Transcript ED2_Biochimie_NEMORIN

PACES - UE1
2013-2014
ED 2
Biochimie
Catabolisme glucidique
Production d’énergie
Mise en réserve de l’énergie
Régulation hormonale
Question 1
Le schéma ci-dessous représente
glycolyse anaérobie (la réversibilité
Chacune des cases vides correspond
les chiffres (1), (2) et (3) indiquent
A: le composé I est le 3phosphoglycéraldéhyde
B: le composé V est le
phosphoénolpyruvate
C: l’enzyme (1) est une
déshydrogénase
D: l’enzyme (2) est une
phosphatase
E: plusieurs iso-enzymes
existent pour l’enzyme
(3)
une séquence métabolique de la
des réactions n’est pas précisée).
à un composé (I, II, III, IV…) et
les enzymes impliquées.
lactate
I
(1)
II
(3)
III
II'
V
1,3-bisphosphoglycérate
IV
(2)
IV'
3-phosphoglycérate
Question 1 : le schéma ci-dessous représente une séquence métabolique
de la glycolyse anaérobie
3-P-glycéraldéhyde
(3-PGA)
I
Pi
III
lactate
NAD+
II
(1)
LDH
(3)
NADH + H+
II'
3 PGA-DH
ADP
IV
P-glycérate kinase
ATP
IV'
3-phosphoglycérate
B : V est le phosphoénolpyruvate
(V) : Pyruvate
pyruvate
1,3-bisphosphoglycérate
(2)
A : I est le 3-phosphoglycéraldéhyde
V
C : l’enzyme (1) est une déshydrogénase
D : l’enzyme (2) est une
phosphatase
Kinase
E : plusieurs iso-enzymes
existent pour l’enzyme (3)
Lactate déshydrogénase LDH : 5 isoenzymes
2 polypeptides : M(uscle) et H(eart)
2 gènes
dépôt
M4
M3H
M2H2
MH3
H4
association non covalente de 4 chaînes polypeptidiques
H ou M
Question 2
Le schéma ci-dessous représente un point de contrôle important
de la glycolyse hépatique :
(2)
(1)
fruct ose-2,6-bisphosphate
fruct ose-6-phosphate
(1)
(1)
E2
E3
E'2
E1
(2)
P
(2)
P
(3)
fruct ose-1,6-bisphosphate
A
B
C
D
E
(4)
AMP c
Hormone
: E1 est une phosphatase
: E2/E’2 est la PFK-1
: le composé (2) est un activateur de la PFK-1
: l’AMPc active une protéine kinase
: la production d’AMPc a pour conséquence une
déphosphorylation de l’enzyme bifonctionnelle E2/E'2
Question 2 : le schéma ci-dessous représente un point de contrôle
important de la glycolyse hépatique
E2/E’2 :
PFK-2/Fr-2,6-bisphosphatase
néoglucogenèse
(2)
ATP
ADP
(1)
fructose-2,6-bisphosphate
fructose-6-phosphate
ATP
(1)
PFK-1
E1
(2)
2Pi
(1) 2ATP
E2
PP
2H2O
P
E3
E'2
(2)
P
ADP
PKA
2ADP
(3)
AMP c
H2O
fructose-1,6-bisphosphate
glycolyse
PP = protéine phosphatase 2A
(4) Pi
Hormone
PKA = protéine kinase dépendant de l’AMPc
(2)
ATP
AMP
(1)
+
ADP
fruct ose-2,6-bisphosphate
fruct ose-6-phosphate
2Pi
(1)
ATP
PFK-1
E1
(2)
ADP
2H2O
Citrate
P
E'2
E2/ E’2
PFK-2/FBPase-2
B : E2/E’2 est la PFK-1
C : (2)
ADP
E3
(2)
P
PKA
2ADP
(3)
AMP c
H2O
(4)
fruct ose-1,6-bisphosphate
A : E1 est une phosphatase
(1)2ATP
E2
PP
-
Question 2
Pi
Hormone
E1 est une kinase / PFK1 phosphofructokinase
E2/E’2
PFK-2 / Fr 2,6-bisphosphatase-2
est un activateur de la PFK-1
AMP est activateur
(2)
ATP
(1)
F-2,6-BP
+
ADP
fruct ose-2,6-bisphosphate
fruct ose-6-phosphate
ATP (1)
PFK-1
E1
(2)
2Pi
Question 2
(1) 2ATP
E2
E2/E’2
PP
2H2O
E3
PFK-2/FBPase-2
E'2
P
(2)
P
2ADP
(3)
ADP
fruct ose-1,6-bisphosphate
PKA
(4) Pi
AMP c
H2O
Hormone
D : l’AMPc active une protéine kinase
E : la production d’AMPc a pour conséquence une déphosphorylation de
l’enzyme bifonctionnelle E2/E'2
une phosphorylation de E2/E’2
Question 3
Soit le schéma métabolique suivant concernant le métabolisme du
fructose (la réversibilité des réactions n’est pas toujours précisée) :
A: E3 est la glycérolkinase
B: E6 est la fructose-6phosphatase
C: E8 est la glucose-6phosphatase.
