métabolisme [140 Ko] - Université des Antilles
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UNIVERSITE DES ANTILLES ET DE LA GUYANE DEPARTEMENT SCIENTIFIQUE INTER-FACULTAIRE EXAMENS DE JUIN – 1ère session du 2ème semestre 2ème année de licence BGS Epreuve de BIOENERGETIQUE ET METABOLISME Durée : 2 heures Corrigé (le barème a changé) 1) Dégradation des acides gras (5 points) 1.1) Ecrire l’équation bilan de la dégradation complète de l’acide palmitique, acide gras saturé en C16, en acétylCoA puis en CO2. 3 points démonstration + équation bilan Dégradation de l’acide palmitique en acétyl CoA Acide palmitique + HS-CoA + ATP + 7NAD+ + 7FAD + 7H2O 8 Acétyl CoA +7 NADH,H+ + 7FADH2 + AMP + PPi Dégradation de l'acétyl CoA. En aérobiose, l'acétyl CoA est dégradé au cours du cycle de Krebs ; la réaction globale est la suivante : Acétyl CoA + 3NAD+ + FAD + ADP + Pi + 2H2O 2 CO2 + 3 NADH,H+ + FADH2 + GTP Soit pour 8 acétylCoA : 8Acétyl CoA + 24NAD+ + 8FAD + 8ADP +8 Pi + 16H2O 16 CO2 + 24 NADH,H+ + 8FADH2 + 8GTP Equation bilan: Acide palmitique + HS-CoA + ATP + 31NAD+ + 15FAD + 18H2O 16 CO2 + 31 NADH,H+ + 15FADH2 + 8GTP + AMP + PPi on obtient 27 ATP car 3 ATP par NADH (7) et 2 ATP par FADH2(3) - 2ATP pour l'activation 1.2) Calculer le bilan en ATP si les coenzymes réduits sont oxydés grâce à la chaîne respiratoire.(2 points) Sachant que 1 NADH permet la synthèse de 3 ATP lors de sa réoxydation dans la chaîne respiratoire, que 1FADH2 2ATP lors de sa réoxydation et que 1GTP permet la synthèse d’un ATP, on a le bilan suivant : 31 NADH 31 x 3 ATP= 93 ATP Soit un total de 131 – 2 = 129 ATP 15 FADH2 15 x2ATP=30 ATP 8GTP 8 ATP -2ATP lors de l’activation de l’acide gras 2) Cycle des pentoses phosphates (5 points) On considère une culture cellulaire, préparée dans un milieu où on a ajouté un inhibiteur de la glycolyse agissant sur l’aldolase, c’est-à-dire empêchant le fructose-6℗ de se transformer en glycéraldéhyde-3℗ et dihydroxyacétone-℗. On suppose que pour cette préparation, la dégradation Page 1 sur 4 du glucose en pyruvate s’effectue alors par l’intermédiaire des pentoses phosphates. Montrer que, si le glucose est marqué sur le carbone 2, le composé obtenu (glycéraldéhyde-3℗) ne sera pas marqué au début de la dégradation. C2 La glycolyse s’arrête à la formation du glucose 6P qui est marqué également sur son 2ème atome de carbone. A partir du glucose 6P a lieu la voie des pentoses phosphates. 6Pgluconate marqué sur C2 ; ribulose5P, xylulose5P et ribose 5P marqués sur C1 ; sédoheptulose7P marqué sur C1 et C3 ; glycéraldéhyde 3P non marqué ; fructose 6P marqué sur C1 et C3 ; érythrose 4P non marqué ; fructose 6P marqué en C1 ; glycéraldéhyde 3P non marqué. Page 2 sur 4 3) Néoglucogenèse (5 points) En période de jeûne glucidique, la cellule hépatique est capable d’effectuer la synthèse de glucose à partir de divers composés, par exemple l’alanine. La représentation schématique de cette synthèse est présentée ci-dessous : Alanine Pyruvate Phosphoénopyruvate Glucose (1) (2) 3.1) L’étape (2) est une « inversion » de la voie de la glycolyse. Quelles sont les réactions particulières de cette inversion mettant en jeu d’autres enzymes que celles de la séquence de la glycolyse ? 1 point pour chaque réaction 3.2) L’étape (1) ne peut être une inversion. Pourquoi ? (1 point) Cette étape est très endergonique et ne peut se faire spontanément dans ce sens. De plus elle nécessiterait trop d’énergie pour se faire. Aussi la cellule utilise d’autres réactions moins endergoniques. 3.3) Etablir le bilan énergétique de la synthèse d’une molécule de glucose à partir du pyruvate.(2 points) 2 pyr. + 2 NADH,H+ + 2 GTP + 4 ATP Gluc. + 2 NAD+ + 2 GDP + 4 ADP + 6 Pi . Soit 6 ATP consommés Page 3 sur 4 4) Métabolisme du glycogène (5 points) Un échantillon de glycogène d’un patient atteint d’une maladie hépatique est incubé avec de l’orthophosphate, de la phosphorylase, de la transférase et de l’enzyme débranchante (α-1,6glucosidase). Le rapport du glucose-1℗ au glucose formés dans ce mélange est de 100. Quel est le déficit enzymatique le plus probable chez ce patient ? L’enzyme principale de la dégradation du glycogène endogène (hépatique et musculaire) est la glycogène phosphorylase. Cette enzyme coupe la liaison α(1-4) à partir de l'extrémité non réductrice et fixe, sur le carbone 1 du glucose libéré, un groupement phosphate, apporté par l'ATP, en donnant du glucose 1-℗. Cette réaction, appelée phosphorolyse est répétée de façon séquentielle sur le glycogène jusqu'à 4 résidus glucose sur chaque chaîne avant la liaison α(1-6). La structure résiduelle est appelée dextrine limite, résistant à l’action plus poussée de la phosphorylase qui libère des glucose1-℗ et une dextrine limite. Deux autres enzymes, une glycosyltransférase et une α(1-6) glucosidase interviennent dans la conversion complète du glycogène en glucose 6-℗. La glucosyl-4,4-transférase intervient sur la dextrine limite en enlevant sur chaque chaîne de la dextrine limite un oligosyle formé de 3 résidus glucose pour aller allonger une autre chaîne de la dextrine limite permettant ainsi la reprise de la phosphorolyse sur cette chaîne. Après l’action de cette enzyme il demeure à la place de la chaîne latérale un glucose lié par la liaison α(1-6). Enfin, une α-glucosidase hydrolyse les résidus glucose reliés par la liaison α(1-6) et libère les glucose. Le rapport du glucose-1℗ au glucose formés dans ce mélange est de 100 montre que pour 100 molécules de glucose1P formés une seule molécule de glucose est formée, donc aucun déficit en phosphorylase et transférase. On peut donc supposer que ce patient présente une déficience en enzyme débranchante. Page 4 sur 4
