Cycle de l'acide citrique Flashcards

Question

Comment fonctionne l'inhibition par phosphorylation ?

Answer 1

Le complex PDH contient une kinase, enzyme qui ajoute un phosphate et une phosphatase qui retire un phosphate Ces enzymes modifient E1 car E1 phosphorylée est sous sa forme inactive L'acitivité de la kinase et de la phosphatase est régulée positivement et négativement par différents facteurs

Answer 2

- Recueillir, transformer et transmettre l'énergie du glucose qui sera utilisée pour former de l'ATP - Le but immédiat est donc de recuillir cette énergie en réduisant des intermédiares : NAD+ ---- NADH et FAD ---- FADH2

Answer 3

- Le cycle de Krebs débute avec une condensation entre l'oxaloacétate (4C) et l'acétyle-CoA pour former le citrate (6C). Cette réaction nécessite de l'énergie qui est fournie par le clivage de la liaison thioester de l'acétyl-CoA - Ni le groupement acétyle ni le CoA en soit sont riches en énergie - c'est la liaison thioester dans l'acétylt-CoA qui l'est et son clivage qui font donc en sorte que cette réaction de condensation est très exergonique (environ -30 ΔG*') Cela permet essentiellement au cycle de Krebs d'être initié.

Answer 4

Citrate synthase - Elle catalyse la condensation du résidu à 2C de l'acétyl-CoA avec la molécule à 4C d'oxaloacétate pour former le citrate à 6C. - C'est une réaction exergonique (ΔG*' -31,5 Kj/mol) irréversible (2C + 4C = 6C) favorisée par le clivage de l'acétyl-CoA (Source de l'énergie)

Answer 5

Aconitase - L'aconitase (une mutase) qui catalyse l'isomérisation réversible du citrate en isocitrate avec le cis-aconitate comme intermédiaire - La déshydratation du citrate en cis-aconitate est réversible - L'hydratation du cis-aconitate est également réversible. L'addition d'eau sur le double liaison a lieu sur une position différente pour générer l'isocitrate - Une réaction réversible avec un ΔG*' d'environ 5 KJ/mol (essentiellement à l'équilibre)

Answer 6

Isocitrate déshydrogénase NAD+ dépendante - L'isocitrate déshydrogénase catalyse la décarboxylation oxydative de l'isocitrate en a-cétoglutarate avec formation des 1ère molécules de CO2 et de NADH - Il s'agit d'une réaction en 2 étapes où l'isocitrate déshydrogénase NAD+ - dépendante qui catalyse d'abord l'oxydation d'un alcool secondaire (isocitrate) en une cétone (l'oxalosuccinate) puis la décarboxylation du groupement carboxyle en position B de la fonction cétone (irréversible) - Une réaction irréversible (passe de 6C à 5C) avec un ΔG*' d'environ -21KJ/mol

Answer 7

- Sa formation est chimiquement logique, mais les preuves sont rare car cet intermédiare est très instable et transitoire dans une réaction catalysée par l'enzyme normale/sauvage - Si on introduit in vitro une mutation dans l'enzyme par une mutagenèse dirigée qui en diminue l'activit., on peut alors observer une accumulation d'oxalosuccinate

Answer 8

a-cétoglutarate déshydrogénase - Elle catalyse la décarboxylation oxydatice de l'a-cétoglutarate en produisant les 2ième molécules de CO2 et NADH - Cette réaction fait intervenir un complexe multi-enzymatique qui comprend l'a-cétoglutarate déshydrogénase E1, la dihydrolipoyl transsuccinylase E2 et la dihudrolipoyl déshydrogénase E3 (similaire à celles du complexe PDH dans la synthèse de l'acétyl-CoA) - Les réactions catalysées par ce complexe font intervenir des mécanismes identiques à ceux de la réaction ccatalysée par le complexe PDH - Les mêmes 5 coenzymes entrent également en jeu : TPP, lipoamide, CoA, FAD, NAD+ - Réaction irréversible (passe de 5C à 4C) avec un ΔG*' d'environ -33kj/mol - La produit finale est thioester "riche en énergie", soit le succinyl-CoA

