Métabolisme énergétique Flashcards by Zachary Sauro

Définir ce qu’est la bioénergétique

Partie de la biochimie qui s’intéresse aux sources d’énergie pour la cellule ou l’organisme et leur utilisation

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Quels sont les 3 types d’énergies que la cellule peut utiliser ?

Énergie cinétique
Énergie potentielle
Énergie chimique

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Définir “thermodynamique”

Étude quantitative des échanges à l’intérieur d’un système

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Quelles sont les deux catégories de réactions chimiques en thermodynamique ?

Réactions exergoniques : dégagent de l’énergie
Réactions endergoniques : nécessitent de l’énergie

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Décrire comment on peut classifier une réaction selon la valeur du ΔG

Si ΔG est plus petit que 0 : réaction exergonique, se produit spontanément
Si ΔG est plus grand que 0 : réaction endergonique, ne se produit pas spontanément
Si ΔG=0, alors la réaciton est en équilibre (les deux réactions sont à la même vitesse)

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Qu’est-ce que la loi d’action de masse ?

Loi d’action de masse : 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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Comment est obtenue l’énergie d’activation, nécessaire aux réactions endergoniques ?

Obtenue par couplage avec une réaction exergonique qui libèrera suffisamment d’énergie pour activer la réaction endergonique

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Quels sont les principaux composés riches en énergie

Certains dérivés du phosphate, comme l’ATP et la créatine phosphate (peuvent être hautement ou faiblement énergétiques)
Acyls-coenzyme A

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Décrire à quoi sert l’ATP

ATP est la source d’énergie/la monnaie d’échange cellulaire pour les réactions biochimiques de la cellule
- Synthèse des protéines, hormones, cholestérol, …
- Contraction musculaire
- Transport actif à travers la membrane

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Décrire la structure de l’ATP

Base azotée (adénine)
Sucre (ribose)
Phosphates (3)

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À quel endroit s’effectue la biosynthèse de l’ATP ?

Dans la mitochondrie, se fait plus précisement par la chaîne respiratoire mitochondriale

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Décrire le lien entre l’ATP et le magnésium

L’ATP se lie aux ions magnésium et cette association est nécessaire pour son hydrolyse par les enzymes

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Qu’est-ce qui fait varier l’énergie libérée par l’hydrolyse de l’ATP ?

pH du milieu
Concentration en ions Mg++

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Vrai ou faux ? La somme des concentrations intracellulaires de ATP/ADP/AMP varie constamment

Faux, elle demeure (approximativement) constante

Concentration est de 2 à 10mmol/L

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Qu’est-ce que la créatine phosphate ?

Créatine phosphorylée par un ATP qui permet la mise en réserve d’énergie pour la cellule. Cette énergie est alors utilisable immédiatement, sans autres réactions du métabolisme

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Vrai ou faux ? Lors d’une dépense énergétique, le corps fabrique beaucoup de créatine phosphate

Faux
- Si l’organisme est en surplus d’énergie, la réaction de formation de créatine phosphate se produit (créatine + ATP = CP)
- Lors d’une dépense d’énergie, la formation d’ATP est favorisée (CP = créatine + ATP)

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Outre l’ATP et la créatine phosphate, nommer des composés riches en énergie

Acyls-coenzyme A (intermédiaires bêta-oxydation)
Phosphoénol pyruvate et 1-3,biphosphoglycérate (intermédiaires glycolyse)
Carbamyl phosphate (cycle de l’urée)

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Distinguer les réactions d’oxydation VS de réduction

Oxydation = perte d’électron
Réduction = gain d’électron

Une réaction d’oxydoréduction est nécessairement la combinaison des deux demi-réactions (oxydation+réduction)

Ours Polaire (Oxydation=Perte) / Rouge-Gorge (Réduction=Gain)

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Vrai ou faux ? Les réactions d’oxydoréduction sont toujours unidirectionnelles seulement

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Vrai
- Les électrons vont du couple avec le plus faible potentiel (réduit) vers le couple avec le potentiel le plus élevé (oxydé)

Le transfert des électrones du NADH + H+ vers l’oxygène est très favorable… pourquoi ne se fait-il pas directement ?

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La variation d’énergie libre entre les deux est trop grande, ce qui entraînerait donc une trop grande perte d’énergie sous forme de chaleur

À quoi sert la chaîne respiratoire mitochondriale ?

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Permet d’augmenter le rendement de récupération de l’énergie du NADH + H+ en transférant les électrons vers l’oxygène de façon graduelle et contrôlée

Décrire le bilan énergétique de la bêta-oxydation (métabolisme des lipides)

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Pour 1 mole de palmitate (acide gras saturé à 16 carbones), on obtient 129 moles d’ATP

Décrire le bilan énergétique du cycle de Krebs

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Pour 1 mole d’acétyl-CoA, on obtient 12 moles d’ATP

Décrire ce qu’est la chaîne respiratoire mitochondriale

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Ensemble de transporteurs d’électrons localisés dans la membrane interne de la mitochondrie
- Trois complexes transmembranaires (I, III et IV)
- Complexe membranaire qui ne traverse pas la membrane (II)
- Deux transporteurs d’électrons mobiles (ubiquinone et cytochrome C)

Comment se nomme l'enzyme qui permet la formation d'ATP grâce à la chaine de transport d'électrons ?

