ATP synthase

TUTORAT UE 2 2012-2013 – Biologie cellulaire Séance n°6 – Semaine du 22/10/2012 Mitochondries et peroxysomes Delbecq Séance préparée par Pauline CONDOM, Julie SERVANS et Mélisse ROBERT (ATP) QCM n°1 : A propos des mitochondries, indiquer la (ou les) proposition(s) exacte(s) : A. Elles proviennent d'une cellule procaryote aérobie. B. Les crêtes sont formées par des replis de la double membrane. C. Une centrifugation de la mitochondrie, après lyse osmotique, permettra de séparer plusieurs fractions

respiration cellulaire, en présence d'oxygène. On peut prendre comme exemple la dégradation d'une molécule de glucose dans une cellule eucaryote, où les deux processus cohabitent (cf. figure 1. Notez que la figure 1 est incomplète du point de vue du bilan en ATP, GTP, NADH et FADH2 : ce sera à vous de la compléter avant le TP. cf. infra). La fermentation et la respiration débutent toutes les deux dans le cytoplasme, par une voie métabolique appelée glycolyse. Lors de la glycolyse, le glucose est dégradé en

Digestion Protéines Glucides glucose glycolyse Lipides Acides gras glycérol Composés simples Acides aminés Catabolisme M É T A B O L I S M E É N E R G É T I Q U E NH3 ATP I Glycolyse Pyruvate Acétyl- CoA Cycle de Krebs II Krebs Pouvoir réducteur NADH Phosphorylation Transport électrons oxydative O2 III ATP CO2 CRM H2O Déchets Les aliments, sources d’énergie Apports alimentaires nécessaires à l’équilibre énergétique chez l’homme g/jour Protéines 85g (14%) Lipides

résidus phosphates (α, β, ϒ) Lors du clivage par hydrolyse du phosphate ϒ de l'ATP, 30 kilojoule d'énergie sont libérés par mol d'ATP. L'ATP est alors transformé en ADP (Adénosine DiPhosphate) et en phosphate libre. Dans la mitochondrie l'ATP synthase est capable de reformer de l'ATP à partir d'ADP et de phosphate libre en consommant de l'énergie. Le rapport entre le flux d'électrons et la synthèse d'ATP se fait par le biais de la phosporylation oxydative. Le NADH va s'oxyder en NAD+ et libérer

par le CoASH par l'acétyl CoA synthétase. Elle est cytoplasmique. Les AG de moins de 10 C doivent être combinés au CoASH par une liaison thioester pour être oxydables. De l'ATP est hydrolysé en AMP et PPi au cours de l'activation. CoASH AMP R-COOH ATP PPi 2 Pi (libération d'E sous forme de chaleur). Le mode de scission de l'ATP est inhabituel. Le PPi est hydrolysé en H3PO4 par une pyrophosphatase, ce qui déplace l'équilibre vers la droite rendant la réaction irréversible. (Il y a au niveau de cette

par une liaison thio~ester riche en énergie (R-CO~S-ACP), Condensation de l’acétyl-ACP et malonyl-ACP pour former l’acétoacétylACP Condensation de l’acétyl-ACP et malonylACP pour former l’acétoacétyl-ACP ACP-SH Beta-céto acyl ACP synthase ACP-SH Cours de Mme Debbabi 4 Biochimie métabolique INAT Réaction 2: réduction de l’acétoacétylACP 3 ou β-Hydroxybutiryl-ACP. Réaction 3: Déshydratation Elimination d’une molécule d’eau du β-Hydroxybutyryl-ACP pour former le

musculaire qui est à la base du mouvement, avec cette conversion d’énergie, le muscle par le biais du tendon va être en mesure de modifier sa longueur en se contractant ou en s’étirantLe moteur de cette énergie chimique s’appelle l’Adénosine Triphosphate (ATP) Cette molécule est la seule source d’énergie directement utilisable par les protéines musculaires, c’est un composé chimique porteur d’énergieLa quantité d’ATP dans le corps est faible, il est donc nécessaire d’en resynthétiser en permanencePour cela

ƒ(métabolisme C) Conditions de la fixation in vitro Extrait de Clostridium pasteurianum : - Fe, Mo, Mg - Ferredoxine réduite - protéine de 220 kDa (nitrogénase) - ATP (2 ATP par e - transporté) NH3 produit (µmoles) 20 + Fdréd + ATP + Fdréd - ATP 10 - Fdréd + ATP - Fdréd - ATP 5 10 15 20 temps (min) La nitrogénase (NT) ATP - Mg Mo S S [Fe4-S4] S S S S [Fe4-S4] S S Mo Protéine II - 54 kDa Dimère 2 x 27 kDa (ferro-protéine) Protéine I - 220 kDa Tétramère 4 x 55 kDa (ferro-molybdo-protéine)

les mitochondries puis de l’O2 comme indiquer sur le schéma ci-dessus. Quand on ajoute l’ADP (marqueur 3), une brusque diminution d’O2 à lieu dans le milieu. Or on sait que l’ADP joue le rôle de substrat pour la formation d’ATP au niveau de l’ATP synthase. De plus, cette dernière utilise le gradient de proton afin de puiser l'énergie nécessaire à cette synthèse. Son fonctionnement va donc tendre à épuiser le gradient électrochimique, si bien que le reste de la chaine respiratoire doive “accélérer”

les mitochondries puis de l’O2 comme indiquer sur le schéma ci-dessus. Quand on ajoute l’ADP (marqueur 3), une brusque diminution d’O2 à lieu dans le milieu. Or on sait que l’ADP joue le rôle de substrat pour la formation d’ATP au niveau de l’ATP synthase. De plus, cette dernière utilise le gradient de proton afin de puiser l'énergie nécessaire à cette synthèse. Son fonctionnement va donc tendre à épuiser le gradient électrochimique, si bien que le reste de la chaine respiratoire doive “accélérer”