module 5 Flashcards

(82 cards)

1
Q

Comment est appeler la phase aérobie du catabolisme?

A

Respiration cellulaire

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Q

En quoi consiste la respiration cellulaire?

A

le pyruvate produit par la glycolyse est oxydé en CO2 et H2O

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3
Q

Quelles sont les 3 phases de la respiration cellulaire?

A

phase 1 : Les carburants organqiues, les acides gras et plusieurs acides aminés sont oxydés en acétyl-CoA

phase 2 : Acétyl-CoA entre dans le cycle de krebs ou il sera completement oxydé en CO2

phase 3 : Les coenzymes réduits sont à leurs tours oxydés. Les électrons libérés sont transférés à l’O2, accepteur final d’électron. Par caine respiratoire. Énergie libérée est conservée sous forme d’ATP.

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4
Q

Quel est le siege du métabolisme oxidatif chez les eucaryotes?

A

La mitochondrie

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5
Q

La mitochondrie contient des enzymes nécessaires à quels sentiers métaboliques?

A

Enzymes du cycle de krebs, oxydation des acides gras, chaine de transport des électrons et phosphorylation oxydative

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6
Q

Vrai ou faux

a) Les mitochondrie sont sembable d’un organisme
un autre

b) Une cellule eucaryote type contient entre 50 et 100 mitochondires
c) la pyruvate déshydrogénase se retrouve dans la mitochondire

A

a) faux taille et forme très variable
b) faux, 800-2000
c) vrai

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7
Q

Comment la membrane externe de la mitochondrie réussi à être perméable au molécules dont la masse moléculaire est inférieur à _____?

Complétez la phrase et répondre

A

10 000 daltons

Présence d’une protéine : la porine. Celle-ci forme des canaux à travers la membrane

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8
Q

La membrane interne de la mitochondire est beaucoup plus _____ que la membrane externe. Elle est perméable seulement à __, ___, ___.

A

étanche, O2, CO2, H2O

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9
Q

Que permet l’imperméabilité de la membrane interne de la mitochondrie?

A

Établir des gradient de concentration. Origine de la compartimentation des fonctions métabolique entre le cytosol et la mitochondrie. Elle contient de nombreuses protéines de transport contrôlant le passage de métabolites spécifiques entre le cytosol et la mitochondrie

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10
Q

De quoi est constitué le compartiment interne de la mitochondrie?

A

Matrice mitochondriale :

50% eau, substrats, coenzymes, ions inorganiques, enzymes solubles du métabo oxydatif. Machinerie génétique mitochondriale.

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11
Q

Quel est le rôle de la machinerie génétique mitochondriale?

A

Synthétise quelques-unes des protéines mitochondriales.

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12
Q

Par quoi sont codés la majorité des protéines mitochondriales?

A

Par des gènes nucléaires et synthétisés par des ribosomes dans le cytosol

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13
Q

Vrai ou faux

a) L’acétyl-CoA est un précurseur commun de la dégradation des glucides, des acides gras et de plusieurs acides aminés.
b) L’acétyl-CoA est un produit riche en énergie
c) L’hydrolyse de son lien thioester est plus exergonique que celle de l’ATP

A

a) faux, produit
b) vrai
c) Faux, autant

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14
Q

Comment le pyruvate est-il transformer en acétyl-CoA? Quel autre produit donne cette transformation?

A

Oxydé en acétyl-CoA par le complexe de la pyruvate déshydrogénase.

CO2

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15
Q

Ou est situé le complexe de la pyruvate déshydrogénase?

A

Dans la mitochondrie des cellules eucaryotes et dans le cytosol des bactéries

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16
Q

Que permet le complexe de la PDH lors de la transformation du pyruvate en acétyl-CoA?

A

Permet aux intermédiaires chimiques entre le substrat de dpart et le produit final de demeurer liés à la molécule d’enzyme.

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17
Q

Comment le pyruvate résultant de la glycolyse est transporter du cytosol à la mitochondrie?

A

Par la pyruvate translocase.

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18
Q

Quelle type de réaction catalysée par la PDH transforme le pyruvate en acétyl-CoA?
Quel groupement du pyruvate est éliminé en CO2?

A

Décarboxylation oxydative.

Groupement carboxylique.