ATP synthase

Quelles sont les différentes protéines qui peuvent composer les complexes de la chaîne respiratoire mitochondriale ?

- Flavoprotéines - Protéines fer-souffre - Cytochromes

À quoi sert la coenzyme Q (ubiquinone) ?

Rôle important dans le transport des équivalents réducteurs

Décrire le complexe I de la chaîne respiratoire mitochondriale

Complexe I : NADH-Coenzyme Q réductase - Complexe le plus large - **Entrée des équivalents réducteurs du NADH + H+ : le complexe les oxyde en NAD+ et transfert les électrons vers l'ubiquinone** - S'accompagne d'un pompage de protons de la matrice mitochondriale vers l'espace intermembranaire

Décrire le complexe II de la chaîne respiratoire mitochondriale

Complexe II : Succinate-Coenzyme Q réductase - Petit complexe ancré à la membrane (ne la traverse pas), aussi impliqué dans le cycle de Krebs - **Entrée des équivalents réducteurs du FADH2** - Complexe II oxyde le succinate en fumarate (produisant du FADH2) et **réoxyde ensuite le FADH2 en FAD ; les électrons sont transférés vers l'ubiquinone**

Décrire le complexe III de la chaîne respiratoire mitochondriale

Complexe III : Cytochrome C réductase - Complexe dimérique - À ce stade, l'ubiquinone a été réduite en ubiquinol par les complexe I ou II - Le **complexe III accepte les électrons de l'ubiquinol et les transfère au cytochrome C** - S'accompagne d'un pompage de protons

Décrire le complexe IV de la chaîne respiratoire mitochondriale

Complexe IV : Cytochrome C oxydase - Complexe dimérique - Le cytochrome C migre du complexe III vers le IV - **Complexe IV accepte les électrons un à un du cytochrome C et les transfère à l'oxygène moléculaire en bloc de 4** - S'accompagne d'un pompage de protons

Définir "phosphorylation"

Introduction d'un groupement phosphate dans une molécule par formation d'un lien covalent

Définir "phosphorylation oxydative"

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

Qu'est-ce que la théorie chimiosmotique de Mitchell ?

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

Quels complexes de la chaîne respiratoire agissent comme des pompes à protons ?

I, III et IV

Décrire la théorie chimiosmotique de Mitchell

- Les complexes I, III et IV expulsent les protons vers l'espace intermembranaire - Comme la membrane interne mitochondriale est imperméable aux ions, les protons s'accumulent - Les protons retournent dans la matrice en empruntant le canal F0 de l'ATP synthase = synthèse d'ATP par la sous-unité F1

Comment l'ATP synthase parvient-elle à synthétiser l'ATP ?

Lorsque les protons passent à travers la sous-unité F0, le cylindre tourne et les **sous-unités bêta de F1 changent de conformation** au fur et à mesure que la sous-unité gamma s'associe à elles - C'est ce changement de conformation qui induit la synthèse d'ATP

Décrire le rendement en énergie de la phosphorylation oxydative

- 3 molécules d'ATP par NADH + H+ - 2 molécules d'ATP par FADH2

Quels sont les facteurs qui influencent la vitesse de la respiration cellulaire ?

- Disponibilité en ATP (rapport ATP/ADP) : *si la concentration en ADP augmente, la vitesse de la chaîne respiratoire augmente aussi* - Disponibilité des substrats - Capacité des enzymes - Disponibilité de l'oxygène

Vrai ou faux ? Certains poisons agissent en inhibant certaines étapes de la chaîne respiratoire

Vrai ! - Inhibiteurs du complexe I : roténone, amytal - Inhibiteurs du complexe III : antimycine A - Inhibiteurs du complexe IV : cyanure, CO

Que sont les agents découplants ?

Molécules qui permettent aux protons de revenir dans la matrice mitochondriale sans passer par l'ATP synthase (ex. dinitrophénol)

Nommer une molécule qui inhibe l'ATP synthase

Oligomycine

À quoi sert la graisse brune ?

Particulièrement abondante chez les enfants et les animaux qui hibernent, son rôle serait de **produire de la chaleur** pour maintenir la température corporelle pendant les périodes de grand froid

À quoi sert la protéine UCP1 ? Où la retrouve-t-on ?

UCP1 est une protéine découplante dans la graisse brune qui est activée par le froid et dont le but est de rendre la membrane interne perméable aux protons = consommation d'oxygène sans synthèse d'ATP - Le métabolisme serait alors activé pour parer à ce gaspillage de réducteurs = dégagement de chaleur

Vrai ou faux ? Les protéines découplantes (UCP1) sont uniquement présentes dans la graisse brune

Faux, d'autres protéines découplantes ont été découvertes dans les graisses blanches, le cerveau et les muscles

Métabolisme énergétique Flashcards

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