D: le composé (2) est le
fructose-6-phosphate
E: le fructose peut être un
précurseur du glycogène
Glycogène
Fructose
Glucose
5
ATP
E1
E8
ADP
4
E7
Fructose 1-P
E2
3
5
3-P-dihydroxyacétone
1
2
E4
E3
E5
3-P-glycéraldéhyde
Pyruvate
E6
Question 3 :
métabolisme du fructose
Fructose
Fructokinase E1
Glycogène
Glucose
5
ATP
ADP
Glc-6-phosphatase
E8
Glc-6-P4
Fructose 1-P
Aldolase B
E2
GA
GA kinase E3
3-P-Dihydroxyacétone
E4
Triose-P-isomérase
3-P-Glycéraldéhyde
Pyruvate
E7 Phosphohexose
isomérase
Pi
1
Pi
3
5
Aldolase
E5
Fr-6P
E6
2
Fr 1,6bisphosphatase
Fr-1,6-BP
Question 3 :
métabolisme du fructose
Fructose
E1:Fructokinase
Glycogène
Glucose
5
ATP
E1
E8
ADP
Glc-6-P
4
GA
E2
Pi
1
E8 : Glc-6phosphatase
E7 E7: Phosphohexose
isomérase
Fructose 1-P
E2:Aldolase B
Pi
3-P-Dihydroxyacétone
E3:
E4
E4:Triose-P-isomérase
Glycéraldéhyde E3
3-P-Glycéraldéhyde
kinase
3
5
Aldolase
E5
Fr-6P
E6
2
E6: Fr 1,6bisphosphatase
Fr-1,6-BP
A : E3 est la glycérol kinase
Glycéraldéhyde kinase
Pyruvate
B : E6 est la fructose-6-phosphatase
C : E8 est la glucose-6-phosphatase
Fr-1,6 bis phosphatase
Question 3 :
métabolisme du fructose
Fructose
E1:Fructokinase
Glycogène
Glucose
5
ATP
E1
E8
ADP
Glc-6-P
4
1
isomérase
E2
Pi
Glycéraldéhyde
3-P-Dihydroxyacétone
E3:
E4
E4:Triose-P-isomérase
Glycéraldéhyde E3
3-P-Glycéraldéhyde
kinase
E8 : Glc-6phosphatase
E7Phosphohexose
Fructose 1-P
Aldolase B
Pi
5
E6
Aldolase B
2
E5
D: le composé 2 est le fructose-6-phosphate
Fr-6P
3
E6: Fr 1,6bisphosphatase
Fr-1,6-BP
2 = Fr-1,6-BP
Pyruvate
E : le fructose peut être un précurseur du glycogène
OUI
dans le foie
Question 4: Concernant la glucose-6-phosphate déshydrogénase:
A: elle catalyse l'étape d'engagement de la voie des pentosephosphates
NADP+
B: elle est régulée par la disponibilité en NAD+
Glc-6P
C: son substrat est le glucose-1-phosphate
D: elle a pour cofacteur, la thiamine diphosphate
NADP+
E: elle est impliquée dans le métabolisme du glutathion au niveau des
érythrocytes
CH2O P
H
O H
NADP+
NADPH
+ H+
CH2O P
H
OH
H
OH
H
OH
OH
H
OH
Glucose-6-P
O
H
H
O
OH
H
OH
6-P-Gluconolactone
glucose-6-P-deshydrogénase
Glutathion réduit
peroxyde
G-SH
R-O-O-R'
+ G-SH
glutathion
E2
peroxydase
R’OH
Glc-6-P
2
glutathion
E1
R-OH + 1
NADP+
réductase
G-S-S-G
Glutathion oxydé
3
glucose-6-phosphate
E3
deshydrogénase
NADPH
6-P-gluconolactone
Question 5
Soit la séquence métabolique suivante se produisant dans le globule
rouge (les composés ne sont pas tous forcément représentés) :
Pi
E1
3-Phosphoglycéraldéhyde
I
VII
E4
E2
VIII
V
IV
VI
II
III
A
B
C
D
E
:
:
:
:
:
E3
Pyruvate
cette séquence se produit dans la mitochondrie
E1 est une déshydrogénase
E2 est la phosphoglycérate kinase
E4 a une activité kinasique et phosphatasique
le bilan énergétique de la séquence est de 3,5 ATP
Question 5
Soit la séquence métabolique suivante se produisant dans le globule
rouge (les composés ne sont pas tous forcément représentés) :
Shunt de Rapoport
3 PGA-DH
Pi
E1
3-Phosphoglycéraldéhyde
E2 =
Phospho
glycérate
kinase
I
VII
ADP
NAD+
V
III
E4 = enzyme bifonctionnelle
E4
E2
IV
VIII
VI
E3
LDH
2,3-BPG
ATP
NADH +H+
Lactate
1,3-bis phosphoglycérate
II
3-PG
Pyruvate
bisphosphoglycérate mutase I  IV
bisphosphoglycérate phosphatase IV  II
NON
A : cette séquence se produit dans la mitochondrie
B : E1 est une déshydrogénase
Question 5
3-PGA-DH
C : E2 est la phosphoglycérate kinase
PGK
D : E4 a une activité kinasique et phosphatasique
E4 : enzyme bifonctionnelle BPG phosphatase/mutase
3-PGA-DH
Pi
E1
3-Phosphoglycéraldéhyde
I
VII
ADP
NAD+
VI
IV
ATP
NADH +H+
III
E4
E2
VIII
V
Lactate
1,3-bis phosphoglycérate
E3
LDH
II
Pyruvate
2,3-BPG
E2 : PGK
E4 : enzyme
3-PG bifonctionnelle
Question 5
E : le bilan énergétique de la séquence est de 3,5 ATP
1 ou 2 ATP formés
3 PGA-DH
Pi
E1
3-phosphoglycéraldéhyde
VII
ADP
E4
E2
V +
NAD
1,3-BPG
I
VIII
ATP
VI + H+
NADH
II
Lactate
III
2,3-BPG
IV
E3
ATP
LDH
Pyruvate
2-PG
3-PG
ADP
PEP
H2O
Production de l’énergie
Question 1
Soit la réaction de transformation du pyruvate en acétylCoA
A : cette réaction a lieu dans le cytosol