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19
Q

Vrai ou faux

a) les électrons avec un haut potentiel de transfert son capturer par la PDH sous forme de NADH
b) la réaction catalysée par la PDH est réversible
c) Cette réaction constitue un lien entre la glycolyse et le cycle de krebs.

A

a) Vrai
b) Faux, irréversible
c) vrai

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20
Q

Quel est le bilan de la décarboxylation oxydative du pyruvate?

A
  • Libération d’une molécule de CO2
  • Formation d’une liaison thioester riche en énergie
  • Formation d’unNADH
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21
Q

Combien de coenzymes nécessite le PDH?

Lesquels?

A

5

TPP, le FAD, NAD+, lipoamide et coenzyme A

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22
Q

Dans quels réactions est impliquée la TPP?

A

Réactions de décarboxylation ou les transferts de fragments multicarbonés contenant un groupement carbonyle.

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23
Q

De quoi est constitué la lipoamide?

A

un acide lipoïque qui forme une liaison amide avec un groupement
ε-amine d’un résidu lysine de la sous-unité E2. Le lipoamide contient un cycle fermé par un lien
disulfide (-S-S-) qui peut être réduit pour obtenir la dihydrolipoamide (contient deux groupements
sulfhydryle, forme réduite de la lipoamide

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24
Q

Combien d’enzymes contient la PDH?

Lesquels?

À quoi sont-ils attachés?

A

3

la pyruvate
déshydrogénase (E1), la dihydrolipoyl transacétylase (E2) et la dihydrolipoyl déshydrogénase
(E3). Le PDH est énorme. En fait, c’est le plus gros complexe multienzymatique connu. Par
exemple, la masse du PDH de la bactérie Escherichia coli est de 4600 kDa! Le site actif de E1 est
lié au TPP, tandis que le site actif de l’E3 est lié au FAD. L’attachement du lipoate à l’extrémité de
la chaîne latérale d’une lysine de la sous-unité E2 produit un long bras flexible qui peut osciller
entre les sites actifs des 3 sous-unités

