ATELIER "Etudes Fonctionnelles des Mitochondries"

ATELIER "Etudes
Fonctionnelles des
Mitochondries"
GDR 3159
http://meetochondrie .ibgc.cnrs.fr/
8-10 septembre 2010, Bordeaux
Membrane
externe
Membrane
interne
Espace intermembranaire
matrice
crête
Chaîne respiratoire des mammifères
Atelier GDR 3159- Bordeaux 2010
Chaîne respiratoire de S. cerevisiae
Atelier GDR 3159-Montpellier, 2-4 mai 2009
H+
H+
H+
H+
H+
H+
ATP4ADP3-
e-
H+
O2
H+
Pi-
H2O
Transfert
d’électrons
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Synthèse
d’ATP
fuite
O
O22
~ +
∆∆µ
µHH+
Atelier GDR 3159- Bordeaux 2010
O
O22
e-
substrat rédox
H+
H+
H+
H2O
H+
O2
ATP4-
P iADP3-
H+
H+
Atelier GDR 3159- Bordeaux 2010
~ +
∆∆µ
µHH+
O
O22
e-
substrat rédox
H+
ADP
H+
H+
H2O
H+
O2
~ +
∆∆µ
µHH+
H+
P iADP3ATP4-
H+
H+
Atelier GDR 3159- Bordeaux 2010
ADP
ADP
ATP
ATP
ADP
O
O22
e-
substrat rédox
H+
ADP
H+
H+
H2O
H+
O2
~ +
∆∆µ
µHH+
H+
P iADP3ATP4-
H+
H+
Atelier GDR 3159- Bordeaux 2010
ADP
ADP
ATP
ATP
ADP
O
O22
e-
substrat rédox
H+
ADP
H+
H+
découplant
H2O
H+
O2
H+
Atelier GDR 3159- Bordeaux 2010
~ +
∆∆µ
µHH+
ADP
ADP
ATP
ATP
ADP
« pseudo –état 4 »
O
O22
e-
substrat rédox
H+
ADP
H+
H+
« état 3 »
« état 4 »
découplant
H2O
H+
O2
~ +
∆∆µ
µHH+
H+
P iADP3ATP4-
H+
H+
Atelier GDR 3159- Bordeaux 2010
ADP
ADP
ATP
ATP
ADP
découplé
Couplage énergétique et histoire de robinets
(voir animations jointes)
démarrage.ppt: établissement de la force protomotrice jusqu'à l'état stationnaire (basal), avec arrêt et bilan des flux.
stationnaire.ppt: animation cyclique (continue) de l'état 3 basal.
ajout_ADP.ppt: depuis l'addition d'ADP jusqu'à l'état 3, avec arrêt et bilan des flux.
état 3.ppt: animation cyclique (continue) de l'état 3 stationnaire.
état 3_tout.ppt: de l'état 3 à l'état 4, avec arrêt et bilan des flux.
découplé1: addition d'un découplant sur état basal, avec arrêt et bilan des flux à l'état découplé.
découplé2: animation cyclique (continue) de l'état découplé.
Atelier GDR 3159- Bordeaux 2010
Couplage énergétique et histoire de bagnole
Les vieux bioénergéticiens pré-Mitchelliens avaient classé en trois catégories, qui restent pertinentes, les substances qui agissent
sur la respiration et la synthèse d’ATP des mitochondries isolées:
Les inhibiteurs de la chaîne respiratoire, qui inhibent à la fois la vitesse de respiration et la synthèse d’ATP. Ils agissent sur le
transfert d’électrons.
Les découplants, qui inhibent la synthèse d’ATP et stimulent la chaîne respiratoire. Ils perméabilisent la membrane interne aux
ions, en particulier aux ions H+.
Les inhibiteurs du transfert d’énergie, qui inhibent à la fois la vitesse de respiration et la synthèse d’ATP. Ils se distinguent des
inhibiteurs de la chaîne respiratoire par le fait que l’inhibition de la chaîne respiratoire n’est jamais totale et qu’elle peut ici être
levée par l’addition d’un découplant. Ceci prouve que leur effet sur la chaîne respiratoire n’est qu’indirect (via la force
protomotrice). Ils agissent en effet soit sur l’ATP synthase, soit sur l’échangeur ATP/ADP, soit sur le transporteur de phosphate.
Si l’on compare à ce qui se passe dans une voiture, on peut oser la comparaison suivante:
La rotation du moteur représente l’activité de la chaîne respiratoire et le mouvement de la voiture la synthèse d’ATP. Ajouter un
inhibiteur de la chaîne respiratoire revient à lever le pied de l’accélérateur pour diminuer les gaz (ou à couper le contact si
l’inhibition est totale). Ajouter un découplant revient à débrayer. Ajouter un inhibiteur du transfert d’énergie revient à freiner. Au
risque de caler, sauf si l’embrayage patine (= fuite).
Quand à la boîte de vitesses, elle permet de faire varier la stoechiométrie H+/e, donc le rapport ADP/O…
Voilà ce que
c’est de trop
penser à la
stoechiométrie
H+/e…
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« pseudo –état 4 »
O
O22
e-
substrat rédox
H+
ADP
H+
H+
« état 3 »
« état 4 »
découplant
H2O
H+
O2
~ +
∆∆µ
µHH+
H+
P iADP3ATP4-
H+
H+
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ADP
ADP
ATP
ATP
ADP
découplé
O
O22
e-
substrat rédox
H+
ADP
H+
H+
J
O
2
découplant
H2O
H+
O2
~ +
∆∆µ
µHH+
H+
P i-
J
AT
P
ADP3ATP4-
H+
H+
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ADP
ADP
ATP
ATP
ADP
eH+
H+
H+
H+/O ou H+/(2 e-)
H2O
H+
O2
H+
P i-
ATP/O =
ADP3ATP4-
H+/ATP
H+
H+
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↘ρ
JATP
JO
=
H+/O
H+/ATP
xρ
ADP/O =
ADP injecté
O consommé
Oxygène consommé
pendant l’état 3
O
O22
substrat rédox
ADP
ADP/O = ATP/O si : 1) fuites négligeables; 2) ADP intégralement transformé en ATP
Atelier GDR 3159- Bordeaux 2010
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