B : cette réaction est une décarboxylation oxydative
C : cette réaction fait intervenir, entre autres coenzymes, le TDP, le
FAD et la biotine
D : le NADH finalement produit donnera naissance à 2,5 ATP grâce à
la chaîne respiratoire
E : l’acétyl-CoA produit est destiné à rentrer dans le cycle de Krebs
Question 1
Soit la réaction de transformation du pyruvate en acétylCoA
A : cette réaction a lieu dans le cytosol
dans la mitochondrie
B : cette réaction est une décarboxylation oxydative
C : cette réaction fait intervenir, entre autres coenzymes, le TDP, le
FAD et la biotine
Pyruvate + NAD+ + CoASH
CO2 + NADH + H+ + CH3-C~SCoA
Complexe de la pyruvate
déshydrogénase
5 coenzymes
Thiamine diphosphate (TDP)
Acide lipoïque
CoA-SH
FAD
NAD+
O
Acétyl-CoA
SH
CH3-CO-COOH
TDP
E1 =
Pyruvate
déshydrogénase
CO2
CH3-CHOH-TDP
L
HSCoA
S ~ CO CH3
E2 =
dihydrolipoamide
transacétylase
SH
S
L
S
E3 =
Dihydrolipoamide FADH2
déshydrogénase
NAD+
L
CH3-C ~ SCoA
SH
FAD
NADH + H+
O
Question 1 (suite)
Transformation du pyruvate en acétyl-CoA
D : le NADH finalement produit donnera naissance à 2,5 ATP grâce à
la chaîne respiratoire
CO2 + NADH + H+ + CH3-C~SCoA
Pyruvate + NAD+ + CoASH
Complexe de la pyruvate
déshydrogénase
O
Acétyl-CoA
E : l’acétyl-CoA produit est destiné à rentrer dans le cycle de Krebs
Pyruvate
Acétyl-CoA
KREBS
Chaîne respiratoire
H+ et e-
2 CO2
ATP
Question 2
Chaque tour de spire de la b-oxydation d'une mole d'acyl-coenzyme A:
A : comporte 2 réactions d'oxydation
B : comporte 2 réactions d'hydratation
C : comporte 1 réaction de thiolyse
D : nécessite une molécule de CoA-SH
E : fournit 12 ATP, grâce aux coenzymes réduits obtenus et grâce à la
dégradation totale de l'acétyl-CoA
Question 2
Chaque tour de spire de la b-oxydation
d'une mole d'acyl-coenzyme A:
oxydation
hydratation
oxydation
thiolyse
Question 2
Chaque tour de spire de la b-oxydation d'une mole d'acyl-coenzyme A
A : comporte 2 réactions d'oxydation
Acyl-CoA deshydrogénase
L-3-OH acyl-CoA deshydrogénase
B : comporte 2 réactions d'hydratation
Enoyl-CoA hydratase
acyl CoA (n)
C : comporte 1 réaction de thiolyse
Acyl-CoA thiolase
acyl CoA (n-2)
D : nécessite une molécule de CoA-SH
CH3-C~SCoA
O
CoASH
Question 2
Chaque tour de spire de la b-oxydation d'une mole d'acyl-coenzyme A
E : fournit 12 ATP, grâce aux coenzymes réduits obtenus et grâce à la
dégradation totale de l'acétyl-CoA
cycle de Krebs
acyl CoA (n)
FAD
CH3-C~SCoA
FADH2
O
NAD+
acyl CoA (n-2)
NADH, H+
CoA-SH
1 tour de spire de b-oxydation :
 FADH2, NADH + H+, acétyl CoA
1,5 ATP 2,5 ATP
cycle de Krebs
dégradation de l’acétyl CoA dans le cycle de Krebs :
 1 FADH2 (1,5 ATP) + 3 NADH, H+(7,5 ATP)+ 1 ATP  10 ATP
Oxaloacétate
malate
E8
déshydrogénase
CH2-COO
II
E7
Fum ar ate
succinate E 6
déshydrogénase
NAD+
Succinate
GTP
citrate
synthase
Citr ate
NADH
II'
E2
NAD+
III' FADH2
III
I
E1
-
CoA-SH
IV
Malate
fumarase
Acé tyl-CoA
O
C COO
II
NADH II'
Is ocitr ate
isocitrate
déshydrogénase
E3
FAD
CoA-SHNADH NAD+
I
II'
II
CO2
-cé toglutar ate
E5
succinate thiokinase
(succinyl CoA
GDP + Pi
synthétase)
Succinyl-CoA
aconitase
E4
CO2
I
CoA-SH
complexe de l’-cétoglutarate
déshydrogénase
Question 2
Chaque tour de spire de la b-oxydation d'une mole d'acyl-coenzyme A
E : fournit 12 ATP, grâce aux coenzymes réduits obtenus et grâce à la
dégradation totale de l'acétyl-CoA
1 tour de spire de b-oxydation :
 1 FADH2 (1,5 ATP) et 1 NADH, H+ (2,5 ATP)  4 ATP
dégradation de l’acétyl CoA dans le cycle de Krebs :
 1 FADH2 (1,5 ATP) + 3 NADH, H+(7,5 ATP)+ 1 ATP  10 ATP
Bilan = 14 ATP formés
Question 3
La cétogenèse et la cétolyse
A : l’acétoacétylCoA est hydrolysé directement en acétoacétate
B : les corps cétoniques sont synthétisés à partir d’acétylCoA venant
des acides gras
C : les corps cétoniques peuvent être transformés en glucose dans le
foie
D : 3-OH butyrate et acétoacétate sont utilisés par les tissus
périphériques
E : l’accumulation de corps cétoniques est une caractéristique du
diabète sucré de type I
Question 3
La cétogenèse et la cétolyse
A : l’acétoacétylCoA est hydrolysé directement en acétoacétate