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25
Quels sont les cinq réactions nécessaire pour la conversion du pyruvate en acétyl-CoA?
Décarboxylation, oxydation Formation de l'acétyl-CoA oxydoréduction Oxydoréduction
26
À quoi servent les réactions 4 et 5 de la conversion du pyruvate en acétyl-CoA?
Restaurer le complexe de la PDH dans son état initial.
27
Décrire brievement les cinq réactions nécessaire pour la conversion du pyruvate en acétyl-CoA
1. Décarboxylation. Cette première réaction est identique à la réaction catalysée par la pyruvate décarboxylase décrite dans le module 3 (Fermentation alcoolique, Figure 3.9). Contrairement aux acides β-cétoniques (Module 1), la décarboxylation d’un acide α-cétonique, tel que le pyruvate, ne peut avoir lieu spontanément : elle utilise la TPP, pour stabiliser l’intermédiaire carbanion (Module 3). 2. Oxydation. Le groupement hydroxyéthyle attaché au TPP est oxydé pour former un groupe acétyle qui est transféré au lipoamide. Ce transfert aboutit à la formation d’une liaison thioester riche en énergie. Dans cette réaction, l’oxydant est le groupe disulfure du lipoamide qui est réduit. Cette réaction, catalysée elle aussi par E1, donne l’acétyl-dihydrolipoamide. 3. Formation de l’acétyl-CoA. Le groupement acétyle de l’acétyl-dihydrolipoamide est transféré à la Coenzyme A pour former l’acétyl-CoA. Cette réaction est catalysée par la E2. Une partie de l’énergie libérée à l’étape 2 est conservée par le lien thioester de l’acétyl-CoA. Rappelez-vous que la CoA sert de transporteur de nombreux groupes acyle activés, parmi lesquels le plus simple est l’acétyl-CoA. La lipoamide est alors sous une forme réduite appelée dihydrolipoamide 4. Oxydoréduction. La sous-unité E3 catalyse le transfert des électrons de la forme réduite dihydrolipoamide vers le groupement prosthétique FAD. Il y a alors formation d’une molécule de FADH2 et régénération de la forme oxydée de la lipoamide. 5. Oxydoréduction. Lors de l’étape finale, le FADH2 est réoxydé et les électrons sont transférés à une molécule de NAD+ . Cela permet de régénérer la sous-unité E3-FAD et de transférer le pouvoir réducteur (les électrons) à un cofacteur soluble (libération d’un NADH).
28
Quel est l'avantage du bras oscillant dans le complexe PDH?
Empêche les intermédiaires réactionnels de migrer à l'exterieur du complexe enzymatique, dans le cytosol bactérien ou dans la matrice mitonchondriale eucaryote. Distance que doivent parcourir les intermédiaire métaboliques = diminuée vitesse augmente Minimise les réactions secondaire et permet de réguler de facon coordoné.
29
Combien d'étape contient le cycle de krebs? est-il cyclique, linéaire ou spiralé?
8, cyclique
30
Vrai ou faux le cycle de krebs a) constitue la plaque tournante du métabolisme de la cellule b) Porte d'entrée du catabolisme aérobie pour toute molécule étant susceptible d'être transformée en un groupe acétyl c) Précurseur important pour la synthèse de nombreuses molécules d) n'est pas amphibibolique
a) vrai b) vrai c) vrai d) faux
31
Pourquoi l'acétyl-CoA ne peut être directement oxydé en CO2?
En effet, la décarboxylation de cet acide à deux carbones entraînerait la production de CO2 et de méthane (CH4). Le méthane est une espèce chimique très stable. À l’exception de quelques espèces bactériennes (méthanotrophes) qui vivent dans des environnements riches en méthane, les organismes n’ont pas les enzymes et les cofacteurs requis pour oxyder cette molécule
32
Quelle stratégie utilise la cellule pour oxydé complètement l'acétyl-CoA?
. La solution utilisée par la cellule est de convertir l’acétyl-CoA en une série d’intermédiaires, dont des acides α et β-cétoniques, qui peuvent être décarboxylés par catalyse enzymatique.
33
Quelle est la première étape du cycle de krebs?
Attacher le groupement méthyle de l'acétyl-CoA à l'oxaloacétate
34
Quelle type de réaction se passe dans la première étape du cycle? Quel groupement réagi avec l'acétyl-CoA? Quel est le produit?
Condensation de claisen carbonyle de l'oxaloacétate agit comme un électrophile. Un acide tricarboxylique à 6 carbone : citrate
35
Quelle est la deuxième étape du cycle?
réarrangement du citrate en isocitrate.
36
Quelle est la troisième étape du cycle? Quelle est la logique de cette étape? Quel est le produit?
