Cycle de Krebs Flashcards
1
Q
Vrai ou faux. Les cellules animales sont aérobiques et elles oxydent le carburant en CO2 et H2O
A
Vrai
2
Q
Comment nomme-t-on la phase d’ozydation aérobique du catabolisme?
A
La respiration cellulaire
3
Q
Quelles sont les 3 étapes principales de la respiration cellulaire?
A
- Glycolyse
- Cycle de Krebs
- Chaîne de transport d’électrons et chimiosmose
4
Q
Quel est le bilan total d’ATP, d’H2O et de CO2 de la respiration cellulaire?
A
6 CO2
6 H2O
38 ATP
5
Q
Quels sont les 2 autres noms du cycle de Krebs?
A
- Cycle des acides tricarboxyliques
- Cycle de l’acide citrique
6
Q
Qu’est-ce que le carrefour métabolique?
A
Point final et commun du catabolisme des glucides, lipides et protéines car tous aboutissent à la formation d’acétyl-CoA
7
Q
À quel endroit prend place le cycle de Krebs?
A
Dans la matrice mitochondriale
8
Q
Vrai ou faux. C’est au niveau de la phosphorylation oxydative que se produit la majeure partie des oxydations et de la production d’énergie d’une cellule.
A
Faux. C’est au niveau du cycle de Krebs
9
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.
10
Q
Est-ce que le cycle de Krebs est cyclique ou linéaire?
A
Cyclique
11
Q
Quel est le substrat du cycle de Krebs?
A
Acétyl-CoA
12
Q
Combien de réactions enzymatiques comporte le cycle de Krebs?
A
8
13
Q
Quels sont les 2 produits du cycle de Krebs et que se passe-t-il avec eux à la fin du cycle?
A
NADH et FADH2. Ils sont réoxydés par la chaîne respiratoire au cours des phosphorylations oxydatives. Libération d’énergie couplée à la synthèse d’ATP.
14
Q
Nommez un groupement commun de la dégradation des glucides, des acides gras et des acides aminés
A
Groupement acétyle
15
Q
De quoi est composée à CoA? (3)
A
- groupe b-mercaptoéthylamine
- acide pantothénique (Vit.B5 = essentiel non synthétisé in vivo, continuez à manger de la viande pis de l’avoine c’est bien)
- 3’,5’-adenosine diphosphate
16
Q
Quel rôle assure CoA?
A
Le transport du groupement acétyle
17
Q
Quel est le DeltaGo’ de l’hydrolyse de la liaison thioester de l’acétyl-CoA? Que cela veut-il dire?
A
-31,5kJ/mol, veut dire que c’est riche en énergie
18
Q
Quel est le précurseur immédiat de l’acétyl-CoA?
A
Le pyruvate, produit de la glycolyse.
19
Q
Qu’est-ce que le deltaGo?
A
Quantité totale d’énergie utilisée ou produite au cours d’une réaction chimique où la concentration de tous les réactifs est fixée à 1 (conditions standards).
20
Q
Qu’est-ce que la DeltaGo’?
A
Similaire à deltaGo, mais le pH est à 7 (donc la concentration est évidemment pas de 1M)
21
Q
Pourquoi est-il plus approprié d’utiliser le DeltaG?
A
Ce n’est pas juste le pH qui varie comme paramètre dans la cellule, donc DeltaG englobe les conditions physiologiques.
22
Q
Vrai ou faux. Quand DeltaGo’=0, les concentrations de tous les substrats sont égales.
A
Faux. Cela veut seulement dire que les réactions tendent vers l’équilibre.
23
Q
Combien de kj/mol doivent être fournits pour la synthèse d’une molécule d’ATP?
A
environ 50 kJ/mol. Par contre, ce n’est pas fixe.
24
Q
De quoi dépend l’énergie requise pour la synthèse d’ATP?
A
Des concentrations d’ATP, d’ADP, de Pi et du pH.
25
En combien d'étapes se déroule la synthèse de l'acétyl-CoA?
5 étapes
26
Quel complexe multi-enzyme fait intervenir la synthèse de l'acétyl-CoA dans le cas de la décarboxylation oxydative?
Complexe pyruvate déshydrogénase (PDH)
27
Quels sont les 3 avantages que confèrent les complexes multi-enzymatiques?
