CHAPITRE 1.1. : BIOÉNERGÉTIQUE CHAPITRE 1.2. : GLYCOLYSE. Ce que je retiens sur la bioénergétique. Ce que je retiens sur la glycolyse

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1 sur la bioénergétique CHAPITRE 1.1. : BIOÉNERGÉTIQUE ΔG enthalpie libre de Gibbs permet de prévoir le sens des réactions chimiques si ΔG < 0 : réaction spontanée, exergonique si ΔG > 0 : réaction non spontanée, endergonique Pour les réactions d oxydo-réductions, les électrons vont dans le sens des potentiels redox croissants de manière spontanée (ΔG = - nfδε < 0) Un composé riche en énergie ou à haut potentiel d hydrolyse contient une ou plusieurs liaisons dont l hydrolyse libère une grande quantité d énergie (ΔG < - 21 kj.mol -1 ) Exemples : ATP, créatine-phosphate, phosphoénolpyruvate, succinylcoa, acétylcoa Le couplage énergétique consiste à coupler une réaction exergonique avec une réaction endergonique pour que cette dernière puisse se réaliser spontanément : couplage chimio-chimique : formation d ATP à partir du phosphoénolpyruvate (dernière réaction de la glycolyse) couplage chimio-osmotique : réoxydation du NADH couplé à la formation du gradient de protons couplage osmo-chimique : utilisation du gradient de protons pour synthétiser de l ATP 1 2 sur la glycolyse Lieu : cytoplasme, enzymes solubles CHAPITRE 1.2. : GLYCOLYSE But : oxyder le glucose en pyruvate phase d investissement : - 2 ATP phase de remboursement avec intérêt = + 4 ATP bilan : production de 2 ATP, de 2 NADH,H + et de 2 pyruvates Connaître les formules du glucose, du pyruvate, du 3P-glycéraldéhyde Savoir compléter une glycolyse à trous (substrats, produits ou enzymes). 3 4

2 sur la fermentation lactique Lieu : cytoplasme CHAPITRE 1.3. : FERMENTATION LACTIQUE But : réoxyder les coenzymes réduits (NADH) pour ne pas bloquer la glycolyse pas de gain d énergie oxydation incomplète : produit final de la fermentation est organique et contient potentiellement de l énergie (ici le lactate) pyruvate + NADH,H + donne lactate + NAD + Bilan moléculaire : glucose donne 2 lactate + 2 ATP Bilan énergétique : celui de la glycolyse donc 2 ATP / glucose enzyme : lactate déshydrogénase (LDH), isoenzyme (H4, H3M, H2M2, HM3, M4) Connaître les formules du pyruvate et du lactate Connaître la définition d une isoenzyme 5 6 sur la respiration mitochondriale Lieu : mitochondrie (matrice et membrane interne) CHAPITRE 1.4. : RESPIRATION But : oxyder totalement le pyruvate et réoxyder les coenzymes réduits au cours de la décarboxylation oxydative et du cycle de Krebs - oxydation complète du pyruvate en 3 CO2 - production de pouvoir réducteur (NADH,H + ou FADH2) au niveau de la chaîne respiratoire - réoxydation des coenzymes réduits - couplée à la production d ATP grâce à l ATP synthase 7 8

3 sur le devenir du pyruvate sur le devenir du pouvoir réducteur Lieu : matrice de la mitochondrie Entrée du pyruvate par un symport avec H + ou un antiport avec OH - au niveau de la membrane interne de la mitochondrie Décarboxylation oxydative du pyruvate en acétylcoa Pyruvate + CoASH donne acétylcoa + CO2 + NADH,H + Entrée de l acétylcoa dans le cycle de Krebs où il va être complètement oxydé : AcétylCoA donne 2 CO2 + 3 NADH, H + + FADH2 + GTP + CoASH Bilan décarboxylation oxydative + cycle de Krebs à partir du pyruvate : Pyruvate donne 3 CO2 + 4 NADH,H + + FADH2 + GTP Savoir que la décarboxylation oxydative permet l oxydation complète en CO2 (au nombre de 3 dont 2 dans le cycle de Krebs) Lieu : chaîne respiratoire sur la membrane interne de la mitochondrie But : récupérer l énergie du pouvoir réducteur sous forme d ATP Chaîne respiratoire : ensemble de 4 complexes protéiques membranaires contenant des cytochromes entre lesquels sont transférés des électrons dans le sens croissant des potentiels redox jusqu à l accepteur final d électrons : le dioxygène dans la respiration aérobie (réduction en H2O) Réoxydation du NADH au niveau du complexe respiratoire I Réoxydation du FADH2 au niveau du complexe respiratoire II Transfert spontané des électrons entre les complexes jusqu au dioxygène (ΔG < 0) permet la translocation de protons contre leur gradient (ΔG > 0) Passage des protons dans le sens du gradient au travers du canal de l ATP synthase (ΔG < 0) permet la synthèse d ATP (ΔG > 0) 9 10 sur les bilans de la respiration Bilan moléculaire Glucose 2 pyruvates + 2 NADH,H ATP Pyruvate 3 CO2 + 4 NADH,H + + FADH2 + GTP Bilan énergétique 1 NADH,H + donne 2,5 ATP 1 FADH2 donne 1,5 ATP Pyruvate donne 4 x 2,5 + 1,5 + 1 = 12,5 ATP Glucose donne 2 x 12,5 + 2 x 2,5 + 2 = = 32 ATP CHAPITRE 1.5. : MÉTABOLISME DU GLYCOGÈNE 11 12

4 sur la glucogénogenèse sur la glycogénolyse Glycogène : polymère homogène de glucoses reliés par des liaisons α 1-4 et ramifié par des liaisons α 1-6 Lieu de stockage du glucose sous forme de glycogène : foie et muscles Synthèse du glycogène : glycogénogenèse Enzyme : glycogène synthase Amorce de 3 glucoses au minimum Glucose + ATP donne glucose 6P (glucokinase ou hexokinase : isoenzymes) Glucose 6P s isomérise en glucose 1P (isomérase) Glucose 1P + UTP activé en UDP-glucose + PPi (Glycogène)n>3 + UDP-glucose donne (glycogène)n+1 + UDP Bilan énergétique : consommation de 2 ATP Dégradation du glycogène : glycogénolyse Glycogène phosphorylase (Glycogène)n+1 + Pi donne (glycogène)n-1 + glucose-1p Dans le foie seulement, glucose-1p donne du glucose grâce à la glucose phosphatase. Le foie est le seul organe capable d augmenter la glycémie Dans le muscle, glucose-1p peut rejoindre la glycolyse ou la voie des pentoses sur la régulation du métabolisme du glycogène Régulation par phosphorylation/déphosphorylation d enzymes clés (forme active ou inactive) enzyme-sérine-oh + ATP donne enzyme-sérine-o-p + ADP Insuline : action déphosphorylante et hypoglycémiante Activation de la glucogénogenèse donc glycogène synthase active déphosphorylée Inhibition de la glycogénolyse donc glycogène phosphorylase inactive déphosphorylée (active phosphorylée). CHAPITRE 1.7. : NÉOGLUCOGENÈSE 15 16

5 sur la néoglucogenèse Néoglucogenèse : synthèse de glucose à partir de composés non glucidiques : acides aminés glucoformateurs lactate glycérol Réactions inverses de la glycolyse sauf 3 : PEP carboxykinase Fructose 1,6 bisphosphatase Glucose 6 phosphatase (dans le foie pour augmenter la glycémie ou dans le rein pour une utilisation in situ) Voie métabolique nécessaire au fonctionnement du cerveau et des hématies (cellules glucodépendantes) 17