décarboxylation pour formé un acide B-cétonique Un lien C-C est plus facile à cliver s'il y a un groupement carbonyle en B pour stabiliser le carbanion a-cétoglutarate
37
Quelle est la quatrième étape du cycle?
décarboxylation
38
Quelle molécule est libérer et quelle quantité lors de l'étape 3 et 4 du cycle?
CO2 2
39
Quelle est l'utilité des étapes 5 à 8 du cycle? Quelles réactions utilisent-elle?
Regénération de l'oxaloacétate. Ooxydation et réarrangement Lorsqu’on a deux groupements méthylène adjacents (-CH2-CH2-), comme dans le succinate, l’un d’eux peut être oxydé afin de former un groupement carbonyle. Lors des étapes 6 à 8, l’un des groupements méthylène du succinate est oxydé pour former le carbonyle de l’oxaloacétate
40
Comment un groupement carbonyle peut-il faciliter la formation d'un carbanion?
En délocalisant la charge négative du carbanion
41
Quelle est la logique chimique du cycle de krebs?
Chaque étape permet soit de conserver l'énergie d'oxydation, soit de préparer la molécule à l'oxydation et à la décarboxylation.
42
Quel est le bilan du cycle de krebs?
- 1 GTP ou ATP - 3 NADH - FADH2 Chaque molécule d'acétyl-CoA = 10 équivalent d'ATP
43
Quel est le sort des transporteurs d'électrons après le cycle de krebs?
Ils sont oxydés et leurs électrons sont transférer à la chaine transporteuse d'électrons afin d'assurer la synthèse d'ATP
44
Quel est le rendement énergétique de l'oxydation complète d'une molécule de glucose en aérobie?
• La glycolyse permet la formation nette de 2 ATP, 2 NADH et 2 molécules de pyruvate. Le nombre d’ATP produit par la réduction du NADH cytosolique varie selon le système de transport utilisé pour transporter la molécule de NADH du cytosol vers la mitochondrie (nous y reviendrons dans le module 6). • Pour chaque molécule de pyruvate transformée en acétyl-CoA par le PDH, il y a formation d’un NADH. Puisqu’il y a 2 molécules de pyruvate à la fin de la glycolyse, cela donne 2 NADH supplémentaires donc 5 équivalents ATP. • Pour finir, les 2 molécules d’acétyl-CoA qui sont oxydées dans le cycle de Krebs donnent 20 équivalents ATP
45
Combien (%) est l'efficacité de l'oxydation complète du glucose?
60%
46
Qu est ce qu'un sentier amphibolique?
Il est à la fois catabolique et anabolique.
47
Pourquoi les intermédiaires du cycle qui ont été détournés doivent être remplacé
Car toutes les voies de biosynthèses qui utilisent les intermédiaires du cycle ont aussi besoin d'énergie
48
Comment sont appeler les voies qui utilisent les intermédiaire du cycle? À quoi peuvent-elles servir?
cataplérotiques Synthétiser des produits important et éviter l'accumulation innaproprié dans la mitochondrie d'intermédiaire du cycle.
49
Comment sont appeler les voies qui réaprovisionnent en intermédiaires le cycle de krebs?
anaplérotiques
50
Les réactions anaplérotique et cataplérotiques sont-elles en équilibre dynamique? Quel est le résultat?
Oui, les concentrations des différents intermédiaires du cycle de krebs demeurent constant
51
Pourquoi est-il difficile de savoir si les enzymes du cycle de krebs forment un complexe enzymatique?
La difficulté principale dans ce cas vient du fait que les interactions entre les enzymes du cycle de Krebs sont faibles et ne résistent pas aux conditions utilisées pour isoler les complexes : lorsque les cellules sont brisées, la concentration des enzymes diminue de 100 à 1000 fois, ce qui favorise la dissociation des complexes enzymatiques maintenus par des interactions non covalentes
52
Pourquoi les interactions entres les enzymes du cycle de krebs sont-elles faibles?
s, les intermédiaires du cycle de Krebs doivent être disponibles pour d’autres sentiers : il est donc logique que certaines enzymes puissent se dissocier afin de libérer les précurseurs essentiels à plusieurs sentiers de biosynthèse.
53
Est-il possible pour des microorganismes anaérobie d'utiliser le cycle de krebs? Expliquer.
Oui, pour produire des précurseurs pour des voies de biosynthèse. Ces microorganismes utilisent les trois premières réactions du cycle pour produire de l’α-cétoglutarate, mais ne possédant pas l’α-cétoglutarate déshydrogénase Ils ont aussi les quatre enzymes qui catalysent la conversion réversible de l’oxaloacétate en succinyl-CoA ce qui leur permet de produire le malate, le fumarate, le succinate et le succinyl-CoA à partir de l’oxaloacétate (direction opposée à celle retrouvée dans le cycle de Krebs)
