LES MÉTABOLISMES. I. Notions de bioénergétique 1. Le cycle de l ATP 2. Le stockage de l ATP 3. Exemple d utilisation de l ATP

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1 LES MÉTABOLISMES

2 LES MÉTABOLISMES I. Notions de bioénergétique 1. Le cycle de l ATP 2. Le stockage de l ATP 3. Exemple d utilisation de l ATP II. III. IV. Les trois voies énergétiques 1. La voie anaérobie alactique 2. La voie aérobie 3. La voie anaérobie lactique Les grands principes de la bioénergétique 1. La batterie : production du flux d électrons 2. Le moteur 3. La machine Le métabolisme du glucose 1. Mise en place générale a. Schéma général de l assimilation des glucides alimentaires b. Régulation de la glycémie c. Transport du glucose

3 LES MÉTABOLISMES 2. Catabolisme glucidique a. La glycolyse (ou voie d Embden-Meyerhof) - Les différentes étapes de la glycolyse - Bilan énergétique - Régulation de la glycolyse b. Métabolisme du pyruvate c. Le cycle de Krebs - Les différentes étapes du cycle de Krebs - Bilan du cycle de Krebs - Régulation du cycle de Krebs

4 Définition ENERGIE Aliments Nutriments Macromolécules Fonctionnement cellulaire CATABOLISME= ensemble des dégradations ANABOLISME= ensemble des synthèses

5 Définition ANABOLISME ENERGIE Macromolécules Glucides Protides Lipides Unités de base Oses Acides aminés Acides gras Intermédiaires métaboliques Pyruvate Acétyl-CoA H 2 O CO 2 NH 3 H 2 O O 2 CATABOLISME ENERGIE

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7 L ADÉNOSINE TRIPHOSPHATE (ATP) L ATP est constitué d une base, dans ce cas une adénine, un ribose et une chaîne de phosphates.

8 L ATP est une molécule riche en énergie

9 Le cycle de l ATP 4 façons de faire de faire de l ATP Phosphorylation oxydative (Mitochondries) Glycolyse (cytosol) Photosynthèse (chloroplastes) Cycle de Krebs (Mitochondries - GTP) ATP Plusieurs façons de consommer de l ATP Synthèse des macromolécules Pompage ionique (pompe du Na) Mobilité (amibes, spermato) Contraction (muscles) Production de chaleur (frissonnement) ADP + Pi Endocytose, exocytose

10 Simplification de la bioénergétique au niveau de l organisme

11 LA BATTERIE = PRODUCTION DES ÉLECTRONS

12 OXYDATION COMPLÈTE D UNE MOLÉCULE DE GLUCOSE

13 LE POTENTIEL REDOX?

14 3 TYPES DE TRANSFERT D ÉLECTRONS

15 UN TRANSPORTEUR UNIVERSEL = LE NAD+

16 Le cycle du NAD Macromolécules Unités de base Glucides Protides Lipides ANABOLISME ATP NADH+ H+ NADPH+ H+ ENERGIE Oses Acides aminés Acides gras Macromolécules Glucides Protides Lipides ADP+Pi NAD+ NADP+ CATABOLISME H 2 O CO 2 NH 3

17 MAIS QUE DEVIENNENT TOUS CES ÉLECTRONS??? e- e-?

18 Membrane interne Membrane externe Crête Matrice

19 Chaîne respiratoire Membrane externe Membrane interne H + H + H + H + H 2 O e - O 2 O2 2H 2 O R RH 2 Cycle de Krebs Pyruvate e - 2ATP H + ADP + Pi 32ATP 34 ATP 2ADP + Pi ATP synthase CO 2 CO 2 Matrice mitochondriale Glucose 2ADP + 2Pi Glycolyse 2 ATP Pyruvate Hyaloplasme

20 QUANTITÉ D ATP NÉCESSAIRE? Hydrolyse d une mole d ATP 30kJ 1 mole d ATP = 510g Besoin de notre organisme 8000kJ environ DONC il faut combien de kg d ATP par jour???? (8000/30)x510 = 267x510 = 136kg!

21 AÉROBIE NAD + 1 Glucose Utilisation d oxygène comme accepteur final d électrons. NADH + H + Molécules organiques NADH + H + NAD + 6CO 2 + 6H 2 O + 36 ou 38 ATP

22 ANAÉROBIE NAD + 1 Glucose Utilisation de molécules organiques comme accepteur final d électrons. NADH + H + NADH + H + NAD + Fermentation Lactique Molécules organiques Fermentation alcoolique Acide Lactique Éthanol

23 GLYCOLYSE ETAPE 1 Glucose 2 Pyruvic acid To the electron transport chain

24 GLYCOLYSE Glucose 2 Pyruvic acid To the electron transport chain

25 GLYCOLYSE Glucose 2 Pyruvic acid To the electron transport chain

26 RÉACTION 1 Glucose Glucose-6-Phosphate

27 RÉACTION 2 Glucose-6-phosphate Fructose-6-phosphate

28 RÉACTION 3 Fructose-6-Phosphate Fructose-1,6-bisphosphate

29 RÉACTION 4 Fructose-1,6-bisphosphate 2 trioses phosphate

30 RÉACTION 5 Dihydroxyacétone-phosphate Glycéraldéhyde-3-phosphate

31 RÉACTION 6 Glycéraldéhyde-3-phosphate 1,3-bisphosphoglycérate Mécanisme réactionnel couplant : 1 oxydoréduction + 1 transfert de phosphate Coenzyme : NAD + Une molécule de NADH + H + est produite par triose.

32 RÉACTION 7 1,3-Bisphosphoglycérate 3-Phosphoglycérate

33 RÉACTION 8 3-phosphoglycerate 2-phosphoglycerate

34 RÉACTION 9 2-phosphoglycerate Phosphoenolpyruvate

35 RÉACTION 10 Phosphoenolpyruvate Pyruvate

36 FERMENTATION G RESPIRATION O 2 CO 2 CO 2 Acide lactique OU Ethanol G O 2 CO 2 FERMENTATION R R H 2 ATP GLYCOLYSE R R H 2 ATP ATP Chaine respiratoir e CYCLE DE KREBS H 2 O Pyr Pyr Mitochondrie Milieu intra-cellulaire

37 FERMENTATION RESPIRATION G ATP ATP 2 X Acide lactique G 6 O 2 6 CO 2 6 H 2 O Issus du CYLE DE KREBS X 2 ATP G Fermentation lactique ATP ATP 2 X Ethanol 2 X CO 2 Issus de la chaine de respiration (crêtes mitochondriales) Issus de la GLYCOLYSE X 32 X 2 ATP ATP Fermentation alcoolique BILAN: 2 ATP (seulement) BILAN: 2ATP + 34 ATP = 36 ATP!!!