quantité totale D’énergie utilisée ou produite au cours d’une réaction chimique dans des conditions standards ou la concentration des réactifs = 1,
conditions physiologiques

la réaction atteindra l’équilibre

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18
Q

Qu’est ce que le ∆G˚’?

A

Comme pour ∆G˚ mais le pH est fixé à 7
la concentration en H+ est de 10-7M

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19
Q

De quoi dépend l’énergie requise pour la synthèse d’ATP?

A

dépend des [ ] d’ADP d’ATP de pi et du pH

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20
Q

En combien d’étapes se déroule la synthèse de l’acétyl-CoA

A

en 5 étapes

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21
Q

Qu’est ce que le complexe pyruvate deshydrogénase? (PDH)

A

un complexe multi-enzymatique qui intervient dans la décarboxylation oxydative du pyruvate

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22
Q

De quoi sont formés les complexes multi enzymatiques?

A

enzymes associées qui catalysent 2 ou + successives d’une voie métabolique

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23
Q

Quels sont les avantages mécanistiques des complexes multi enzymatiques?

A
  1. distance que doivent parcourir les substrats es + petite ce qui augmente la vitesse de réaction (vitesse selon le nombre de collisions)
  2. formation d’un complexe: donne les moyens de guider les intermédiaires métaboliques d’une enzyme à l’autre, minimise les réactions annexes
  3. réactions catalysées par un complexe multi-enzymatiques peuvent être régulées de manière coordonnée
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24
Q

Quelles sont les 3 enzymes du complexe pyruvate déshydrogénase (PDH)?

A

• pyruvate déshydrogénase (E1)
• dihydrolipoamide S-acétyltransférase (E2)
• dihydrolipoyl déshydrogénase (E3)

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25
Q

Quelles sont les 5 coenzymes du complexe pyruvate déshydrogénase (PDH)?

A

• thiamine pyrophosphate (TPP)
• lipoamide / dihydrolipoamide*
• coenzyme A (CoA)
• flavine adénine dinucléotide (FAD)*
• nicotinamide adénine dinucléotide (NAD+)

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26
Q

Que contient le complexe PDH de + chez les mammifères?

A
  • environ 12 copies d’une protéine de liaison E3, (facilite la liaison de E3 au coeur de E2)
  • 1 à 3 copies de pyruvate déshydrogénase kinase et pyruvate déshydrogénase phosphate (2 enzymes impliquées dans la régulation de l’activité catalytique du complexe PDH)
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27
Q

Quelle est la réaction globale de la synthèse de l’acétyl-CoA?

A

Pyruvate + NAD+ +CoA -> acétyl-CoA + NADH + CO2

les 2 NADH vont entrer dans une phosphorylation oxydative pour générer 3 ATp chacune donc 6

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28
Q

Que se passe-t-il pendant la réaction 1??

A

pyruvate -> hydroxyéthyl - TPP

pyruvate déshydrogénase (E1) (ENZYME à TPP), décarboxyle le pyruvate avec la formation de l’intermédiaire hydroxyéthyl-TPP

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29
Q

Que se passe-t-il pendant la réaction 2?

A

hydroxyéthyl-TPP -> acétyl -dihydrolipoamide

gr, hydroxyéthyle transféré à la lipoamide grâce à l’enzyme dihydrolipoyl transacétylase (E2) pour produire acétyl-dihydrolipoamide

cela régénère le TPP et forme active de E1

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30
Q

Que fait l’enzyme dihydrolipoyl transacétylase (E2)?

A

transfère le groupement hydroxyéthyle à la lipoamide pour produire l’acétyl-dihydrolipoamide

catalyse transfert du groupement acétyl sur le CoA

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31
Q

Que se passe-t-il dans la réaction 3?

A

acétyl-dihydrolipoamide -> acétyl-CoA

transfert du groupement acétyl sur le CoA catalysé par E2

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32
Q

À quelle étape l’acétyl-Coa est produite?

A

réaction 3
donc les étapes 4-5 servent pour régénérer l’enzyme E2 sous la forme oxydée

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33
Q

Que se passe-t-il dans la réaction 4?

A

réaction du dihydrolipoamide

L’enzyme dihydrolipoyl déshydrogénase (E3) réoxyde le dihydrolipoamide
-E3 se trouve réduite

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34
Q

Quand le cycle de E2 est complété?

A

dans la réaction 4

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35
Q

Que se passe-t-il dans la réaction 5?

A

Réoxydation de E3 par le NAD+
génère NADH + H+

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36
Q

Pourquoi les composés d’arsenite sont toxiques?

