Chapitre 7 : la glycolyse, le cycle de Krebs et la chaîne de transport des électrons : les réactions

La glycolyse peut démarrer spontanément à partir de glucose. V ou F ?

Faux : elle ne démarre qu’à partir du G-6-P (d’où un meilleur rendement si on utilise du glycogène)

Décrire le mécanisme de la glycolyse (1)

1) conversion du G-6-P en fructose-6-P (phosphohexose isomérase)

2) formation de fructose-1,6-biphosphate (phosphofructokinase)

3) Clivage du F-1,6-bP (aldolase) → glycéraldéhyde-3-P + dihydroxyacétone P

4) Interconversion des composés à 3C par triose P isomérase

5) oxydation du glycéraldéhyde-3-P : aldéhyde devient carboxyle (glycéraldéhyde-3P hydrogénase)

Décrire le mécanisme de la glycolyse (2)

6) Transfert phosphate : 2 → 3 (phosphoglycérate mutase)

7) enlèvement d’un H2O (énolase) → phosphoénolpyruvate

8) Phosphoénolpyruvate → énolpyruvate (pyruvate kinase)

9) énolpyruvate → pyruvate (direct)

10) transport du pyruvate dans la matrice mitochondriale

Qu’est-ce qu’une condensation aldolique ? (et son inverse ?)

Condensation d’un aldéhyde avec une cétone/un autre aldéhyde ; (fragmentation d’un aldol)

Décrire plus précisément l’oxydation du glycéraldéhyde (trop détaillé)

1) formation d’un thioémiacétal par condensation

2) oxydation du complexe enzymatique (glycéraldéhyde-3P déshydrogénase)

3) substitution de l’enzyme par un P transféré sur un ADP (phosphoglycérate kinase)

Qu’est-ce qu’une tautomérisation ?

Transformation spontanée d’un isomère vers un autre

La glycolyse peut produire, au maximum, 3 ATP. V ou F ?

Vrai, à condition que la réaction démarre avec du glycogène (car déjà sous forme de G-6-P) si glucose → 2ATP

Quelles sont les navettes permettant la réoxydation du NADH+H+ cytoplasmique ?

La navette du glycérol-phosphate et celle du malate-aspartate

Décrire la navette du glycérol-phosphate

transfert d’e- de NADH vers dihydroxyacétone (glycérol-3P déshydrogénase) ; Glycérol-3P passe la membrane externe de la mitochondrie ; transfert des e- sur FAD ; Oxydation de FADH2 ; oxydation du glycérol-3P, redevenant du dihydroxyacétone

Décrire la navette du malate-aspartate

Oxaloacétate réduite en malate ; transport dans mitochondrie ; oxydation malate en oxaloacétate ; oxaloacétate → aspartate ; aspartate transporté hors de la mitochondrie ; aspartate → oxaloacétate

Quelles sont les 3 étapes majeures du cycle de Krebs ?

1) Décarboxylation du pyruvate (produisant CO2)

2) Groupe hydroxyéthyle → acétyle-CoA

3) Régénération acide lipoïque → formation NADH

Décrire le mécanisme du cycle de Krebs (1)

1) synthèse du citrate (citrate synthase)

2) formation d’isocitrate (aconitase : citrate → cis-aconitate, déshydratation)

3) synthèse de α-cétoglutarate (isocitrate déshydrogénase et décarboxylation)

4) formation de succinate et CoA-SH (succiyl-CoA synthétase : P déplace CoA, puis transfert groupe phosphore sur GDP)

Décrire le mécanisme du cycle de Krebs (2)

5) Oxydation du succinate → fumarate (succinate déshydrogénase)

6) Hydratation fumarate → malate (fumarase)

7) Déshydrogénation malate → oxaloacétate (malate déshydrogénase)

Que produit le cycle de Krebs pour chaque acétyle-CoA produit ?

3 NADH+H+ ; 1 FADH2 ; 2 CO2 ; Coa-SH libre ; 3H+ libres ; liens à haute énergie formant du GTP

Le cycle de Krebs se produit toujours avec une vitesse constante. V ou F ?

