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td5 chimie bio 2006-2007

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Licence de Chimie L3-S6
Chimie Biologique
Année 2006-2007
TD 5 : Métabolisme des glucides
Exercice 1 : Glycolyse
Établir le bilan de la glycolyse.
Exercice 2 : Glucose-6-phosphate isomérase
Lors de la 2e étape de la glycolyse, le glucose-6-phosphate est isomérisé en fructose-6-phosphate :
2−
O3 PO
O
HO
OH
isomérase
2−
O3 PO
O
HO
OH
OH
OH
OH
OH
Cette isomérase utilise un glutamate qui catalyse un transfert de proton entre le C2 du glucose et
le C1 du fructose, l’ouverture du cycle est assistée par une lysine et une histidine joue également un
rôle dans la stabilisation de l’intermédiaire cis-ènediolate. Proposer un mécanisme détaillé pour cette
étape d’isomérisation.
Exercice 3 : Fructose-1,6-diphosphate aldolase
La D-fructose-1,6-diphosphate aldolase (FDPA) est une aldolase qui catalyse l’équilibre entre le Dglycéraldéhyde-3-phosphate G3P, la dihydroxyacétone-1-phosphate DHAP et le D-fructose-1,6-diphosphate F-1,6-P2 :
CH2 OPO2−
3
CH2 OPO2−
3
CHO
OH
CH2 OPO2−
3
+
O
CH2 OH
O
FDPA
HO
OH
OH
CH2 OPO2−
3
G3P
DHAP
F-1,6-P2
a. Quelle est la nature des deux faces de G3P ?
b. Donner les configurations absolues des carbones 3 et 4 de F-1,6-P2 .
c. Rappeler le mécanisme probable de la transformation ci-dessus, sachant qu’un résidu lysine de
l’enzyme est directement impliqué. Expliquer la stéréosélectivité.
d. Quelle est la nature des deux hydrogènes du carbone 3 de DHAP ? Quelle expérience proposeriezvous afin de déterminer lequel de ces deux hydrogènes est perdu au cours de la réaction d’aldolisation ?
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Chimie Biologique
Année 2006-2007
Exercice 4 : Fermentation alcoolique
La levure de bière fermente le glucose selon l’équation :
C6 H12 O6 → 2 CO2 + 2 C2 H5 OH
On utilise du glucose dont le C1 est radioactif (14 C). Sur quel produit de la réaction, éthanol ou
dioxyde de carbone, retrouvera-t-on la radioactivité ?
Exercice 5 : Fermentation bactérienne
Une espèce bactérienne réalise la fermentation du glucose avec production d’acides et d’alcools comme
l’acide acétique, l’acide butyrique, le butanol, etc. Toutes ces fermentations empruntent la voie de la
glycolyse (ou voie d’Embden-Meyerhof). L’acide pyruvique est ensuite scindé en acétyl-coenzyme A
et acide formique :
CH3
C
COOH
+
CoA
→
SH
CH3
O
C
S
CoA +
H
COOH
O
coenzyme A
L’acétyl-coenzyme A subit ensuite diverses transformations, par exemple :
- production d’acide acétique :
+ ADP
+ H3 PO4
CH3
C
S
CoA
CH3
- CoA–SH
O
C
O
CH3
P
- ATP
O
C
OH
O
- production de butanol :
+ 2 NADH + 2 H+
2 CH3
C
S
CoA
O
CH3
C
CH2
O
C
S
CoA
O
- 2 NAD+
+ 2 NADH + 2 H+
CH3
CH2
CH2
COOH
- 2 NAD+
CH3
CH2
CH2
CH2 OH
1. Quel est le bilan en NADH ou NAD+ utilisés lorsqu’il se forme 1 molécule d’acide acétique et 1
molécule de butanol (à partir de glucose) ?
2. Quelle doit être la proportion acide acétique/butanol pour que ce bilan soit nul ? Quel sera alors
le bilan en ATP ?
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Année 2006-2007
Glycolyse (voie d’Embden-Meyerhof )
Fermentation alcoolique
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