1. La distance que doivent parcourir les sites actifs est minimisée, ce qui augmente la vitesse de l'ensemble des réactions
2. Donne lesmoyens de guider les intermédiaires métaboliques d'une enzyme à l'autre dans une voie métabolique, minimisant les réactions annexes.
3. Les réactions catalysées par un complexe multi-enzymatique peuvent-etre régulées de manière coordonnée.
28
Nommez les 3 enzymes qui composent le complexe PDH.
1. Pyruvate déshydrogénase (E1)
2. Dihydrolipoyl transacétylase (E2)
3. Dihydrolipoyl déshydrogénase (E3)
29
Quels sont les 5 coenzymes du complexe PDH?
1. Thiamine pyrophosphate (TPP)
2. Lipoamide/dihydrolipoamide
3. Coenzyme A (CoA)
4. Flavine adénine dinucléotide (FAD)
5. Nicotinamide adénine dunucléotide (NAD+)
30
Quelles coenzymes du complexe PDH sont des groupements prosthétiques?
TPP, dihydrolipoamide et FAD.
31
Que contient de plus le complexe PDH chez les mammifères?
1. 12 copies d'E3BP
2. 1 à 3 copies de pyruvate déshydrogénase kinase et de pyruvate déshydrogénase phosphatase
32
Quel est le rôle de E3BP?
Faciliter la liaison de E3 au coeur de E2
33
Quel est le rôle de la pyruvate déshydrogénase kinase et phosphatase?
Impliquées dans la régulation de l'activité catalytique du complexe PDH.
34
Quelle est la réaction globale de la synthèse de l'acétyl-CoA?
Pyruvate + NAD+ + CoA ---- acétyl-CoA + NADH + CO2
DeltaGo' = -33,5 kJ/mol
(donne un total de 6 ATP par la phosphorylation oxydative des 2 NADH)
35
Que se passe-t-il lors de la réaction 1 de la synthèse de l'acétyl-CoA?
La pyruvate déshydrogénase (E1), enzyme à TPP, décarboxyle le pyruvate avec la formation de l'intermédiaire hydroxyéthyl-TPP.
36
Quelle est la 2eme réaction de la synthèse de l'acétyl-CoA?
Le groupement hydroxyéthyle est transféré à la lipoamide par E2 pour produire l'acétyl-dihydrolipoamide. Cela regénère TPP et forme active de E1
37
Quelle est la 3eme réaction de la synthèse de l'acétyl-CoA?
Le transfert du groupement acétyle sur le CoA catalysé par E2
38
Quelle est la 4eme réaction de la synthèse de l'acétyl-CoA?
L'enzyme E3 réoxyde le dihydrolipoamide, complétant ainsi le cycle de E2. E3 se retrouve réduite.
39
Quelle est la 5eme réaction de la synthèse de l'acétyl-CoA?
La réoxydation de E3 par le NAD+ (NADH+ génère 3 ATP dans il sera oxydé)
40
Pourquoi l'arsenic est-il un poison? Quel est son mécanisme d'action?
Sa capacité de se lier par covalence aux groupements sulfhydryle comme E2 inactive l'enzyme. Cela bloque alors la respiration cellulaire (seule celle anaérobique sera disponible)
41
Vrai ou faux. La décarboxylation du pyruvate par E1 est réversible.
Faux. Irréversible.
42
Pourquoi est-il important que la synthèse de l'acétyl-CoA soit parfaitement régulée?
Car il n'existe pas d'autres voies chez les mammifères pour former l'acétyl-CoA à partir du pyruvate.
43
Quels sont les 2 systèmes de régulation utilisés pour la synthèse de l'acétyl-CoA?
1. Inhbition par les produits : NADH et acétyl-CoA
2. Modification covalente par phosphorylation/déphosphorylation de E1.
44
Comment se produit l'ihbition par NADH et acétyl-CoA?
Le NADH et l'acétyl-CoA entrent en compétition avec le NAD+ et le CoA pour les sites actifs de leurs enzymes respectives (inhibition compétitive)
45
Que se passe-t-il quand les concentration en NADH et/ou acétyl-CoA sont élevées?
Les réactions réversibles catalysées par E2 et E3 s'inversent.
46
Comment fonctionne l'inhibition par phosphorylation?
Le complexe PDH contient une kinase qui phosphoryle E1 pour l'inactivée. Elle contient également une phosphatase. Ces 2 enzymes sont régulées positivement ou négativement par différents facteurs.