Answer 9

Succinyl-CoA synthétase - La succinyl-CoA synthétase, également nommée succinate thiokinase, catalyse une réaction réversible où elle hydrolyse le succinyl-CoA "riche en énergie" (réaction exergonique, ΔG*' -32,6 KJ/mol) tout en réalisant la synthèse d'un nucléotide triphosphate "riche en énergie" (réaction endergonique ΔG*' + 30,5 kj/mol) - Au finale : la réaction a un ΔG*' de -2,1 kj/mol (thermodynamiquement réversible) - Du GTP est synthétisé à parti de GDP et Pi

Answer 10

- Une équivalent acétyle a été complètement oxydé en 2 CO2 - Deux NADH et un GTP ont été formés -Pour boucler le cycle, le succinate doit redonner de l'oxaloacétate (3 dernières réactions du cycle vont s'en charger -Le GTP et l'ATP s'interconvertissent rapidement grâce à la nucléoside diphosphate kinase GTP + ATP --- GDP + ATP ΔG*'=0

Answer 11

Succinate déshydrogénase - La succinate déshydrogénase catalyse la déshydrogénation stéréospécique du succinate en fumarate - Réaction réversible avec ΔG*' d'environ 6 kj/mol - Cette enzyme est fortement inhibée par le malonate, un analogue structural du succinate et un exemple classique d'inhibiteur compétitif - L'inhibition de la respiration cellulaire par le malonare est une des observations qui ont conduit Krebs à émettre l'hypothèse à émettre l'hypothèse du cycle de l'acide citrique

Answer 12

- L'accepteur d'électrons de la réaction - Le FAD est souvent impliqué dans l'oxydation d'alcanes en alcènes alors que le NAD+ oxyde plutôt les alcools en aldéhyde ou en cétone tel que vu précédemment aux réactions 3 et 4 du cycle de krebs - Ceci est dû au fait que l'oxydation d'un alcane en alcène est assez exergonique pour réduire le FAD en FADH2 mais pas assez exergonique pour réduire le NAD+ en NADH - Puisque le FAD est lié de façon covalente à l'enzyme, il ne peut pas fonctionner comme un métabolite à la manière du NADH

Answer 13

- En réalité, la succinate déshydrogénase est réoxydée par le coenzyme Q de la chaîne respiratoire mitochondriale qui s'effectue dans la membrane de la mitochondire - Ceci explique pourquoi la succinate déshydrogénase, enfouie dans la membrane interne mitochondriale, est la seule enzyme membranaire du cycle à l'acide citrique

Answer 14

- La fumarase, aussi nommée fumarate hydratase, catalyse l'hydratation stéréospécifique de la double liaison du fumarate pour donner du L-malate - Réaction réversible mais toujours dans le même sens avec un ΔG*' d'environ -3,4 kj/mol

Answer 15

Malate déshydrogénase - Catalyse la dernière réaction du cycle de l'acide citrique soit la régénération de l'oxaloacétate essentiel à la 1ère réaction -Cela implique que le groupement hydroxyle du L-malate soit oxydé en cétone dans une réacttion dépendante du NAD+ -Réaction thermodynamiquement réversible malgré qu'elle soit très endergonique avec un ΔG* d'environ 29,7 kj/mol (besoin d'énergie pour se produire)

Answer 16

- Citrate synthase - Isocitrate déshydrogénase - a-cétoglutarate déshydrogénase - Ces 3 réactions font en sorte que le cycle de krebs soit thermodynamiquement favorable

Answer 17

L'oxaloacétate est continuellement utilisé (la citrate synthase n'est jamais saturée : toujours prête) donc la réaction malate déshydrogénase va de l'avant malgré le ΔG* défavorable (comme la progression dans la glycolyse)

Answer 18

1. Un groupement acétyle est oxydé en 2 molécules de CO2, processus qui met en jeu 4 paires d'électrons - 3 molécules de NAD+ sont réduites en NADH, ce qui correspond à 3 paires d'électrons - 1 molécule de FAD est réduite en FADH2, ce qui correspond à 1 paire d'électrons 2. 1 groupement phosphate " riche en énergie " est formé sous forme de GTP

Answer 19

- Les 8 électrons (4 paires provenant de groupement acétyle durant le cycle de krebs vont ensuite passer dans la chaîne respiratoire pour réduire 2 molécules d'O2 en H2O -Les 3 paires d'électrons provenant des NADH vont permettre chacune, par l'intermédiaire de phosphorylations oxydatives, la synthèse de 3 ATP, alors que la paire d'électrons provenant du FADH2 produira par le même processus environ 2 ATP

