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2016-2017 Biochimie Biotech 1 TD n°4 - Métabolisme énergétique EXERCICE 1 : Quel est le rendement en ATP lorsque chacun des substrats suivants est complètement dégradé en CO2 par un homogénat de cellules de mammifère ? On supposera que le cycle de Krebs et la phosphorylation oxydative sont pleinement fonctionnelles. 1/ 2/ 3/ 4/ 5/ pyruvate lactate fructose-1,6-bisphosphate phosphoénolpyruvate galactose (sachant que le galactose est phosphorylé en galactose-1-phosphate, puis épimérisé et isomérisé pour donner du glucose-6-phosphate) 6/ dihydroxyacétone phosphate EXERCICE 2 : Catabolisme du lactose et du saccharose en aérobie Le lactose (β-D-galactopyranosido 1→4 glucopyranose) est d’abord hydrolysé en galactose et en glucose. Le saccharose (α-D-glucopyranosido 1→2 β-D-fructofuranoside) est d’abord hydrolysé en glucose et fructose. Ces oses empruntent ensuite la voie de la glycolyse selon le schéma ci-dessous : ATP galactose ADP ATP ADP galactose-1-phosphate glucose-1-phosphate ATP ADP glucose glucose-6-phosphate ATP fructose ADP fructose-6-phosphate ATP ADP 2 NAD+ 2 NADH, H+ 4 ADP 4 ATP # 2 pyruvates 1/Comparez les bilans énergétiques de la dégradation d’une mole de lactose et d’une mole de saccharose en conditions aérobies, en supposant que les oses libérés à partir de ces diholosides empruntent immédiatement la voie de la glycolyse. Métabolisme énergétique TD 4 : 1 # /#2 2016-2017 Biochimie Biotech 1 2/Un petit-déjeuner composé de lait et de confiture, contient notamment 10g de lactose et 30g de saccharose. Calculez le nombre de moles d’ATP formées en supposant que les oses libérés à partir de ces diholosides empruntent immédiatement la voie de la glycolyse. Données : masse molaire lactose = masse molaire saccharose = 342 g.mol-1 EXERCICE 3 : Catabolisme du glycérol La glycérol constitue un pont dans l’interconversion entre les lipides et les glucides. Le glycérol libre dérivant des triglycérides est d’abord phosphorylé en présence d’ATP par la glycérokinase, puis le glycérol-phosphate formé est oxydé en dihydroxyacétone phosphate, soit par la glycérophosphate déshydrogénase cytoplasmique (à NAD+), soit par la glycérophosphate déshydrogénase mitochondriale (qui est une flavoprotéine). La dihydroxyacétone formée peut alors être transformée par la triose phosphate isomérase en glycéraldéhyde-3-phosphate et rejoindre la voie de la glycolyse. Elle est ensuite oxydée en CO2 et H2O. 1/Écrire l’équation bilan d’oxydation totale du glycérol in vitro. 2/Écrire cette oxydation d’oxydation in vivo en détaillant les réactions intermédiaires mentionnées ci-dessus. On considèrera que le glycérol-3-phosphate est oxydé en dihydroxyacétone-phosphate par la glycérophosphate déshydrogénase cytoplasmique. 3/Calculer le nombre de moles d’ATP formées par atome de carbone du glycérol lors de l’oxydation complète du glycérol in vivo. EXERCICE 4 : Catabolisme du glutamate L’oxydation du glutamate dans les mitochondries des cellules hépatiques peut emprunter la séquence de réactions donnée ci-dessous : CoA-SH glutamate α-cétoglutarate NAD+ NADH, H+ aspartate CO2 oxaloacétate succinyl-CoA NADH, H+ GDP + Pi NAD+ malate GTP succinate CoA-SH fumarate H2O # FADH2 FAD 1/Écrire l’équation bilan de cette séquence de réactions à partir du glutamate. 2/Donner le nom et la localisation du mécanisme par lequel s’effectue la réoxydation des coenzymes réduits. 3/Établir le bilan énergétique de l’oxydation du glutamate par cette séquence de réactions en aérobiose. Métabolisme énergétique TD 4 : 2 # /#2