B : les corps cétoniques sont synthétisés à partir d’acétylCoA venant
des acides gras
2 acétyl-CoA
Cétogenèse
Mitochondrie hépatique
CoASH
thiolase
acétoacétyl-CoA
HMG-CoA synthase
3-hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA (HMG-CoA)
HMG-CoA lyase
CO2
acétone
acétoacétate
NADH, H+
acétyl-CoA
NAD+
3-OH butyrate
Question 3
La cétogenèse et la cétolyse
C : les corps cétoniques peuvent être transformés en glucose dans le
foie
D : 3-OH butyrate et acétoacétate sont utilisés par les tissus
périphériques
Cétolyse
3-OH butyrate
3-OH butyrate
déshydrogénase
NAD+
NADH, H+
acétoacétate
3-cetoacyl-CoA
transférase
Succinyl-CoA
succinate
acétoacétyl-CoA
thiolase
acétyl-CoA
Utilisation par les tissus des corps cétoniques formés dans le foie
quand les sources de glucose sont insuffisantes (jeûne)
Question 3
E : l’accumulation de corps cétoniques est une caractéristique du
diabète sucré de type I
Diabète de type I = défaut de production d’insuline
 Le glucose ne peut pas pénétrer dans les cellules
pour être utilisé comme source d’énergie
 Formation de corps cétoniques
Question 4
Le cycle de Krebs (cycle de l’acide citrique)
A : le cycle de l’acide citrique est présent dans toutes les cellules
B : l’acide citrique est formé par condensation de l’acide succinique avec
l’acétylCoA
C : sur les 8 réactions du cycle, 3 produisent du FADH2 et une produit
du NADH, H+
D : une réaction anaplérotique du cycle de Krebs est catalysée par la
pyruvate carboxylase
E : le bilan énergétique de la dégradation d’un acétylCoA (cycle de
Krebs + chaîne respiratoire) est de 12,5 ATP
Question 4
Le cycle de Krebs (cycle de l’acide citrique)
A : le cycle de l’acide citrique est présent dans toutes les cellules
dans les cellules qui ont des mitochondries
 pas de cycle de Krebs dans les hématies
B : l’acide citrique est formé par condensation de l’acide succinique avec
l’acétylCoA
Condensation de l’acétylCoA et de l’oxaloacétate
O
acétylCoA
CH3
C
SCoA
HSCoA
+
oxaloacétate
CO
COOH
CH2
COOH
H2O
citrate synthase
CH2
HO
C
CH2
COOH
COOH
COOH
citrate
Question 4
C : sur les 8 réactions du cycle, X
3 produisent du FADH2 et une
produit
X
du NADH, H+
+
Oxaloacétate
malate
E8
déshydrogénase
II
E7
Fum ar ate
succinate E 6
déshydrogénase
NAD+
Succinate
GTP
citrate
synthase
Citr ate
NADH
II'
E2
NAD+
III' FADH2
III
I
E1
-
CoA-SH
IV
Malate
fumarase
O
C COO
CH2-COO
1 FADH2 et 3 NADH, H
Acé tyl-CoA
II
NADH II'
Is ocitr ate
isocitrate
déshydrogénase
E3
FAD
CoA-SHNADH NAD+
I
II'
II
CO2
-cé toglutar ate
E5
succinate thiokinase
(succinyl CoA
GDP + Pi
synthétase)
Succinyl-CoA
aconitase
E4
CO2
I
CoA-SH
complexe de l’-cétoglutarate
déshydrogénase
Question 4
D : une réaction anaplérotique du cycle de Krebs est catalysée par la
pyruvate carboxylase
anaplérotique : qui fournit un composé du cycle de Krebs
Formation d’oxaloacétate : pyruvate carboxylase (biotine)
Pyruvate + CO2 + ATP
Oxaloacétate + ADP + Pi + 2 H+
E : le bilan énergétique de la dégradation d’un acétyl-CoA (cycle de
Krebs + chaîne respiratoire) est de 12,5 ATP
NADH ou FADH2
formés
ATP formés
isocitrate déshydrogénase
1 NADH
2,5
-cétoglutarate déshydrogénase
1 NADH
2,5
succinyl-CoA synthétase (GTP)
–
1
succinate déshydrogénase
1 FADH2
1,5
malate déshydrogénase
1 NADH
2,5
10 ATP
Question 5
Soit le schéma métabolique suivant
(X, 1, 2, 3 et 4 sont les principaux métabolites ; E1 , E2 , E3 et E4 les enzymes; tous
les intervenants ne sont pas représentés)
-
CH3-C-COO
1
O
E1
COOCH2
E3
E4
X
CH2-COO
CH
+
NH3
HO-CH-COO -
COO-
-cé toGLU
glutarate
E2
-
4
3
CH2-COO HO-C-COO2
CH2-COO -
A: 1 est un produit de la glycolyse
B: X est l’oxaloacétate
C : l’enzyme E1 est activée par l'acétyl-CoA
D : l’enzyme E3 est l’aspartate aminotransférase
E : l’enzyme E4 a pour coenzyme le couple NAD+/ NADH + H+
Question 5
Soit le schéma métabolique suivant
(X, 1, 2, 3 et 4 sont les principaux métabolites ; E1 , E2 , E3 et E4 les enzymes; tous
les intervenants ne sont pas représentés)
pyruvate
-
CH3-C-COO
1
O
ASP
E1
oxaloacétate
COOCH2