47
Comment débute le cycle de Krebs?
Avec une condensation entre l'oxaloacétate (4C) et l'acétyl-CoA (2C) pour former une citrate (6C)
48
D'où provient l'énergie nécessaire à la condensation de l'oxaloacétate et de l'acétyl-CoA?
Du clivage de la liaison thioester de l'acétyl-CoA
(très exergoniques (-30kJ/mol), permet au cycle de Krebs de s'initier)
49
Quelle est l'étape 1 du cycle de Krebs?
Citrate synthase catalyse la condensation du résidu 2C de l'acétyl-CoA avec l'oxaloacétate (4C) pour former le citrate (6C). Irrévsersible
50
Quelle est l'étape 2 du cycle de Krebs?
Aconitase (mutase) catalyse l'isomérisation réversible du citrate en isocitrate avec l'aconitate en intermédiaire
51
Vrai ou faux. La déshydratation du citrate et l'hydratation du cis-aconitate sont réversibles.
vrai
52
Comment se passe l'hydratation du cis-aconitate?
Ajout de l'eau sur la liaison a lieu sur une position différente de la déshydratation pour générer l'isocitrate
53
Quelle est la 3eme étape du cycle de Krebs?
Isocitrate déshydrogénase catalyse la décarboxylation oxydative de l'isocitrate en alpha-cétoglutarate en formant les premières molécules de CO2 et de NADH.
54
Quelles sont les 2 étapes de la transformation de l'isocitrate en alpha-cétoglutarate?
1. L'isocitrate déshydrogénase NAD+-dépendante catalyserait d'abord l'oxydation d'un alcool (l'socitrate) en une cétone (l'oxalosuccinate) (réversible)
2. Ensuite, la décarboxylation du groupement carboxyle en position bêta de la fonction cétone (irréversible)
55
Comment a-t-on prouvé l'existence de l'isocitrate déshydrogénase NAD+-dépendante?
On a introduit in vitro une mutation de l'enzyme par mutagénèse dirigée qui en diminue l'activité, alors on a observé l'accumulation d'oxalosuccinate.
56
Quelle est la 4eme étape du cycle de Krebs?
Alpha-cétoglutarate déshydrogénase catalyse la décarboxylation oxydative cétoglutarate, produisant les 2eme molécules de CO2 et NADH. Fait intervenir un complexe multi-enzymatique comprenant le cétoglutarate déshydrogénase, la dihydrolipoyl transsuccinylase et la dihydrolipoyl déshydrogénase
57
Quel est le produit final de l'étape 4 du cycle de Krebs?
Un thioeser riche en énergie, le succinyl-CoA
58
Quelle est l'étape 5 du cycle de Krebs?
Le succinyl-CoA synthétase catalyse une réaction réversible en hydrolysant le succinyl-CoA tout en réalisant la synthèse d'un nucléotide triphosphate riche en énergie. GTP synthétisé à partir de GDP et Pi.
59
Quelle est la 6eme étape du cycle de Krebs?
La succinate déshydrogénase catalyse la déshydrogénation stéréospécifique du succinate en fumarate. Contient du FAD qui est l'accepteur d'électron de la réaction.
60
Par qui est inhibée la succinate déshydrogénase?
Le malonate (inhibition compétitive) Une des observations qui ont conduit Krebs à émettre l'hypothèse du cycle de l'acide citrique.
61
Pourquoi le FAD est-il impliqué dans l'oxydation d'alcanes en alcènes alors que le NAD+ oxyde plutôt les alcools en aldéhydes ou cétones?
L'oxydation d'un alcane en alcène est assez exergonique pour réduire le FAD etn FADH2, mais pas assez exergoniques pour réduire le NAD+ en NADH.
62
Si le FAD ne peut pas fonctionner comme un métabolite à la manière du NADH, comment le FADH2 est-il réoxydé en FAD?
Le succinate déshydrogénase est réoxydé par le coenzyme Q de la chapine respiratoire mitochondriale, ceci explique pourquoi le succinate déshydrogénase est la seule enzyme membranaire du cycle de l'acide citrique.
63
Quelle est l'étape 7 du cycle de Krebs?
La fumarase catalyse l'hydratation stéréospécifique de la double liaison du fumarate pour donner du L-malate.
