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MMD 1043 Examen 2 > Métabolisme énergétique > Flashcards

Métabolisme énergétique Flashcards

1
Q

Qu’est-ce que la bioénergétique?

A

La bioénergétique est la partie du métabolisme qui s’intéresse aux sources d’énergie pour la cellule ou l’organisme et à leur utilisation.

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2
Q

Nomme les types d’énergie.

A
  • L’énergie cinétique associée au mouvement
  • L’énergie potentielle associée par exemple à la hauteur d’un poids
  • L’énergie chimique
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Q

L’énergie doit être extraite de…

A

l’environnement

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4
Q

Qu’est-ce que la thermodynamique?

A

La thermodynamique est l’étude quantitative des échanges d’énergie à l’intérieur d’un système.

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5
Q

Nomme les deux catégories de réactions chimiques.

A
  • Exergoniques
  • Endergonique
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6
Q

Qu’est-ce que G (énergie libre)?

A

L’énergie libre est la portion de l’enthalpie totale (H) pouvant servir à générer un travail ou à engendrer une réaction.

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7
Q

DG < 0

A

La réaction est exergonique et elle se produit spontanément

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8
Q

DG > 0

A

la réaction est endergonique et ne se produit pas spontanément

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9
Q

DG = 0

A

la réaction est en équilibre, c’est-à-dire qu’elle se fait aussi vite dans un sens que dans l’autre

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10
Q

Décrit la loi d’action de masse.

A

Si on augmente la concentration d’un intervenant d’un côté de la réaction, on favorise le sens de la réaction qui fera disparaître cet intervenant.

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11
Q

Vrai ou faux? Les enzymes ne modifient jamais les concentrations finales des composés à l’équilibre, elles ne font qu’accélérer la réaction.

A

Vrai

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12
Q

Est-ce que les réactions endergoniques peuvent se produire sans apport d’énergie (Ea)?

A

Non

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13
Q

Comment obtient-on le Ea?

A

L’énergie nécessaire est obtenue par couplage avec une réaction exergonique qui libèrera suffisamment d’énergie pour activer la réaction endergonique.

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14
Q

Nomme les principaux composés riche en énergie.

A
  • Certains dérivés phosphates, dont l’ATP et la créatine phosphate
  • Les acyls-coenzyme A
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15
Q

Nomme les phosphates hautement énergétiques.

A

ATP
Créatine phosphate
Carbamoyl phosphate

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16
Q

Qu’est-ce que l’ATP?

A

L’adénosine triphosphate (ATP) est la source d’énergie pour les réactions biochimiques de la cellule

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17
Q

À quoi sert l’ATP?

A
  • Synthèse des protéines, hormones, cholestérol…
  • Contraction musculaire
  • Transport actif à travers les membranes
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18
Q

Structure de l’ATP?

A
  • Base azotée (Adénine)
  • Sucre (Ribose)
  • Phosphates
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19
Q

Localisation de la biosynthèse d’ATP?

A

Mitochondrie

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20
Q

L’ATP s’associe aux ions __________ et cette association est nécessaire pour son hydrolyse par les enzymes.

A

magnésium

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21
Q

Selon quoi varie l’énergie libéré par l’ATP?

A
  • le pH du milieu
  • la concentration en ions Mg2+
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22
Q

La somme des concentrations intracellulaires en ATP, ADP et AMP est de l’ordre de ________ mmol/L et elle demeure approximativement __________.

A

2 à 10
constante

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23
Q

Qu’est-ce que la créatine?

A

Acide aminé qui peut être phosphorylé par l’ATP pour former la créatine phosphate, un composé riche en énergie.

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24
Q

À quoi sert la créatine phosphate?

A
  • La créatine phosphate est une forme de mise en réserve d’énergie pour la cellule.
  • Cette réserve d’énergie est immédiatement utilisable par la cellule, sans autres réactions du métabolisme.
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25
Q

Réaction si surplus d’ATP?

A

créatine + ATP → créatine phosphate

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26
Q

Réaction si manque d’ATP?

A

créatine phosphate → créatine + ATP

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27
Q

95% de la créatine de l’organisme est dans le ______.

A

muscle

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28
Q

Environ ____ de la créatine est sous forme libre, tandis que les ___ sont phosphorylés en créatine phosphate.

A

1/3
2/3

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29
Q

Localisation de la synthèse de la créatine?

A

La créatine est synthétisée dans le fois, le pancréas et les reins avant d’être acheminée aux muscles.

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30
Q

À partir de quoi se fait la synthèse de la créatine?

A

Synthèse à partir d’acides aminés, tels l’arginine, la glycine et la méthionine.