A: 1 est un produit de la glycolyse
E3
E4
X
CH2-COO
CH
+
NH3
HO-CH-COO -
COO-
-cé toGLU
glutarate
E2
4
-
malate
3
citrate
CH2-COO -
B: X est l’oxaloacétate
HO-C-COO-
2
CH2-COO -
GLU = glutamate
ASP = aspartate
Question 5
C : l’enzyme E1 est activée par l'acétyl-CoA
pyruvate
-
CH3-C-COO
D : l’enzyme E3 est l’aspartate
aminotransférase
1
O
Asp
COOCH2
Pyruvate
carboxylase
ASAT
E1
oxaloacétate
E3
E4
NH3
3
HO-CH-COO -
X
CH2-COO
CH
+
E : l’enzyme E4 a pour coenzyme
le couple NAD+/ NADH + H+
COO-
-cé toGLU
glutarate
Citrate synthase
citrate
E2
CH2-COO -
HO-C-COO2
CH2-COO -
4
-
malate
Malate
deshydrogénase
Question 6
Chaîne respiratoire
A : les NADH, H+ sont réoxydés au niveau de la membrane
mitochondriale externe
B : les équivalents réducteurs sont transférés d’un couple redox à
l’autre dans le sens du gradient de potentiel allant du plus négatif au
plus positif
C : en tenant compte du gradient de protons, la réaction catalysée par
le complexe I s’écrit :
NADH + UQ + 5 H+ma  NAD+ + UQH2 + 4 H+cy
D : la succinate déshydrogénase fait partie du cycle de Krebs et de la
chaîne respiratoire
E : l’oxygène est un des substrats du complexe III
Question 6
Chaîne respiratoire
A : les NADH, H+ sont réoxydés au niveau de la membrane mitochondriale
externe
membrane mitochondriale interne
MME
MMI
- complexes I à IV
- ATP synthase
- Translocases
Canaux de porine
EIM
Question 6 (suite)
Chaîne respiratoire
B : les équivalents réducteurs sont transférés d’un couple redox à l’autre dans
le sens du gradient de potentiel allant du plus négatif au plus positif
du plus réducteur vers le plus oxydant
C : en tenant compte du gradient de protons, la réaction catalysée par le
complexe I s’écrit :
NADH + UQ + 5 H+ma  NAD+ + UQH2 + 4 H+cy
La réaction de transfert d’électrons est couplée au
transfert de 4 protons de la matrice (ma) vers l’EIM (cy)
(UQ = ubiquinone, UQH2 = ubiquinol)
D : la succinate déshydrogénase fait partie du cycle de Krebs et de la chaîne
respiratoire
Krebs:étape 6 Chaîne respiratoire : complexe II
FAD
CH2
COOH
CH2
COOH
succinate
FADH2
CH
HOOC
COOH
CH
fumarate
Question 6
Chaîne respiratoire
NON
E : l’oxygène est un des substrats du complexe III
4H+ M M E
4H+
(a)
(a)
I
EIM
cytc
I
UQ
II
NADH
+ H+
(a)
2H+
II
MM I
(3)
½O2+2H+
(1)
NAD+
IV
IV
III
III
(2)
Fumarate
(4)H2O
(5) + (6)
ADP+Pi
succinate
F1
F0
(a)
Matrice H
+
(7)ATP
O2 = Accepteur des e- du complexe IV (cytochrome oxydase)
NADH : 10 H+ passent dans l’EIM  synthèse de 2.5 ATP
FADH2: 6 H+ passent dans l’EIM  synthèse de 1.5 ATP
4 H+
4 H+
Espace
Intermembranaire
MMI
NADH
+ H+
UQ
CI
NAD+
2H+
Cyt
Cyt C
c
CIII
CIV
C II
Fumarate
FADH2
FAD
Succinate
1 O + 2 H+
2 2
Matrice mitochondriale
H2 O
Question 7 Concernant la synthèse de l’ATP par la chaîne respiratoire
A : le transfert d'électrons à l'O2 est couplé à la synthèse d'ATP
B : l’adénosine nucléotide translocase est un antiport
C : la sous-unité F1 de l'ATP synthase contient le site de synthèse
de l'ATP
D
: lorsqu’on ajoute du dinitrophénol à une préparation de
mitochondries, celles-ci peuvent consommer l’oxygène mais ne
synthétisent plus d’ATP
E : l’énergie nécessaire est fournie uniquement par un gradient
électrique
Question 7 Concernant la synthèse de l’ATP par la chaîne respiratoire
A : le transfert d'électrons à l'O2 est couplé à la synthèse d'ATP
4H+ M M E
4H+
(a)
(a)
I
EIM
cytc
I
UQ
II
NADH
+ H+
(a)
2H+
II
(2)
Fumarate
succinate
MM I
(3)
½O2+2H+
(1)
NAD+
IV
IV
III
III
(4)H2O
(5) + (6)
ADP+Pi
F1
(a)
+
H
Matrice
(7)ATP
F0
Espace
intermembranaire
Matrice
Adénosine
4ATP
nucléotide
translocase
ADP3(antiport)
ATP
synthase
3H+
H2PO4Phosphate
Translocase
(symport)
ATP4ADP3-
F0
F1
3H+
H2PO44 H+
H+
H+
1 ATP
Question 7 Concernant la synthèse de l’ATP par la chaîne respiratoire
A : le transfert d'électrons à l'O2 est couplé à la synthèse d'ATP
B : l’adénosine nucléotide translocase est un antiport
C : la sous-unité F1 de l'ATP synthase contient le site de synthèse de
l'ATP
D : lorsqu’on ajoute du dinitrophénol à une préparation de
mitochondries, celles-ci peuvent consommer l’oxygène mais ne