54
Vrai ou faux a) Le besoin de fixer le CO2 aurait mené au cycle de krebs réductif b) Le cycle de krebs réductif est souvent considéré comme l'ancêtre du cycle de krebs actuel
a) vrai | b) vrai
55
Quelles étapes régulent le cycle de krebs?
1,3,4
56
Quelle étape fini par l'hydrolyse d'un lien thioester?
étape 1
57
Quelle molécule est éliminé pour être ensuite ajouté lors de l'étape 2?
H2O
58
Pourquoi l'étape 2 est proche de l'équilibre?
Parce que le produit est rapidement utilisé à l'étape suivante
59
Quel est le bilan de l'étape 3?
CO2 et NADH
60
Quel est le bilan de l'étape 4?
CO2 et NADH
61
Quel est le bilan de l'étape 5? Quelle est la différence lors de cette étape chez les mammifères et les plantes?
NTP ``` Mammifère = GTP Plantes = ATP ```
62
Quel est le bilan de l'étape 6?
FADH2
63
Que permet l'étape 7? quelle est son utilité?
hydratation permet d'introduire un groupement hydroxyle nécessaire à la prochaine étape
64
Quel est le bilan de l'étape 8?
NADH
65
Pourquoi l'étape 8 est-elle possible?
Parce que la concentration de l'oxaloacétate est extrêmement faible dans la cellule
66
Quelles sont les 8 réactions du cycle?
- 4 réactions d'oxydoréduction, 2 associé à une décarboxylation - 1 condensation - 1phosphorylation au niveau du substrat - 1 isomérisation - 1 hydratation.
67
Quelles sont les principales sources d’acétyl-CoA?
La dégradation de certains lipides (comme les acides gras) et de certains acides aminés ainsi que la glycolyse (suivi de la décarboxylation oxydative du pyruvate) sont les principales sources de molécules d’acétyl-CoA.
68
Pyruvate + CoA + ________ → Acétyl-CoA + ________ + ________
Pyruvate + CoA + NAD+ → Acétyl-CoA + NADH + CO2
69
Expliquez le rôle de la lipoamide. Nommez deux enzymes qui utilisent ce cofacteur
Pour augmenter la canalisation métabolique, certains complexes multienzymatiques utilisent des bras oscillants. La lipoamide est un exemple de long bras oscillant. L’extrémité de la lipoamide se lie au substrat et visite séquentiellement les sites actifs des trois enzymes du complexe. Cela assure que le produit d’une réaction sera immédiatement dirigé vers la prochaine composante du système. • Le complexe de l’α-cétoglutarate déshydrogénase (cycle de Krebs) • Le complexe de la pyruvate déshydrogénase (PDH).
70
Décrivez les différentes modifications chimiques que subit la lipoamide lors décarboxylation oxydative.
Durant la catalyse, le lien disulfide (forme oxydée) est brisé par le transfert du groupement acétyle sur la lipoamide et la formation d’un lien thioester (forme acétylée). L’acétyle est ensuite transféré à la coenzyme A laissant la lipoamide avec deux groupements sulfhydryle (forme réduite). Ces groupements doivent être oxydés afin de reformer le lien disulfide. Cette oxydation est couplée à la réduction d’un FAD (par la suite, les électrons du FADH2 sont transférés au NAD+ ).
71
Quelle étape du cycle de Krebs est une phosphorylation au niveau du substrat
5
72
Combien y a-t-il de réactions d’oxydoréduction dans le cycle de Krebs? Quelles sont ces étapes? Quel type d’équivalent réducteur produisent ces réactions?
* L’étape 3 catalysée par l’isocitrate déshydrogénase produit un NADH. * L’étape 4 catalysée par l’α-cétoglutarate déshydrogénase produit un NADH. * L’étape 6 catalysée par la succinate déshydrogénase produit un FADH2. * L’étape 8 catalysée par la malate déshydrogénase produit un NADH
73
Quelle étape du cycle de Krebs est une réaction de condensation? Écrivez la réaction.
Oxaloacétate + Acétyl-CoA + H2O → Citrate + Coenzyme A + H+
74
Pourquoi la grande variation d’énergie libre de l’étape 1 garantit-elle le fonctionnement du cycle de Krebs?
Cela confère à la réaction un G° très négatif. Par conséquent, la réaction de condensation catalysée par la citrate synthase peut avoir lieu même lorsque la concentration d’oxaloacétate est très faible. Cela permet à l’étape 8 (G° positif) de se produire en lui conférant l’impulsion thermodynamique nécessaire.
75
α-cétoglutarate + ________ + ________ → ________ + ________ + ________
α-cétoglutarate + Coenzyme A + NAD+ → Succinyl-CoA + NADH + CO2
76
