BioGen18 6 dias Fichier - Moodle

BioGen 18 -2016 -DC Gillan UMons 1
Membrane externe mitochondrie
Homologies avec membrane plasmique eucaryotes :
-Rapport phospholipides/protéines 1:1
-Pas de potentiel de membrane.
Homologies avec membrane externe des Bactéries Gram–:
-Comporte des porines (diffusion de molécules < 10 000 Da)
Ions, sucres, aa : passage libre dans espace intermembr.
Grandes protéines : pas de passage libre (ex: cytochrome c).
Rappelle la membrane externe des Gram –
-Possède des translocases : passage de gros polypeptides, possédant
une séquence signal.
Membrane interne mitochondrie
Homologue de la membrane interne des Bactérie :
-Rapport phospholipides/protéines 1:3 (en poids)
(≠ membrane cytoplasmique eucaryotique)
-Riche en cardiolipine (caractéristique des bactéries) : 4 acides gras.
-Comporte des enzymes de transport d'électrons
-Très imperméable (même aux H+).
-Siège de la formation d'ATP par l'ATP sy n t h a se.
-Présence dun potentiel de membrane (ddp)
-Translocases
-Forme des crêtes : augmentation de la surface (aire 5x plus
grande que la membrane externe : plus dATP). O b s e rvé chez
certaines bactéries (sous une autre forme).
Cardiolipine
glycérol
glycérol
Matrice mitochondriale
• Siège du cycle de Krebs
Vo ie m ét abo liq ue d 'o xy dat ion de g ro u pem en ts a cé tyl es (2 C)
Vo ie a éro bie
Récupération des e–sous forme de NADH
• Possède des ribosomes de type 16S–23S
• Présence de tRNA
• Présence d'un génome circulaire (plusieurs copies)
Fonction dominante de la mitochondrie : production d ATP
Glucose pyruvate CYTOPLASME
Glycolyse
Pyruvate cycle de Krebs NADH + H+
MITOCHONDRIE
NADH + H+Chaînes transporteuse de- O2
ATP
acétate
6C 3C
3C 2C
CO2
CO2
Glycolyse = Voie d Embden-Meyerhof
Glucose
Fructose-1,
6-diphosphate
Phospho-
dihydroxyacétone
3-phospho-
glycéraldéhyde
PGAL
Glucose-6-phosphate
Fructose-6-phosphate
ATP
ADP
ATP
ADP
isomérase
Etapes
consommant
de lATP
isomérase
kinase
kinase
aldolase
CYTOPLASME

BioGen 18 -2016 -DC Gillan UMons 2
PGAL
1,3-diphosphoglycérate
3-phosphoglycérate
2-phosphoglycérate
phosphoénolpyruvate (PEP)
pyruvate
NAD+
NADH + H+déshydrogénase
ADP
ATP kinase
mutase
énolase
ADP
ATP kinase
Etapes
générant
ATP
et
NADH + H+
H2OCYTOPLASME
-Dans le cytoplasme
-10 étapes (10 enzymes)
-"Phosphorylation
au niveau du substrat"
(de l'ATP est produit sans
l'aide de membranes).
-Pas besoin dO2
Vo ie a na éro bie
-Pas de libération CO2
La glycolyse
Bilan de la glycolyse
Glucose 2 pyruvate + 2H2O + 2 ATP + 2 NADH + 2H+
Mitochondrie
Consommation Production
1"Glucose 2"pyruvate
2"NAD+2"NADH"+"2"H+
2"ADP 2"ATP
2"Pi 2"H2O
acide pyruvique pyruvate
CH3CO-COO- CH3CO-COOH
NADH = Nicotinamide Adénine Dinucléotide
Transporteur d'e–