A

en raison de leur capacité à se lier par covalence aux composés à groupement sulfhydryle comme ceux présents dans l’enzyme E2
–> inactive l’enzyme
–> BLOCAGE DE LA RESPIRATION CELLULAIRE (JUSTE LA ANAÉROBIQUE RESTE)

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37
Q

Qui causent une insuffisance en pyruvate déshydrogénase?

A

mutation récessive
déficit en PDH peut être causées dans différentes sous-unités

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38
Q

Quelles sont les 2 présentations majeures de carence en PDH?

A

métabolique et neurologiques
–> formes intermédiaires = épisodes intermittents d’acidose lactique
–> catégorie syndrome de leigh: atteinte neurologique et paralysie des muscles des yeux

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39
Q

Que cause la formé métabolique de la carence en PDH?

A

acidose lactique

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40
Q

Que cause la formé neurologique de la carence en PDH?

A

hypotoniques et léthargiques
souffrent de convulsion, retard mental, spasticité

41
Q

Est ce que la décarboxylation du pyruvate par E1 est réversible?

A

irréversible

42
Q

Pourquoi il est important que la réaction de former de l’acétyl-CoA à partir du pyruvate soit parfaitement contrôlée?

A

car il n’existe pas d’autres voies chez les mammifères pour former l’acétyl-CoA

43
Q

Quels sont les 2 systèmes de régulation utilisés pour former l’acétyl-CoA à partir du pyruvate?

A
  • inhibition par les produits : NADH et acétyl-CoA
  • modification covalente par phosphorylation/déphosphorylation de E1
44
Q

Comment se produit l’inhibition par le NADH et acétyl-CoA?

A

le NADH et l’acétyl-CoA entrent en compétition avec le NAD+ et le CoA pour les sites actifs de leurs enzymes

45
Q

Quel est le type d’inhibition pour l’inhibition par le NADH et acétyl-CoA?

A

compétitive

46
Q

Que se passe-t-il quand les [] en NADH et/ou acétyl-CoA sont élevées?

A

plusieurs réaction inversées
réaction réversibles catalysées par E2 et E3 s’inversent

47
Q

Que contient le complexe PDH?

A

kinase (ajoute phosphate)
phophatase (retire phosphate)

– enzymes modifient E1

48
Q

Quand E1 est active? inactive?

A

active= lorsque non phosphorylée
inactive= forme phosphorylé

49
Q

Qu’est ce qui régule positivement le pyruvate deshydrogenase kinase? (activateurs)

A

acétyl-CoA
NADH

50
Q

Qu’est ce qui régule négativement le pyruvate deshydrogenase kinase? (inhibiteurs)

A

pyruvate
ADP
Ca2+
K+

— favorise ultiment la transformation d’acétyl-CoA

51
Q

Qu’est ce qui régule positivement le pyruvate deshydrogenase phosphatase ? (activateurs)

A

Mg 2+
Ca2+

52
Q

Quelle molécule est essentielle pour que le cyle de Krebs démarre?

A

acétyl-CoA

53
Q

Combien y a-t-il d’étapes dans le cycle de krebs?

A

8

54
Q

Quel est le rôle du cycle de krebs?

A

recueillir
transformer
transmettre
-l’énergie du glucose utilisée pour former l’ATP

55
Q

Qu’est ce qui est réduit dans le cycle de Krebs?

A

les intermédiaires
NAD+-> NADH
FAD-> FADH2

56
Q

Par quoi débute le cycle de Krebs?

A

condensation entre oxaloacétate (4C) et acétyl-CoA (2C) pour former citrate (6C)

57
Q

D’ou vient l’énergie requise pour la condensation de l’oxaloacétate?

A

fournie par le clivage de la LIAISON thioester de l’acétyl-CoA qui contient beaucoup d’énergie, très exergoniques

PERMET AU CYCLE DE KREBS D’ÊTRE INITIÉ

58
Q

Qu’est ce qui permet au cycle de krebs d’être initié?

A

clivage de la LIAISON thioester

59
Q

Que fait l’ENZYME citrate synthase?

A

étape 1
catalyse condensation du résidu 2C de l’acétyl-CoA avec la molécule à 4C d’oxaloacétate pour former citrate 6C

– exergonique irréversible (2C + 4C =6C)
favorisé par le clivage de l’acétyl-CoA

60
Q

Que fait l’ENZYME aconitase?

A

mutase qui catalyse l’isomérisation RÉVERSIBLE du citrate en ISOCITRATE

intermédiaire = cis-aconitate
RÉVERSIBLE avec ∆G˚’ de 5kj / mol

61
Q

Est-ce que la déshydratation du citrate en cis-aconitate est réversible?