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31
Q

Décrit l’apport et l’excrétion de créatine.

A
  • L’apport par synthèse est d’environ 1 g/jour et la diète amène environ 1 g/jour de créatine déjà synthétisée.
  • La créatine est transformée en créatinine (environ 2 g/jour) qui est éliminée par les reins dans les urines.
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32
Q

Nomme les autres composés riches en énergie (autre que créatine et ATP).

A
  • Les acyls-coenzyme A
  • Le phosphoénol pyruvate et le 1,3-biphosphoglycérate
  • Le carbamoyl phosphate
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33
Q

Que sont les acyls-coenzyme A?

A

Ce sont des intermédiaires de la b-oxydation.

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34
Q

Que sont le phosphoénol pyruvate et le 1,3-biphosphoglycérate?

A

Ce sont des intermédiaires de la glycolyse

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35
Q

Qu’est le carbamoyl phosphate?

A

Il fait partie du cycle de l’urée

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36
Q

L’énergie des liens riches est utilisée par la cellule via le __________.

A

couplage de réactions

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37
Q

Une réaction d’oxydoréduction implique aussi un changement ___________.

A

d’énergie libre

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38
Q

Les réactions d’oxydation se font dans quel sens?

A

Unidirectionnel

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39
Q

Le transfert des électrons du NADH + H+ et du FADH2 vers l’oxygène est très ___________.

A

favorable

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40
Q

Est-ce que le transfert d’électrons se fait directement entre le NADH + H+ et l’oxygène? Explique.

A

Non, la variation d’énergie libre entre les deux (DG0’ = - 219 kJ/mol) est trop importante et la réaction serait presqu’explosive, ce qui entraînerait une trop grande perte d’énergie sous forme de chaleur

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41
Q

Comment la cellule augmente le rendement de récupération de l’énergie?

A

Elle transfert les électrons du NADH + H+ vers l’oxygène de façon graduelle et contrôlée en utilisant les divers transporteurs d’électrons de la chaîne respiratoire mitochondriale.

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42
Q

Que font les oxydases?

A

Catalysent l’enlèvement d’atomes d’hydrogène d’un substrat en utilisant l’oxygène comme accepteur.

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43
Q

Que font les déshydrogénases?

A
  • Catalysent le transfert d’atomes d’oxygène ou d’hydrogène entre deux substrats.
  • Elles sont spécifiques à un substrat, mais partagent souvent les mêmes co-facteurs.
  • Elles rendent possible les réaction d’oxydoréduction en absence d’oxygène
44
Q

Que font les peroxydases?

A

Catalysent la destruction du peroxyde d’hydrogène ou des peroxydes lipidiques (ROOH).

45
Q

Que font les oxygénases?

A

Catalysent la fixation d’oxygène dans le substrat.

46
Q

Quelles petites molécules sont nécessaires pour les déshydrogénases?

A

Co-facteurs

47
Q

Est-ce que les co-facteurs participent à la réaction?

A

Oui, mais sont souvent recyclés

48
Q

Nomme les principaux co-facteurs.

A
  • NAD (nicotinamide adénine dinucléotide)
  • NADP (nicotinamide adénine dinucléotide phosphate)
  • FMN (flavine mononucléotide)
  • FAD (flavine dinucléotide)
49
Q

Que doivent faire les co-facteurs?

A

Les co-facteurs doivent se lier à l’enzyme et sont nécessaires à l’activité.

50
Q

Nomme les voies métaboliques qui produisent de l’énergie.

A

Glycolyse
b-oxydation
Protéolyse

51
Q

À quoi sert le cycle de Krebs?

A

Le cycle de Krebs sert de point d’intégration des différentes voies et fourni la plus grande partie de l’énergie sous formes de molécules énergétiques réduites (équivalent réducteurs)

52
Q

À quoi sert la chaine de respiration mitochondriale?

A

La chaîne de respiration mitochondriale joue un rôle capital dans le métabolisme énergétique en permettant de convertir les équivalents réducteurs en ATP

53
Q

Bilan pour une mole de glucose?

A

2 moles d’ATP
2 moles de NADH + H+
2 moles de pyruvate

54
Q

Bilan total pour une mole de glucose avec chaine respiratoire?

A

38 moles d’ATP

55
Q

Bilan total pour une mole de palmitate avec chaine respiratoire?

A

129 moles d’ATP

56
Q

Les protéines sont dégradées en _________.

A

acides aminés

57
Q

Bilan du cycle de Krebs pour une mole d’acétylCoA?