En quoi la succinate déshydrogénase est-elle différente des autres enzymes du cycle de Krebs? De quel autre sentier la succinate déshydrogénase fait-elle partie?
C’est la seule enzyme du cycle de Krebs associée à la membrane. Elle fait partie du système de transport des électrons
77
Le cycle de Krebs convertit _________, un groupement à 2 atomes de carbone, en _______ par ____________. Dans le processus, il y a __________ de coenzymes. La coenzyme qui sert de transporteur d’électron mobile et soluble dans l’eau se nomme ________. L’autre coenzyme réduite lors du cycle de Krebs est le _______. Ces coenzymes permettent de faire le lien entre le cycle de Krebs et _________.
• Acétyle, CO2, oxydation, réduction, NAD+ , FADH2, la chaîne de transport d’électron (ou chaîne respiratoire).
78
Pourquoi certains organismes anaérobies contiennent-ils des enzymes du cycle de Krebs alors que, comme nous l’avons vu plus tôt, ce cycle est inopérant en absence d’O2?
Les organismes anaérobies possèdent quelques enzymes du cycle de Krebs parce que les intermédiaires du cycle sont les précurseurs de la biosynthèse d’autres molécules.
79
Pourquoi ces mêmes organismes anaérobies ne possèdent-ils pas un cycle de Krebs complet?
L’absence de cycle complet permet de limiter la production de coenzymes réduites qui devraient être réoxydées par la suite.
80
Quelle est l’utilité pour un microorganisme de posséder un cycle de Krebs inversé? Quel nom est parfois donné à ce cycle?
Cela lui permet de fixer le CO2 en plus de produire tous les intermédiaires nécessaires pour les réactions cataplérotiques. Ce cycle inversé est parfois désigné sous le nom de cycle de Krebs réductif.
81
Décrivez comment le cycle de Krebs fournit des précurseurs pour la synthèse d’autres molécules
• 2 intermédiaires du cycle de Krebs sont d’importants précurseurs pour la synthèse des acides aminés : l’oxaloacétate, qui permet d’obtenir l’aspartate, et l’α-cétoglutarate, qui entre dans la synthèse du glutamate. Ces deux acides aminés peuvent ensuite être convertis en plusieurs autres (Module 9). • L’oxaloacétate et l’α-cétoglutarate sont aussi des précurseurs des pyrimidines et des purines essentielles à la synthèse des nucléotides • La synthèse des lipides utilise le citrate comme précurseur. • La synthèse de glucose (gluconéogenèse) utilise l’oxaloacétate comme précurseur. • La synthèse de porphyrine requiert la présence de succinyl-CoA.
82
VRAI OU FAUX a) L’oxydation finale du glucose en CO2 a lieu lors du cycle de Krebs. b) Une forte concentration de chacun des intermédiaires doit être présente pour que le cycle de Krebs soit efficace. c) Il y a plus d’intermédiaires à 6 carbones dans le cycle de Krebs que d’intermédiaires à 4 carbones. d) Chez les eucaryotes, le cycle de Krebs a lieu dans le cytosol. e) La réaction catalysée par le complexe de la succinate déshydrogénase est la seule étape du cycle de Krebs catalysant une phosphorylation au niveau du substrat. f) Par mole de glucose, le cycle de Krebs produit autant d’énergie via phosphorylation au niveau du substrat que la glycolyse. g) Dans certains organismes, le cycle de Krebs fonctionne en sens inverse. Ce cycle inversé aurait évolué à partir du cycle de Krebs. i) L’évolution du sentier circulaire qu’est le cycle de Krebs est vraisemblablement passée par la combinaison de 2 voies métaboliques linéaires. j) Les intermédiaires du cycle de Krebs qui sont utilisés lors de réactions anaboliques sont remplacés par les produits de réactions anaplérotiques.
VRAI OU FAUX a) VRAI b) FAUX, puisque chaque intermédiaire est recyclé à chaque tour de cycle, une petite concentration de chaque intermédiaire est suffisante pour assurer l’efficacité du cycle de Krebs. c) FAUX, il y a 2 intermédiaires à 6C, 1 à 5 C et 5 à 4C. d) FAUX, il a lieu dans la mitochondrie e) FAUX, la seule étape de phosphorylation au niveau du substrat est catalysée par la succinyl-CoA synthétase. La succinate déshydrogénase génère plutôt un équivalent réducteur : le FADH2. f) VRAI, n’oubliez pas que 1 mole de glucose donne 2 moles d’acétyl-CoA. Il y a donc 2 NTP produits tout comme pour la glycolyse. g) FAUX, c’est plutôt le cycle de Krebs qui aurait évolué à partir de ce cycle inversé. h) Le cycle de Krebs est un processus réductif. FAUX, il s’agit d’un processus oxydatif. i) VRAI j) VRAI