Answer 20

- 12 ATP par groupement acétyle (acétyl-CoA) - Total ; de 24 ATP pour le 2 molécules d'acétyl-CoA en acétyl-CoA - En ajoutant les 6 ATP pour la transformation des 2 pyruvate en acétyl-CoA -Grand total de 30 ATP pour les 2 molécule de pyruvate - Molécule de glucose : 38 ATP

Answer 21

- Disponibilité en substrat - inhibition par le produit - Inhibition compétitive par rétrocontrôle exercé par d'autres intermédiaires du cycle - Les régulateurs les plus stratégiques fu cycle de l'acide citrique sont sans doute ses substrats, l'acétyl-CoA et l'oxaloacétate (tous les 2 présents en concentrations non saturantes pour la citrate synthase) et son produit, le NADH

Answer 22

1. La concentration en NADH mitochondriale diminue 2. L'augmentation de la concentration en oxaloacétate qui s'ensuit stimule la réaction de la citrate synthase, qui contrôle la vitesse de formation de citrate 3. La vitesse d'utilisation du citrate est sous la dépendance de l'isocitrate déshydrogénase NAD+ -dépendante, enzyme fortement inhibée par le NADH----inhibition par le produit 4. La citrate synthase est également inhinée par le NADH

Answer 23

1. Le citrate est un inhibiteur compétitif de l'oxaloacétate pour la citrate synthase ---- inhibition levée 2. l'a-cétoglutarate déshydrogénase est également inhibée par ses produits, le NADH et le succinyle-CoA. Par conséquent, son activité augmente lorsque la concentration en NADH diminue 3. Le succinyl-CoA entre également en compétition avec l'acétyl-CoA dans la réaction de la citrate synthase (inhibition compétitive par rétrocontrôle)

Answer 24

-L'ADP, l'ATP et le Ca2+ - L'ADP est un effecteur positif de l'isocitrate déshydrogénase alors que l'ATP s'accumule au repos est un inhibiteur de cette enzyme - Le Ca2+ active la pyruvate déshydrogénase phosphatase et inhibe la pyruvate déshydrogénase kinase, ce qui essentiellement active le complexe PDH et donc la production d'acétyl-CoA - Le Ca2+ active également l'isocitrate déshydrogénase et l'a-cétoglutarate déshydrogénase

Answer 25

- Le cycle de l'acide citrique est de nature catabolique, car il est impliqué dans un processus de dégradation et il assure la conservation d'énergie libre - Les intermédiaires du cycle de l'acide citrique ne sont nécessaires qu'en quantités catalytique pour assurer le rôle catabolique du cycle - Cependant, plusieurs voies de biosynthèse utilisent des intermédiaires du cycle de l'acide citrique comme produit de départ : c'est la raison pour laquelle on dit que le cycle de l'acide citrique est amphibolique

Answer 26

Les réactions cataplérotiques - Ces réactions servent non seulement à synthétiser des produits importants mais également à éviter l'accumulation inappropriée dans la mitochondrie d'intermédiaires du cycle de l'acide citrique

Answer 27

- Biosynthèse du glucose --- nécessite l'oxaloacétate - Biosynthèse des lipides incluant acide gras et cholestérol --- nécessite l'acétyl-CoA - Biosynthèse de certains acides aminés --- nécessite l'a-cétoglutarate et l'oxaloacétate - Biosynthèse des porphyrines --- nécessite l'succinyl-CoA -Oxydation complète des acides aminés --- nécessite l'a-cétoglutarate

Answer 28

Les intermédiaires du cycle de l'acide citrique ainsi "détournés" doivent être remplacés sinon le rôle catabolique du cycle de l'acide citrique pourrait être interrompu : arrêt de la respiration cellulaire Il existe donc des réactions qui réapprovisionnent en intermédiaires le cycle de l'acide citrique. La réaction classique de ce genre est catalysée par la pyruvate carboxylase qui produit de l'oxaloacétate

Answer 29

- Oxydation des acides gras à nombre impair de C --- formation succinyl-CoA - Dégradation de certains acides aminés --- formation succinyl-CoA - Transamination/désamination de certains acides aminés --- formation a-cétoglutarate et oxaloacétate

Answer 30

Oui et leur sens varie en fonction de la demande métabolique

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