A

oui

62
Q

Est-ce que l’hydratation du cis-aconitate en citrate est réversible?

A

oui
addition d’eau sur la double liaison à lieu sur une position différente pour générer l’ISOCITRATE

63
Q

Que fait L’ENZYME l’isocitrate déshydrogénase

A

étape 3- réaction d’oxydo-réduction

catalyse la réaction de décarboxylation oxydative (enlever un C) de l’isocitrate en a-cétoglutarate
***formation des premières molécules de CO2 et de NADH

IRRÉVERSIBLE (6C à 5C) avec ∆G˚’ de -21kj/mol

64
Q

Quand se produit la première formation de CO2 et NADH?

A

étape 3
catalyse par l’isocitrate deshydrogénase

65
Q

Quelles sont les étapes dans l’étape 3? (Isocitrate déshydrogénase NAD+ dépendante)

A
  1. isocitrate déshydrogénase NAD+-dépendante catalyse D’ABORD l’oxydation d’un alcool secondaire en cétone (réversible)
  2. décarboxylation du groupement carboxyle en position béta de la fonction cétone (irréversible)
66
Q

Quelle est l’incertitude par rapport à la formation de l’oxalosuccinate?

A

preuves de formation sont rares
intermédiaire très instable et transitoire

prouvé l’existence par in vitro, par introduction d’une mutation dans l’enzyme

67
Q

Que fait l’ENZYME α-cétoglutarate déshydrogénase?

A

étape 4

catalyse la décarbocylation oxydative de α-cétoglutarate
produit les 2ième molécules de CO2 et NADH

fait intervenir un complexe multi-enzymatique (E1, E2, E3)
mécanismes identiques au complexe PDH avec les mêmes 5 coenzymes

IRRÉVERSIBLE (5C à 4C) ∆G˚’ -33

68
Q

Quand se produit la 2ième production de molécules CO@ et NADH?

A

étape 4
avec la catalyse par α-cétoglutarate déshydrogénase

69
Q

Quel est le produit final par l’α-cétoglutarate déshydrogénase?

A

étape 4
un thioester riche en énergie = SUCCINYL-CoA
nouvelle liaison thioester forme à un potentiel très élevé d’énergie

70
Q

Que provoque une insuffisance en α-cétoglutarate déshydrogénase?

A

maladie consanguine
hypotonie (faible tonus musculaire)
acidose métabolique (accumulation d’Acide)
hyperlactatémie (trop de lactate)
détoriation neurologique

71
Q

Que fait l’ENZYME succinyl-CoA synthétase?

A

étape 5
catalyse une réaction réversible
hydrolyse le succinyl-CoA riche en énergie EXERGONIQUE
et synthèse d’un nucléotide triphosphate riche en énergie ENDERGONIQUE
au final: réaction thermodynamiquement réversible
–> GTP synthétisé à partir de GDP et Pi

72
Q

Que le GTP est-il synthétisé? par quoi?

A

étape 5
après la réaction catalysé par Succinyl-CoA synthétase

GTP synthétisé à partir de GDP et Pi

73
Q

À la fin des 5 étapes du cycle de Krebs qu’est ce qui a été formées?

A

2CO2
2NADH
1 GTP (en équilibre avec ATP)

74
Q

Qu’est ce qui boucle le cycle de Krebs?

A

le succinate doit redonner de l’oxaloacétate

75
Q

Que fait la l’ENZYME nucléoside diphosphate kinase?

A

interconvertis GTP en ATP

76
Q

Que fait l’ENZYME succinate déshydrogénase?

A

catalyse la déshydrogénation stéréospécifique du succinate en fumarate, fait internvenir une coenzyme FAD *groupement prosthétique

RÉVERSIBLE

77
Q

Par quoi est inhibé l’enzyme succinate déshydrogénase?

A

par le malonate
analogue structural du succinate
= inhibiteur compétitif - se lie au site catalytique de l’enzyme

78
Q

Qu’a permis l’observation de l’inhibition de la respiration cellulaire par le malonate?

A

ont conduit krebs à émettre l’hypothèse du cycle de l’acide citrique

79
Q

Quel accepteur d’électron contient la succinate déshydrogénase?

A

FAD, impliqué dans l’oxydation d’alcanes en alcènes
(NAD + dans les alcools en aldéhydes ou cétones)

80
Q

Pourquoi dans l’oxydation d’un alcane le FAD est utilisé?

A

car l’oxydatoin d’un alcane en alcène est assez exergonique pour réduire le FAD en FADH2 mais pas assez exergonique pour réduire le NAD+ en NADH

81
Q

Comment le FAD est lié à l’enzyme?

