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Introduction au métabolisme et enzymes

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Introduction au métabolisme et enzymes

Bioénergétique :

  • Ensemble des réactions chimiques dans un organisme organisées en voie métaboliques interconnectées
  • Loi de thermodynamique : énergie n’est ni créée, ni détruite, ni stockée mais transférée d’un système à un autre
  • Équilibre entre destruction de molécules, catabolisme (production ATP et épuration), et formation de molécules indispensables au bon fonctionnement d’un organisme, anabolisme (consomme ATP)

ATP : Adénosine TriPhosphate = adénine + ribose + trois groupements phosphate

  • Molécule universelle de transport d’énergie
  • Liaisons phosphate à haut potentiel d’énergie
  • Oxydation : gain d’oxygène ou perte d’hydrogène ou perte d’électrons, réduction : inverse.

Chaîne respiratoire

L’oxydation des coenzymes réduits se fait dans la chaîne respiratoire qui a lieu dans la mitochondrie ; (Equivalents réducteurs du couple redox le plus négatif vers le plus positif).

  • Le NADH2 passe d’abord par la navette aspartate/malate et le FADH2 par la navette glycérol/phosphate
  • Complexe I : NADH-coenzyme Q reductase
  • Complexe II : succinate-coenzyme Q reductase
  • Complexe III : Coenzyme QH2 Cytochrome C réductase
  • Complexe IV : Cytochrome C oxydase

On trouve deux transporteurs mobiles : l’ubiquinone et le cytochrome c.
Le gradient de protons est converti par ATPsynthase, composé de F0(canal proton) et F1 (ATPase- synthase). La réoxydation de NADH2 donne 3 ATP (2.5 en réalité) et 2 ATP pour le FADH2 (1.5 en réalité).

Enzymes :

  • Biocatalyseurs : accélèrent vitesse des réactions en baissant l’énergie d’activation
  • Protéines spécifiques d’un substrat qui se fixe sur son site actif
  • Activité dépend de la température, du pH et de régulations (allostérique, par (dé)phosphorylation, par clivage (proenzyme))
  • Peut demander des cofacteurs ($\mathrm {Mg^{2+}}$) ou des coenzymes ($\mathrm{NAD^+}$, thiamine, CoA, vitamines)
  • Equation MM : v = VM S/KM+S
  • $\mathrm {\textbf{K}{_M}}$ : constante de Michaëlis
    • Concentration du substrat pour laquelle la vitesse de réaction de l’enzyme est égale à la moitié de sa vitesse maximale
    • Plus $\mathrm{K_M}$ est bas, plus l’affinité est grande entre enzyme et substrat
  • Il existe des inhibiteurs compétitifs (KM augmente) ou non compétitifs (Vm diminue).

  • Les enzymes allostériques possèdent des caractéristiques de « coopérativité’ : la fixation d’une molécule modifie l’affinité de l’enzyme pour le substrat.

  • Les enzymes sont très utilisés en agro alimentaires (pectinases, lysosymes, protéases…) et peuvent être dosées de façon continue ou discontinue.

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