synthétisent plus d’ATP
Le DNP est un acide qui s’oppose au gradient de protons
O-
OH
NO2
NO2
NO2
+ H+
NO2
Agent découplant : 2,4-dinitrophénol ou DNP
Question 7 Concernant la synthèse de l’ATP par la chaîne respiratoire
E : l’énergie nécessaire est fournie uniquement par un gradient
électrique
et un gradient de pH
Hypothèse de Mitchell : couplage chimio-osmotique
La MMI est imperméable aux protons
La chaîne membranaire de transfert d’électrons est couplée à un
transport actif de protons vers l’EIM
Le transport des protons de l’EIM vers la matrice fournit l’énergie
nécessaire à la synthèse d’ATP
Le transport des protons de l’EIM vers la matrice fournit l’énergie
nécessaire à la synthèse d’ATP
ATP4-
ATP4ADP3-
ADP3-
ATP
synthase
3H+
H2PO4-
Espace
intermembranaire
H+
F0
F1
H2PO4H+
3H+
4 H+
1 ATP
Matrice
Mise en réserve de l’énergie
Question 1
Quelles enzymes, entre autres, sont nécessaires à la néoglucogenèse
hépatique à partir du glycérol ?
A
B
C
D
E
:
:
:
:
:
malate deshydrogénase
glycérol-3-phosphate deshydrogénase
énolase
glucose-6-phosphatase
aldolase
Question 1
Quelles enzymes, entre autres, sont nécessaires à la néoglucogenèse
hépatique à partir du glycérol ?
A
B
C
D
E
:
:
:
:
:
malate deshydrogénase
glycérol-3-phosphate deshydrogénase
énolase
glucose-6-phosphatase
aldolase
ATP
ADP
Glycérol
Glycérol kinase
NAD+
NADH,H+
GA3P
PDHA
Glycérol-3-P
Glycérol-3-P
deshydrogénase
Aldolase
Fr-1,6-BP
Fr 1,6 BP
phosphatase
Fr-6P
Glucose
Glc-6P
Glc-6-phosphatase
Phospho
hexose
isomérase
Question 2
Soit le carrefour métabolique suivant où (1) (2) (3) et (4) sont des
voies métaboliques
Acides aminés
(1)
Glycogène
(2)
Glucose
(4)
Glycogène
(3)
Pyruvate
A : ce carrefour est présent dans tous les tissus
B : pour entrer dans la mitochondrie, le pyruvate doit être activé
C : (1) est une voie de la néoglucogenèse
D : les voies (2) et (4) fonctionnent simultanément dans le foie
E : un excès d’ATP inhibe la voie (3)
Question 2
Soit le carrefour métabolique suivant où (1) (2) (3) et (4) sont des
voies métaboliques
Acides aminés
(1)
Néoglucogenèse
Glycogène
(2)
Dégradation
du
glycogène
Glucose
(3)
Glycolyse
(4)
Synthèse
de
glycogène
Glycogène
Pyruvate
A : ce carrefour est présent dans tous les tissus
Dans le foie uniquement
B : pour entrer dans la mitochondrie le pyruvate doit être activé
Le pyruvate entre librement dans la mitochondrie
où il est activé en acétyl CoA
Question 2
Soit le carrefour métabolique suivant où (1) (2) (3) et (4) sont des
voies métaboliques
Acides aminés
(1)
Néoglucogenèse
Glycogène
(2)
Dégradation
du
glycogène
(4)
Glucose
(3)
Glycolyse
Synthèse
de
glycogène
Glycogène
Pyruvate
C : (1) est une voie de la néoglucogenèse
D : les voies (2) et (4) fonctionnent simultanément dans le foie
glycogènogenèse et glycogénolyse sont coordonnées et antagonistes
E : un excès d’ATP inhibe la voie (3)
Un excès d’ATP inhibe la glycolyse
Question 3: Soit le schéma métabolique suivant
Glycogénolyse
Glycogénogenèse
(1)
E6
dans foie
et muscle
E7
(7)
glycogène
ATP
E1
(8)
ADP
(5)
(6)
(9)
E5
(2)
(8)
E2
E3
(3)
dans foie
(4)
A
B
C
D
E
:
:
:
:
:
E4
dans muscle
(1) est l’UDP-glucose
(4) est le glucose
(5) est du glycogène (n-1)
E3 est la glucose-6-phosphatase
E7 est la Glc-1-phosphatase
(voie métabolique)
Question 3
Glycogénolyse
Glycogène
phosphorylase
Nucléoside
Glycogène diphosphate kinase
Glycogénogenèse
synthase
UDP
(7)
glycogène
(1)
Pi
E6
dans foie
et muscle
E1
E2
ATP
ADP
(5) UDP-Glc
Glycogène
n-1
(6)
Glc-1-P
(2)
UTP
(8)
E7
(9) PP
E5
(8) UTP
UDPG-pyrophosphorylase
Phosphoglucomutase
Obj:
réserve de
glucose
Glc-6-phosphatase (3) Glc-6-P
E3
Glc(4)
dans foie
E4
glucokinase
Obj: libérer du glucose
dans muscle
glycolyse
(voie métabolique)
Question 3
Glycogénolyse
Glycogène
phosphorylase
Nucléoside
Glycogène diphosphate kinase
synthase
Glycogénogenèse
UDP
(7)
glycogène
Pi
(1)
E6
dans foie
et muscle
E1
Glycogène
n-1
(6)
A : (1) est l’UDP-glucose
NON
ATP
ADP
(5) UDP-Glc
Glc-1-P E5
(2)
B : (4) est le glucose
UTP
(8)
E7
(9) PP
(8) UTP
UDPG-pyrophosphorylase