BioGen 18 -2016 -DC Gillan UMons 3
Forme oxydée du nicotinamide
adénine dinucléotide (NAD+)
Le NADH est un coenzyme transporteur de 2 électrons et
de 1 H (lautre étant relâché en solution)
NAD++ substrat-H2NADH + H+
+ substrat (oxydé)
(réduit)
Forme
oxydée
Forme
réduite
NAD+NADH + H+
Pyruvate Acétyl-CoA
perméase
(symport avec H+)
-CoA
CO2
NAD+
NADH+H+
CoA
Mitochondrie
Etape charnière entre glycolyse et cycle de Krebs
Consommation Production
1"Pyruvate 1"Acétyl;CoA
1"NAD+1"NADH"+"H+
1"CoA 1"CO2
H+
Coenzyme A (CoA)
Adénosine 3-phosphate
diphosphate
acide
pantoïque
β-alanine
cystéamine
thiol : partie réactive : SH-CoA
acide pantothénique, vit. B5
Grâce à la fonction thiol de la cystéamine, le coenzyme A forme
un thioester avec le groupement acétyle : lacétyl-CoA. La
liaison thioester est particulièrement riche en énergie.
CoA-SH + R-COOH CoA-S-CO-R + H2O
Acétyl-CoA = transporteur de groupements acétyles
Acétyl
Cycle de l acide citrique = cycle de Krebs
= cycle des acides tricarboxyliques
Hans Adolf Krebs
(1900-1981)
Prix Nobel 1953

BioGen 18 -2016 -DC Gillan UMons 4
-8 étapes
-phosphorylation
au niveau du substrat
-pas besoin dO2
-libération CO2
-Vo ie m ét abo liq ue
des mitochondries
-récupération des e–
FAD = Flavine Adénine Dinucléotide
riboflavine-5-phosphate
= Flavine mononucléotide (FMN)
adénosine monophosphate
(AMP)
ribitol
(ribose réduit)
flavine
Le FAD : autre transporteur d'e–
Remarque
D-ribose
D-ribitol
+ 2 H++ 2 e–
Flavine mononucléotide
FMN
Riboflavine
=
Vitamine B2
FAD FADH2
La flavine
Bilan cycle de Krebs
Acétyl-CoA CoA + 2 CO2+ 3 NADH + 3 H+
+ 1 ATP + 1 FADH2
Consommation Production
1"Acétyl;CoA 1"CoA
3"NAD+3"NADH"+"3"H+
1"GDP 1"GTP"(donnera"1"ATP)
1"Pi
2"H2O2"CO2
1"FAD 1"FADH2

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Les chaînes transporteuses d électron
Protéines de la membrane interne de la mitochondrie
(crêtes : grande surface; nombreux exemplaires) qui
transportent les e–fournis par le NADH (et FADH) vers lO2.
Forment des complexes : complexes I à IV.
Cest la respiration aérobie.
Les chaînes transporteuses de- ne produisent pas
dATP d i r e c t e m en t . E lles pro d u isent un gradient de protons
qui produit de lATP p a r chimiosmose.
Quelques éléments (4) des chaînes transporteuses d e–:
1) Flavoprotéines : protéines contenant une flavine ou un
dérivé de la vitamine B2. Transfert de 2 e–
vit. B2
2) Cytochromes : protéines comportant un groupement
prosthétique : noyau porphyrine = hème (Fer). Transfert de 1 e–:
Cytochrome-Fe(II) = Cytochrome-Fe(III) + 1 e–
Différentes classes (lettre en fct hème) :
Cytochromes a : a1, a2, a3
Cytochromes b : bL, bH
Cytochromes c : c1
Forment des complexes
Exemple : complexe bc1
hème
Cytochrome c
3) Protéines Fer-Soufre :
-Protéines non héminiques.
-Grande variété.
-Agissent en différents endroits des chaînes transp. d’e-.
-Contiennent des clusters de Fe et de S : Fe2S2et Fe4S4
fixés à des résidus cystéines.
-Exemple : la ferrédoxine (Fe2S2)
-Potentiel rédox (E) est fct du nombre datomes de Fe et de S
Rôle : transport des électrons
4) Quinones :
-Molécules non protéiques
-Très hydrophobes !membr.
-Proches de la vitamine K.
-Transfert de 2 e–.
Ex: coenzyme Q = ubiquinone
base = p-benzoquinone
chaîne isoprénoïque : liposoluble
(bact : 2 isoprènes; homme : 10 isoprènes (Q10)
Q (ox) + 2H++ 2 e–= QH2(red)
de 5 C
3 isoprènes