Faux ; l’excès de citrate, l’accumulation du succinyl-CoA et du NADH+H+ le ralentissent, l’augmentation de la concentration en ADP et en Ca2+ l’accélèrent

Quelle vitamine permet de produire un acide tricarboxylique nécessaire pour relancer le cycle de Krebs ?

La biotine, synthétisée par réaction anaplérotique grâce à une réaction de carboxylation catalysée par la pyruvate carboxylase

Quels sont les transporteurs les plus présents dans la chaîne de transport des e- ?

Des cytochromes, protéine avec un noyau hémique = hème (Fe central entouré de 4 anneaux pyrols)

Quels sont les autres transporteurs possibles des électrons ?

Complexe fer-soufre (associé aux flavines, transportant vers l’ubiquinone), FMN (transportant vers centre fer-soufre), ubiquinone (transport en acceptant le proton).

Combien y a-t-il de complexes au sein de la chaîne ?

4 Complexe 1, 2, 3, 4 : 1) NADH : Q oxydoréductase ; 2) Complexe II 3) QH2 : cytochrome c oxydoréductase 4) cytochrome oxydase

Le transporteur faisant passer les e- du complexe III au IV est l’ubiquinone. V ou F ?

Faux ; l’ubiquinone les fait passer du I au III (ou II au III si provenant du succinate ou d’acides gras). Le cythochrome c, lui, assure le transfert entre les complexe III et IV.

Que sont les chenaux ?

Des conducteurs de protons, situés dans la membrane interne des mitochondries.

Décrire le mécanisme de la phosphorylation oxydative

1) éjection des protons dans l’espace intermembranaire (complexes I, III et IV).

2) Dissipation du gradient par ATP synthase, produisant de l’ATP

Décrire le mécanisme du cycle Q (ayant lieu dans le complexe III)

Capture de 2 e-, attraction de 2 H+ (QH2), migration et liaison à un autre QH2 (2QH2), transfert d’un e- par QH2, migration du cytochrome c vers complexe IV, transfert e- sur accepteur du C IV, formation de 2 semiquinones QH par éjection de protons, transfert du 2ème proton sur le cytochrome b et éjection dans l’espace intermembranaire (un Q retourne alors dans la matrice). Le Q resté dans le complexe récupère les 2 e- et capte 2 protons.

Quel est le danger majeur des mécanismes d’oxydation du cytochrome c (visant à former de l’eau) ?

Cela peut créer des radicaux libres : composé superoxyde et peroxyde

Au sein du mécanisme à l’oeuvre dans l’ATP synthase, laquelle de ces affirmation est fausse ?

La 1ère étape est le passage du flux de protons dans F0

Une des 2 sous-unités c chargées capture un protons hors de la mitochondrie

L’anneau de sous-unités c tourne dans le sens des aiguilles d’une montre pour éviter à l’aspartate non-chargé d’être dans un milieu hydrophile

La rotation du mât fait tourner l’hexamère

La 3ème : l’anneau tourne bien pour éviter à l’aspartate non-chargé d’entrer dans un milieu hydrophile, mais il tourne dans le sens inverse des aiguilles d’une montre

Quelle affirmation est fausse à propos du passage des sous-unités β ? (ATP synthétase)

Lors de l’état O, le site actif est occupé par un ligand

Lors de l’état L, le site actif à un état de basse affinité pour un ADP

Lors de l’état T, le site actif a une grande affinité pour l’ATP

Au final, l’affinité du site actif pour l’ATP diminue avant sa réouverture

La 1ère : à l’état O, le site actif est libre de tout ligand

Que permet de faire l’ATP/ADP translocase ?

Elle échange un ATP de la mitochondrie pour un ADP du cytoplasme

Quel est le rôle de la phosphate translocase ?

Elle fait passe un P et un proton dans la mitochondrie (sous forme de H2PO4-)

La chaîne respiratoire produit 7 fois plus d’ATP que la glycolyse et le cycle de Krebs réunis. V ou F ?

Vrai. Toutefois, le nombre exact d’ATP n’étant pas encore connu, cette réponse peut être nuancée (la respiration produisant 26 ou 28 ATP)

Qu’est-ce que la thermogénine ?

Un canal situé dans les mitochondries de la graisse brune des nourrissons, produisant de la chaleur par dissipation du gradient de protons.