E2 Phosphoglucomutase
Obj:
réserve de
glucose
Glc-6-phosphatase (3) Glc-6-P
E3
Glc
(4)
dans foie
E4
glucokinase
Obj: libérer du glucose
dans muscle
glycolyse
(voie métabolique)
Question 3
Glycogénolyse
Glycogène
phosphorylase
Nucléoside
Glycogène diphosphate kinase
synthase
Glycogénogenèse
UDP
(7)
glycogène
Pi(1)
E6
dans foie
et muscle
E1
Glycogène
n-1
(6)
ATP
(5) UDP-Glc
Glc-1-P E5
(2)
UTP
(8)
E7
(9) PP
(8)UTP
ADP
C : (5) est du glycogène
(n-1)
NON
UDPG-pyrophosphorylase
E2 Phosphoglucomutase
Glc-6-phosphatase (3)Glc-6-P
E3
Glc
(4)
dans foie
E4
glucokinase
dans muscle
UDPG : forme activée du glucose
pour la synthèse de glycogène
glycolyse
(voie métabolique)
Question 3
NON
E : E7 est la Glc-1-phosphatase
Glycogénolyse
Glycogène
phosphorylase
Nucléoside
Glycogène diphosphate kinase
synthase
Glycogénogenèse
UDP
(7)
glycogène
Pi
(1)
E6
dans foie
et muscle
E1
E2
ATP
ADP
(5) UDP-Glc
Glycogène
n-1
(6)
Glc-1-P
(2)
UTP
(8)
E7
(9) PP
E5
(8) UTP
UDPG-pyrophosphorylase
Phosphoglucomutase
Glc-6-phosphatase (3) Glc-6-P
E3
Glc
(4)
dans foie
E4
glucokinase
dans muscle
D : E3 est la glucose-6-phosphatase
glycolyse
(voie métabolique)
Question 4 (concours 2009-2010)
A: la glycogène synthase est active sous forme déphosphorylée
B: la glycogène synthase a comme substrat le glucose
C: l’UDP-glucose est un intermédiaire commun à la synthèse et à la
dégradation du glycogène
D: la protéine kinase A est le relais de l’insuline au cours de
l’activation de la synthèse du glycogène
E: la protéine phosphatase-1 (sous forme phosphorylée active) agit
en même temps sur la phosphorylase kinase et la glycogène
synthase, entraînant la dégradation du glycogène ainsi que
l’inhibition de sa synthèse
Question 4 (concours 2009-2010)
A: la glycogène synthase est active sous forme déphosphorylée
Synthase P
inactive
PP1 P
Synthase
active
UDP-Glc
Glycogène
X
B: la glycogène synthase a comme substrat le glucose
UDP-Glc
C: l’UDP-glucose est un intermédiaire commun à la synthèse et à la
dégradation du glycogène
NON
Le glucose-1-P est un intermédiaire commun à la
synthèse et à la dégradation du glycogène
Glycogénolyse
Glycogénogenèse
glycogène
Pi(1)
dans foie
Glycogène
et muscle
phosphorylase
(E1)
UDP
(7)
E6
E1
UTP
(8)
E7
ATP
ADP
(5) UDP-Glc
Glycogène
n-1 (6)
(9) PP
E5
Glc(8)UTP
(2)
1-P
E2 Phosphoglucomutase
Glc-6-phosphatase (3)Glc-6-P
E3
Glc
(4)
dans foie
glucokinase
E4
dans muscle
glycolyse
(voie métabolique)
Glycogène
synthase
(E6)
Question 4 (concours 2009-2010)
D: la protéine kinase A est le relais de l’insuline au cours de l’activation
de la synthèse du glycogène
NON
Insuline
Glucagon
Récepteur
Récepteur
PKB
PKB
active
PP1
Stimulation de
l’adénylate cyclase
P
PP1
active
Activation de la glycogène synthase
protéine kinase B (PKB)
Relais de l’insuline
P
ATP
AMPc
PKA
PKA
active
Activation de la phosphorylase
AMPC et PKA
Relais du glucagon
Question 4 (concours 2009-2010)
E: la protéine PP1 (sous forme phosphorylée active) agit en même
temps sur la phosphorylase kinase et la glycogène synthase,
entraînant la dégradation du glycogène ainsi que l’inhibition de sa
synthèse
X
X
Synthèse de
glycogène
activée
Insuline
Synthase
inactive
P
PP1
PKB P
Pase kinase
dégradation
du glycogène
inhibée
inactive
PP1 P
Synthase
active
Glycogène
Pase kinase P
active
Pase P
UDP-Glc
Glc-1-P
Glc-6-P
active
Pase
inactive
PP1 P
Mise en réserve
du glucose
Action
hypoglycémiante
Insuline
Récepteur
PKB
Protéine kinase B
ou PKB
active
PP1
Glycogène
phosphorylase
inactive
kinase
Glycogène
inactive
phosphorylase
glycogénolyse
P
PP1 P
active
Glycogène
synthase
active
Synthèse de
glycogène
Libération de
glucose
Action
hyperglycémiante
Glucagon
Récepteur
Stimulation de l’adénylate cyclase
AMPc
ATP
Protéine kinase A
R C
Glycogène
P
phosphorylase active
kinase
Glycogène
P
phosphorylase active
Glycogénolyse
Protéine kinase A
C
+
R
AMPc
Glycogène
synthase
inactive
Synthèse de
glycogène
P
Question 5: Régulation du métabolisme
A: l’insuline, le glucagon et l’adrénaline sont les 3 principales hormones
hyperglycémiantes