A

1 mole d’ATP
3 moles de NADH + H+
1 moles de FADH2

58
Q

Bilan total pour une mole d’acétylCoA?

A

12 moles d’ATP

59
Q

Décrit l’ensemble de transporteur d’e- de la chaine respiratoire.

A
  • Trois complexes multiprotéiques transmembranaires fixes (complexes I, III et IV)
  • Un complexe membranaire qui ne traverse pas la membrane (complexe II)
  • Deux transporteurs d’électrons mobiles (ubiquinone et cytochrome c)
60
Q

De quoi est responsable la chaine respiratoire?

A

Elle est responsable de recueillir et d’oxyder les équivalents réducteurs formés durant le métabolisme des glucides, des lipides et des protéines

61
Q

Action principale de la chaine respiratoire?

A

Transporte graduellement les H+ et les électrons du FADH2 et du NADH + H+ vers l’oxygène moléculaire, tout en pompant des protons dans l’espace intermembranaire.

62
Q

Finalité de la chaine respiratoire?

A

Au final, les équivalents réducteurs sont transformés en ATP avec l’aide de l’ATP synthase.

63
Q

Perméabilité de la membrane interne mitochondriale?

A

Très imperméable aux ions/métabolites ionisés

64
Q

Nomme les transporteurs mitochondriaux.

A
  • Un transporteur de pyruvate (avec H+)
  • La voie d’évitement du malate
  • Un système de transporteur pour l’ATP
65
Q

Est-ce que le NaDH peut pénétrer directement dans la mitochondrie?

A

Non, besoins de “taxis”

66
Q

Nomme les composantes du site réactif des protéines de la chaine respiratoire.

A

les flavoprotéines
les protéines fer-souffre
les cytochromes

67
Q

Rôles de la coenzyme Q?

A

rôle important dans le transport des équivalents réducteurs

68
Q

Que transportent le complexes de la chaine respiratoire?

A

Équivalents réducteurs

69
Q

Que sont les flavoprotéines?

A

Ce sont des enzymes à co-facteur FMN ou FAD

70
Q

Que sont les protéines fer-souffre?

A

Protéines qui possède un atome de Fe3+ non hémique dans leur structure, qui sera réduit en Fe2+ au cours du transport d’équivalents réducteurs dans la chaîne respiratoire.

71
Q

Que sont les cytochromes?

A

Les cytochromes sont des protéines possédant une porphyrine (noyau tétrapyrrole) dans lequel on retrouve généralement un atome de fer, mais parfois un atome de cuivre.

72
Q

Qu’est la coenzyme Q?

A

La coenzyme Q, ou ubiquinone, est un constituant mobile dans les lipides mitochondriaux qui participe au transport des équivalents réducteurs.

73
Q

Décrit le complexe 1.

A
  • Complexe le plus large de la chaîne
  • Plus de 40 protéines
  • Au moins une flavoprotéine et 7 protéines fer-souffre
74
Q

Décrit le complexe 2.

A
  • Petit complexe ancré à la membrane (ne la traverse pas)
  • Au moins 4 protéines
  • Deux types de groupement prosthétique (FAD et fer-souffre
74
Q

Qu’est-ce qui se passe au niveau du complexe 1?

A
  • L’entrée des équivalents réducteurs du NADH + H+
  • Oxydation du NADH + H+ en NAD+ et transfert
    les électrons vers l’ubiquinone.
  • Pompage de protons de la matrice mitochondriale vers l’espace intermembranaire.
75
Q

Est-ce que le complexe 2 est impliqué dans le cycle de Krebs?

A

Oui

76
Q

Que se passe-t-il au niveau du complexe 2?

A
  • L’entrée des équivalents réducteurs du FADH2 se fait au niveau du complexe II.
  • Le complexe II oxyde le succinate en fumarate (produisant du FADH2) et réoxyde ensuite le FADH2 en FAD.
  • Les électrons sont ainsi transférés du FADH2 vers l’ubiquinone.
77
Q

Décrit le complexe 3.

A
  • Complexe dimérique
  • Chaque monomère possède au moins 11 polypeptides
  • Contient 3 groupements hème et 1 centre fer-souffre par monomère
78
Q

Que se passe-t-il au niveau du complexe 3?

A
  • À ce stade, l’ubiquinone (Q) a été réduite en ubiquinol (QH2) par les complexes I ou II.
  • Le complexe III accepte les électrons de l’ubiquinol et les transfert au cytochrome c.
  • Cette étape s’accompagne d’un pompage de protons.
79
Q

Décrit le complexe 4.

