Les oxydations phosphorylantes I°] Mitochondries : aspect membranaire 1) Membrane externe Bicouche lipidique. Épaisseur entre 6 et 7 nm. Fait de 50% de lipides et 50% de protéines. C’est une membrane riche en porines d’un diamètre de 2-3 nm. Elle est très perméable aux ions et aux petites molécules (<10 kDa). Elle laisse passer de façon passive des molécules comme le pyruvate, des AG, de l’ATP, de l’ADP ou encore du phosphate inorganique (H3PO4). 2) Membrane interne Bicouche lipidique moins épaisse, environ 5 nm, elle est beaucoup plus riche en protéines (80%) et donc 20% de lipides. Elle est particulière par la présence de replis projetés vers la matrice qui sont les crêtes mitochondriales. C’est une membrane très imperméable donc très peu fluide causée en partie par la présence de la cardiolipine. Imperméabilité au protons. 3) Isolement de la mitochondrie On peut isoler les membranes internes des membranes externes. Pour l’isolement des mitochondrie on utilise la digitonine qui est un stéroÏde végétal, qui va se complexer avec le cholestérol, on fait ensuite une ultra centrifugation (12 000 g pendant 10 min) on pourra séparer les 2 types membranaires, on retrouve dans le surnageant les membranes externes et dans le culot il y aura les membranes internes. C’est au niveau des membranes internes qu’on met en évidence la présence d’activité oxydante. Il y a 4 complexes d’activité enzymatique formés par des complexes supramoléculaires. Le complexe 1 procède à la réoxydation du NADH+H⁺ (formé au cours du cycle de Krebs) en NAD⁺ et l’accepteur final de ces oxydo réductions c’est la coQ qui se transformera en CoQH2 (ubiquinone). Ensuite il y a le complexe 2 par lequel on procède à la réoxydation du FADH2 en FAD et l’accepteur final est le même que le complexe 1. Ensuite on a le complexe 3 ou la CoQH2 sera réoxyder en CoQ, l’accepteur final sera le cytochrome C qui passera d’une forme oxydée à une forme réduite. Ensuite il y a le complexe 4 où il y a réoxydation du cytochrome C. Le complexe 1 et 2 ce sont les complexes où on a réduction de la CoQ ensuite ces 2 complexes ensuite la CoQH2 va interagir dans le complexe 3 puis on a interaction du complexe 4.. II°] Les différents complexes 1) Principaux acteurs Connaître la formule développée des acteurs principaux. Il y a aussi les protéines Fe/S qui relayent les électrons : 2) Réactions mise en jeu dans le complexe 1 La réoxydation du NADH+H⁺ en NAD⁺ va permettre le recrutement de 4 protons de la matrice vers l’espace intermembranaire. Ces protons vont servir ensuite à la synthèse d’ATP. La CoQ est soluble dans la membrane interne mitochondriale c’est ce qui permet son déplacement vers le complexe 3 où elle sera réoxydée. 3) Réactions mises en jeux dans le complexe 2 La coQ va prendre 2 protons de la matrice pour être convertie en CoQH2. 4) Réactions mises en jeux dans le complexe 3 On y retrouve un cytochrome B et C1. Ce complexe est situé au niveau de la membrane interne 5) Réactions mises en jeux dans le complexe 4 6) Résumé III°] Notion d’agents découplants Perturbe le transfert des électrons, ce qui a des effets sur tout les complexes et qui mènent à une baisse de la synthèse d’ATP 1) La roténone Agent découplant du complexe 1. Longtemps utilisé comme pesticide naturel. Elle ralentit l’oxydation du NADH+H⁺ en NAD+ et donc ça ralentit la réduction de la CoQ qui est l’accepteur final du complexe 1. Et on prive le complexe 3 de la coQ donneur d’électrons. On a donc uniquement l’alimentation à partir du complexe 2 qui est le seul à pouvoir produire du CoQH2. On a moins de respiration et un manque de synthèse d’ATP. 2) Le malonate Inhibe le complexe 2. De formule COOH-CH2-COOH qui est très proche du succinate de formule COOH-CH2-CH2-COOH qui est la voie d’entrée du complexe 2. C’est donc un inhibiteur compétitif du succinate du complexe 2. On ralentit donc l’utilisation du succinate par le complexe 2 et donc la réduction de CoQ donc pas d’alimentation du complexe 3 et donc du complexe 4.