B: l’insuline est libérée par exocytose de la cellule  du pancréas en
réponse à un taux de glucose élevé
C: le glucagon stimule la glycolyse dans le foie
D: le cortisol stimule la néoglucogenèse hépatique
E: le diabète sucré,
hypoglycémie à jeun
non
équilibré,
est
caractérisé
par
une
Question 5
A: l’insuline, le glucagon et l’adrénaline sont les 3 principales hormones
hyperglycémiantes
NON : l’insuline est hypoglycémiante
Glycogène
Glycogène
Glycogène
Glycogène
Glc
Glc
Glc-[6-P]
Glc
Foie
Pyruvate
Pyruvate
INSULINE
GLUCAGON
Hormones antagonistes
au niveau du foie
Muscle
Pyruvate
Lactate
ADRENALINE
Pyruvate
CORTISOL
Question 5
B: l’insuline est libérée par exocytose de la cellule  du pancréas en
réponse à un taux de glucose élevé
NON
les cellules  libèrent du glucagon
SECRETION INSULINIQUE
Taux de glucose sanguin élevé
Granules de stockage
ATP
Insuline libérée par exocytose
Foie
Muscle
Pancréas
Cellule b
Adipocytes
Question 5
C: le glucagon stimule la glycolyse dans le foie
NON
le glucagon inhibe la glycolyse
Le GLUCAGON
1-
Mobilise les réserves de
2- Stimule la néoglucogenèse
Effet métabolique
1-
2-
glycogène
Enzyme cible
Dégradation du glycogène
Glycogène phosphorylase
Synthèse du glycogène
Glycogène synthase
Néoglucogenèse
F-1,6-bisphosphatase
Glycolyse
PFK1
[Fr-2,6-BP]
Pyruvate kinase
 le GLUCAGON est HYPERGLYCEMIANT
Question 5
D: le cortisol stimule la néoglucogenèse hépatique
Effets
du CORTISOL
Néoglucogenèse
Synthèse des enzymes spécifiques:
PC, PEPCK, F-1,6-BPase, Glc-6-Pase
Catabolisme protéique
 Fourniture d’acides aminés
précurseurs de la néoglucogenèse
Au cours du jeûne physiologique:
le CORTISOL est HYPERGLYCEMIANT
Question 5
E: le diabète sucré,
hypoglycémie à jeun
non
équilibré,
est
caractérisé
par
une
NON
Diabète sucré :
Déficience de la sécrétion et/ou de l’action de l’insuline
Caractérisé par une hyperglycémie à jeûn
Question 6 : Régulation du métabolisme
A: en période post prandiale, l’insuline permet la mise en réserve de
glucose en excès sous forme de glycogène
B: en période post prandiale, le glucose en excès est utilisé pour la
synthèse des acides gras et leur stockage, sous forme de
triglycérides, dans le tissu adipeux
C: en période inter prandiale, le maintien de la glycémie est assuré
par la glycogénolyse
D: lors d’une période de jeûne, la concentration des corps cétoniques
augmente dans le sang
E: lors d’une période de jeûne, le maintien de la glycémie fait
intervenir la néoglucogenèse
Question 6 : Régulation du métabolisme
A: en période post prandiale, l’insuline permet la mise en réserve de
glucose en excès sous forme de glycogène
B: en période post prandiale, le glucose en excès est utilisé pour la
synthèse des acides gras et leur stockage, sous forme de
triglycérides, dans le tissu adipeux
PERIODE POST PRANDIALE (0-4h)
Elévation du rapport insuline/glucagon
Glucose provenant du sang circulant
Glycogène
Glc-6-P
Ac Gras et Triglycérides
GK
Glucose
Cellule
hépatique
Utilisé comme combustible
Tissu adipeux
Question 6 : Régulation du métabolisme
C: en période interprandiale, le maintien de la glycémie est assuré
par la glycogénolyse
PERIODE INTER PRANDIALE (4-10h)
Augmentation du rapport glucagon/insuline
Passage du glucose dans la circulation
Glycogène
Glc-6-P
Cellule hépatique
Glucose
Question 6 : Régulation du métabolisme
D: lors d’une période de jeûne, la concentration des corps cétoniques
augmente dans le sang
E: lors d’une période de jeûne, le maintien de la glycémie fait
intervenir la néoglucogenèse
JEUNE PHYSIOLOGIQUE
Pyruvate
Glc-6-P
OA
Corps cétoniques
Glucose
Stimulation
par le cortisol
AA glycoformateurs
Protéines
Passage du glucose
dans la circulation
Ac. gras utilisés
comme
combustibles
Corps cétoniques
Tissus périphériques
Ac. gras venant
du tissu adipeux
Régulation métabolique
• Post-prandial : glycogénogenèse
(0-4H)
• Interprandial : glycogénolyse
(4H-10H)
Jeûne physiologique : (10H-24H)
Ac. Gras
Corps cétoniques
1er temps: Lipolyse
Glycérol
2ème temps: Lipolyse
+ Néoglucogenèse (AA)
Néoglucogenèse