A
  • Complexe dimérique
  • Chaque monomère possède 13 polypeptides
  • Contient deux cytochromes et deux atomes de cuivre
80
Q

Que se passe-t-il au niveau du complexe 4?

A
  • Le cytochrome c migre du complexe III vers le
    complexe IV.
  • Le complexe IV accepte les électrons un à un du cytochrome c et les transfert à l’oxygène moléculaire en bloc de quatre.
  • Cette étape s’accompagne également d’un pompage de protons.
81
Q

Qu’est-ce que la phosphorylation?

A

La phosphorylation est l’introduction d’un groupement phosphate dans une molécule par formation d’un lien covalent

82
Q

Qu’est-ce que la phosphorylation oxydative?

A

Couplage entre la respiration cellulaire (l’oxydation) et la synthèse d’ATP (la phosphorylation)

83
Q

Décrit la théorie chimiosmotique de Mitchell.

A

L’énergie nécessaire à la synthèse d’ATP par phosphorylation oxydative proviendrait d’un gradient de protons entre l’espace intermembranaire et la matrice mitochondriale.

84
Q

Que font les complexes 1, 3 et 4?

A

Ils agissent comme des pompes à protons qui expulsent des ions H+ de la matrice vers l’espace intermembranaire.

85
Q

Localisation de l’accumulation de protons?

A

Espace intermembranaire de la mitochondrie

86
Q

Qu’entraine l’accumulation de p+?

A
  • Un gradient de pH entre l’espace intermembranaire et la matrice (D pH)
  • Une différence de potentiel membranaire (D V)
87
Q

Décrit l’ATP synthase.

A
  • Protéine transmembranaire localisée dans la
    membrane interne des mitochondries.
  • La partie F0 est une canal transmembranaire transporteur de H+.
  • La partie F1ATPase est la sous-unité phosphorylante.
88
Q

Comment les p+ de l’espace intermembranaire retournent-ils dans la matrice?

A

En empruntant le canal F0 de l’ATP synthase, ce qui entraîne la synthèse d’ATP par la sous-unité F1.

89
Q

Décrit les s-u a et b de l’ATP synthase.

A

Les sous-unités a et b de la partie F0 sont fixes par rapport à la membrane et sont reliés aux sous-unités a et b de F1.

90
Q

Décrit la s-u c de l’ATP synthase.

A

Le cylindre de 12 sous-unités c dans F0 est mobile et il est relié aux sous-unités e et g de F1. L’ensemble forme le rotor.

91
Q

Qu’est-ce qui se passe lorsque les p+ passent à travers F0?

A
  • Le cylindre tourne et les sous-unités b de F1 changent de conformation au fur et à mesure que la sous-unité g s’associe à elles.
  • C’est ce changement de conformation qui induit la synthèse d’ATP.
92
Q

Combien de liaison pour les nucléotides dans l’ATP synthase?

A

3

93
Q

Qu’est-ce qui se passe quand la s-u gamma tourne?

A

Elle occasionne un changement de conformation menant à la synthèse d’ATP

94
Q

Rendement de la phosphorylation oxydative?

A

3 molécules d’ATP par NADH + H+
2 molécules d’ATP par FADH2

95
Q

Nomme les facteurs qui influencent la respiration cellulaire.

A
  • La disponibilité en ADP (rapport ATP/ADP)
  • La disponibilité des substrats
  • La capacité des enzymes
  • La disponibilité de l’oxygène
96
Q

Si la concentration d’ADP augmente, la vitesse de la chaîne respiratoire _____________ très rapidement

A

augmente

97
Q

Exemple d’inhibiteur du complexe 1?

A

Roténone
Amytal

98
Q

Inhibiteur du complexe 3?

A

Antimycine A

99
Q

Inhibiteur du complexe 4?

A

Cyanure, monoxyde de carbone

100
Q

Que sont les agent découplants?

A

Les agents découplants sont des molécules qui permettent aux protons de revenir dans la matrice mitochondriale sans passer par l’ATP synthase.

101
Q

Est-ce que les agents découplants empêchent la formation d’ATP?

A

Oui

102
Q

Est-ce que les agents découplants affectent la respiration cellulaire?

A

Non

103
Q

Inhibiteur d’ATP synthase?

A

Oligomycine

104
Q

Exemple d’agent découplant?

A

Dinitrophénol

105
Q

Quelle est le rôle de la graisse brune?

A

Produire de la chaleur pour maintenir la température corporelle pendant les périodes de grand froid.

106
Q

Quelle est la protéine découplante de la graisse brune et quel est son rôle?

A

(UCP1)
Rend la membrane interne perméable au protons ce qui active le métabolisme et provoque un dégagement de chaleur

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