7-Chaine respiratoire

Transfert d’électrons et oxydations phosphorylantes en un clin d’œil
- Dans chaque cellule se déroulent des centaines de réactions chimiques, qui
constituent le métabolisme. Les composés chimiques impliqués sont appelés
métabolites.
- Pratiquement toutes ces transformations ne se dérouleraient que très lentement en
dehors de la cellule et de plus dans toutes les directions. Des successions
ordonnées de réactions chimiques avec une vitesse élevée (= voies métaboliques),
ne sont possibles que grâce à l’existence d’enzymes spécifiques.
A. Vue d’ensemble sur le métabolisme intermédiaire
- La plupart des cellules et des organismes ont en commun un ensemble de voies
métaboliques centrales.
- Ces voies qui servent à la synthèse, la dégradation et la transformation de
métabolites importants ainsi qu’à la conservation de l’énergie, forment le
métabolisme intermédiaire, dont nous allons examiner ici un schéma simplifié.

- Pour vivre, les cellules ont besoin en permanence de matières organiques et
inorganiques ainsi que
d’énergie chimique , qu’elles tirent essentiellement de l’ATP.
- Selon la façon dont ces besoins seront couverts, on distingue les organismes
autotrophes ou hétérotrophes:
Les espèces autotrophes
(végétaux et nombreux micro-organismes), peuvent
synthétiser des molécules organiques à partir de
précurseurs inorganiques (CO2
).
Les espèces hétérotrophes
(animaux et champignons), dépendent de l’apport de
substances organiques par la nourriture.
- La plupart des substances nutritives (protéines, sucres, acides nucléiques et
lipides) ne peuvent être utilisées directement → doivent d’abord être dégradées
en éléments plus petits par des voies cataboliques
(flèches roses, Figure 1).
- Les métabolites ainsi formés (=
compartiment métabolique ) vont:
1) soit aboutir à la formation d’énergie après de nouvelles transformation
cataboliques
2) soit être de nouveau intégrés dans des molécules complexes par des voies
anaboliques (flèches bleues, Figure 1).

Le métabolisme
intermédiaire Nous n’avons représenté
ici que des métabolites
importants, comme le
pyruvate, l’acétyl-CoA
et le glycérol. Ces
molécules constituent
des liens entre les
métabolismes des
protéines, des sucres et
des lipides.
Figure 1

Les intermédiaires du cycle de l’acide
citrique font également partie du
« pool » métabolique. Cette voie
cyclique a des rôles cataboliques aussi
bien qu’anaboliques, elle est
amphibolique
- le cycle de l’acide citrique est
responsable de la production de CO2
à partir de l’acétyl-CoA
- le NAD+ est un accepteur d’électron
et est réduit en la forme NADH
NAD+ NADH
(oxydée) (réduite)
Figure 2
B-H B
2e-

- La forme de réserve de l’énergie chimique dans toutes les cellules est l’adénosine
triphosphate (ATP).
-La
formation d’ATP nécessite l’utilisation d’énergie, le processus est donc
endergonique.
-de l’énergie sera libérée par la coupure de l’ATP en ADP et en phosphate.
L’hydrolyse de l’ATP est exergonique.
•cette hydrolyse permet, via un couplage énergétique, le déroulement de
phénomènes nécessitant de l’énergie comme la plupart des voies métaboliques
anaboliques ainsi que les phénomènes de transport et de mouvement.
- La voie la plus importante de synthèse d’ATP est la phosphorylation oxydative
(Figure 1).
- les voies cataboliques du métabolisme génèrent des cofacteurs réduits
(NADH, QH2). Les électrons seront ensuite transportés jusqu’à l’oxygène.
- ce processus fortement exergonique est catalysé par la chaîne respiratoire
et
utilisé indirectement pour la synthèse d’ATP.
- plusieurs organismes peuvent, dans des conditions
anaérobiques (en absence
d’oxygène) se rabattre sur l’ATP provenant de la glycolyse. Ce mode de
formation de l’ATP, plus rapide mais moins efficace, est la fermentation