A

de façon covalente

82
Q

Pourquoi la succinate déshydrogénase est la seule enzyme enfouie dans la membrane interne mitochondriale?

A

car la succinate déshydrogénase est réoxydé par le coenzyme Q de la chaîne respiratoire mitochondriale qui s’effectue dans la membrane de la mitochondrie

83
Q

Que provoque une insuffisance en succinate déshydrogénase?

A

maladie autosomale récessive
mutations causent des phénotypes très variables
- acidose lactique
- petite taille
- musculaire
- neurologique
- syndrole de Leigh
- syndrome de Keatns-Sayre

84
Q

Que fait l’ENZYME fumarase?

A

catalyse l’hydratation stéréospécifique de la double liaison du fumarate pour donner du L-malate
réaction RÉVERSIBLE

***PAS DU D-MALATE

85
Q

Que cause une insuffisance en fumarase?

A

anomalie foetale cerveau
période néonatale: anomalie neurologique, mauvaise alimentation, retard croissance
acidémie
diminution pH sanguin = accumulation de lactate, pyruvate et fumarate

augmentation [fumarase] dans l’urine = évocation de la carence en fumarase

86
Q

Que fait l’ENZYME malate déshydrogénase?

A

catalyse dernière réaction = régénération de l’oxaloacétate (essentiel à la 1er réaction)

le groupement hydroxyle du L-malate est oxydé en cétone dans une réaction DÉPENDANTE du NAD+ –> NADH

thermodynamiquement réversible malgré qu’elle soit très ENDORGERNIQUE – elle a besoin d’énergie pour se produire

87
Q

Quelles réaction ont un ∆G très négatifs? à quoi servent-elles?

A

elles sont très favorables
- citrate synthase
- isocitrate déshydrogénase
- a-cétoglutarate déshydrogénase

GRACE À CES RÉACTIONS, LE CYCLE DE KREBS EST THERMODYNAMIQUEMENT FAVORABLE

88
Q

Pourquoi le cycle ne s’arrête pas à la réaction de malate déshydrogénase qui est très défavorable? (∆G +++)

A

oxaloacétate continuellement utilisé (citrate synthase de la première étape jamais saturée) donc réaction malate déshydrogénase va de l’avant malgré ∆G˚’ défavorable

89
Q

Quelles sont les transformations chimiques après 1 tour complet de cycle de Krebs?

A
  • groupement acétyl oxydé en 2 molécules de CO2, met en jeu 2 paires d’électrons
    – 3 molécules de NAD réduites en NADH (3 paires)
    – 1 molécule de FAD réduite en FADH2 (1 paire)
  • 1 groupement phosphate riche en énergie formé sous forme de GTP
90
Q

Que deviennent les 8 électrons provenant du groupement acétyle du cycle de krebs?

A

passent dans la chaîne respiratoire pour réduire 2 molécules d’O2 en H2O

91
Q

La synthèse des NADH forme quoi?

A

les 3 paires d’électrons des NADH permettent par phosphorylations oxydatives la synthèse de 3 ATP
1 NADH = 3 ATP

92
Q

La synthèse de FADH2 forme quoi?

A

paire d’électrons du FADH2 produira produira par phosphorylation oxydative 2 ATP
1 FADH2 = 2 ATP

93
Q

Un tour de cycle de krebs régénère combien d’ATP?

A

12 ATP par groupement acétyle
donc 24 ATP pour les 2 molécules d’acéryl-CoA

94
Q

Au total combien d’ATP dont produites par les 2 molécules de pyruvate?

A

30

95
Q

Par quoi est régulé le cycle de l’acide citrique?

A

disponibilité en substrat
inhibition par les produits
inhibition compétitrice (rétrocontrôle exercé par intermédiaires)

96
Q

Quels sont les régulateurs les + stratégiques du cylcle de l’acide citrique? produits?

A

substrat: l’acétyl-CoA et oxaloacétate (présent en [] non saturantes)
produit: NADH

97
Q

Quand la concentration en NADH mitochondriale diminue-t-elle?

A

lorsqu’un tissu passe d’une faible activité à une activité intense
ce qui augmente [oxaloacétate]

98
Q

Que provoque une augmentation de la concentration d’oxaloacétate?

A

stimule la réaction de la citrate synthase qui contrôle la vitesse de formation du citrate

99
Q

La vitesse d’utilisation du citrate dépend de quoi?

A

sous la dépendance de l’isocitrate déshyhydrogénase NAD+-dépendante qui est inhibée par le NADH

H23- Biochimie et métabolisme (7 decks)

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