64
Quelle est l'étape 8 du cycle de Krebs?
Malate déshydrogénase catalyse la régénération de l'oxaloacétate. Le groupement hydroxyle du L-malate est oxydé en cétone dans une réaction dépendante du NAD+
65
Quelles sont les 3 réactions très favorables du cycles de Krebs?
1,3 et 4.
66
Pourquoi le cycle de Krebs ne s'arrête pas à la réaction de la malate déshydrogénase qui est très défavorable?
L'oxaloacétate est continuellement utilisé, donc la réaction malate déshydrogénase va de l'avant.
67
Quelles sont les transformations chimiques du cycle de Krebs mettant en jeux des paires d'électrons?
1. Oxydation d,un groupement acétyl en 2 CO2 : 4 paires d'e-
2. 3 NAD+ réduit en NADH : 3 paires d'e-
3. 1 FAD réduit en FADH2 : 1 paire d'e-
4. 1 groupement phosphate formé sous forme de GTP
68
Que vont faire les 8 électrons (4 paires) du groupement acétyle dans la chaine respiratoire?
Réduire 2 molécules d'O2 en H2O
69
Que vont faire les 3 paires d'électrons provenant des NADH dans la phosphorylation oxydative?
Synthèse de 3 ATP (pour 1 NADH) et 2 ATP (pour 1 FADH2)
70
Quel est le nombre total d'ATP produit par la phosphorylation oxydative?
24 ATP pour 2 molécules d'acétyl-CoA et 6 ATP pour la transformation des 2 pyruvates en acétyl-CoA, alors 30 ATP total
71
Par quoi est régulé le cycle de l'acide citrique?
1. Disponibilité en substrat
2. Inhibition par les produits
3. Inhibition compétitive par rétrocontrôle exercéé par d'autres intermédiaires du cycle.
72
Quels sont les régulateurs les plus stratégiques du cycle de Krebs?
L'acétyl-CoA, l'oxaloacétate et le NADH
73
Que se passe-t-il si un tissu passe d'une faible activité à une activité et respiration intense?
La concentration de NADH mitochondriale diminue, augmentant la concentration en oxaloacétate qui stimule la réaction de la citrate synthase, qui controle la vitesse de formation du citrate.
74
La vitesse d'utilisation du citrate est sous la dépendance de quoi?
De l'isocitrate déshydrogénase NAD+-dépendante, enzyme fortement inhibée par le NADH (inhibition pas le produit) NADH inhibe également la citrate synthase.
75
Quelles sont les 3 conséquences de la diminution de la concentration en citrate consécutive?
1. Le citrate est un inhibiteur compétitif de l'oxaloacétate pour la citrate synthase (inhibition élevée)
2. l'alpha-cétoglutarate déshydrogénase est inhibée par ses produits (NADH et succinyl-CoA) Son activité augmente alors quand NADH diminue.
3. Le succinyl-CoA entre en compétition avec l'acétyl-CoA dans la réaction de la citrate synthase. (inhibition compétitive_
76
Par quoi d'autre est régulé le cycle de l'acide citrique outre les mécanismes d'inhibition selon les concentrations de substrat?
ADP, ATP et Ca2+
77
Que font l'ATP et l'ADP dans la régulation du cycle de Krebs?
L'ADP est un effecteur positif de l'isocitrate déshydrogénase alors que l'ATP qui s'accumule au repos est un inhibiteur de cette enzyme
78
Quels sont les rôles du Ca2+ dans la régulation du cycle de Krebs?
1. Active la pyruvate déshydrogénase phosphatase et inhibe la pyruvate déshydrogénase kinase, ce qui essentiellement active le complexe PDH et la production d'acétyl-CoA
2. Acitve l'isocitrate déshydrogénase et l'alpha-cétoglutarate déshydrogénase.
79
Pourquoi dit-on que le cycle de l'acide citrique est amphibolique?
Il est impliqué dans un processus de dégradation en assurant la conservation d'énergie, mais plusieurs voies de biosynthèse utilisent les intermédiaires de l'acide citrique comme produit de départ.
80
Comment nomme-t-on les réactions qui utilisent et consomment des intermédiaires du cycle de l'acide citrique?
Réaction cataplérotiques.
81
Comment nomme-t-on les réactions de réapprovisionnement en intermédiaires?
Réactions anaplérotiques
82
