LES MÉTABOLISMES

LES MÉTABOLISMES

I. Notions de bioénergétique

1. Le cycle de l’ATP 2. Le stockage de l’ATP 3. Exemple d’utilisation de l’ATP

II. Les trois voies énergétiques 1. La voie anaérobie alactique 2. La voie aérobie 3. La voie anaérobie lactique III. Les grands principes de la bioénergétique …

1. La batterie : production du flux d’électrons … 2. Le moteur 3. La machine

IV. Le métabolisme du glucose

1. Mise en place générale a. Schéma général de l’assimilation des glucides alimentaires b. Régulation de la glycémie c. Transport du glucose

2. Catabolisme glucidique

a. La glycolyse (ou voie d’Embden-Meyerhof) - Les différentes étapes de la glycolyse - Bilan énergétique - Régulation de la glycolyse

b. Métabolisme du pyruvate c. Le cycle de Krebs

- Les différentes étapes du cycle de Krebs - Bilan du cycle de Krebs - Régulation du cycle de Krebs

LES MÉTABOLISMES

Définition

Aliments Nutriments Macromolécules Fonctionnement cellulaire

ENERGIE

CATABOLISME=

ensemble des

dégradations ANABOLISME=

ensemble des

synthèses

Définition

Macromolécules

Glucides

Protides

Lipides

Unités de base

Oses

Acides aminés

Acides gras

Intermédiaires

métaboliques

Pyruvate

Acétyl-CoA

ANABOLISME

CATABOLISME

H2O

CO2

NH3

H2O O2

ENERGIE

ENERGIE

L‘ADÉNOSINE TRIPHOSPHATE (ATP)

L’ATP est constitué d’une base, dans ce cas une adénine, un ribose et une chaîne

de phosphates.

L’ATP est une molécule riche en énergie

4 façons de faire de faire de

l’ATP

• Phosphorylation oxydative

(Mitochondries)

• Glycolyse (cytosol)

• Photosynthèse

(chloroplastes)

• Cycle de Krebs

(Mitochondries - GTP)

• Synthèse des macromolécules

• Pompage ionique

(pompe du Na)

• Mobilité (amibes, spermato)

• Contraction (muscles)

• Production de chaleur

(frissonnement)

• Endocytose, exocytose

Plusieurs façons de consommer

de l’ATP

ATP

ADP + Pi

Le cycle de l’ATP

Simplification de la bioénergétique au niveau de

l’organisme

LA BATTERIE = PRODUCTION DES ÉLECTRONS

OXYDATION COMPLÈTE D’UNE MOLÉCULE DE GLUCOSE

LE POTENTIEL REDOX ?

3 TYPES DE TRANSFERT D’ÉLECTRONS

UN TRANSPORTEUR UNIVERSEL = LE NAD+

Le cycle du NAD

Macromolécules

Glucides

Protides

Lipides

Unités de base

Oses

Acides aminés

Acides gras

CATABOLISME

H2O

CO2

NH3

Macromolécules

Glucides

Protides

Lipides

ANABOLISME

ATP

NADH+ H+

NADPH+ H+

ADP+Pi

NAD+ NADP+

ENERGIE

MAIS QUE DEVIENNENT TOUS CES ÉLECTRONS ???

? e- e-

Membrane interne

Membrane

externe

Matrice

Crête

Pyruvate

Pyruvate

Cycle

de

Krebs

CO2 CO2

O2 O2 2H2O RH2

H+

R

H2O

H+ H+ H+

H+

ADP + Pi 32ATP 34 ATP

Hyaloplasme

Matrice mitochondriale

e-

e-

Chaîne respiratoire

Membrane externe

Membrane interne

ATP synthase

Glucose

2ADP +

2Pi

2 ATP

Glycolyse

2ADP + Pi

2ATP

Hydrolyse d’une mole d’ATP 30kJ 1 mole d’ATP = 510g

Besoin de notre organisme…8000kJ environ DONC il faut combien de kg d’ATP par jour ????

(8000/30)x510 = 267x510 =

136kg !

QUANTITÉ D’ATP NÉCESSAIRE ?

AÉROBIE

Utilisation d’oxygène

comme accepteur

final d’électrons.

1 Glucose

NAD+

NADH + H+

Molécules organiques

6CO2 + 6H2O

+ 36 ou 38 ATP

NADH + H+

NAD+

ANAÉROBIE

Utilisation de

molécules organiques

comme accepteur

final d’électrons.

1 Glucose

NAD+

NADH + H+

Molécules organiques

Fermentation

Lactique

Fermentation

alcoolique

Acide Lactique Éthanol

NADH + H+

NAD+

Glucose

To the electron

transport chain

GLYCOLYSE

ETAPE 1

2 Pyruvic acid

Glucose

To the electron

transport chain

2 Pyruvic acid

GLYCOLYSE

Glucose

To the electron

transport chain

2 Pyruvic acid

GLYCOLYSE

RÉACTION 1

Glucose Glucose-6-Phosphate

RÉACTION 2

Glucose-6-phosphate Fructose-6-phosphate

RÉACTION 3

Fructose-6-Phosphate Fructose-1,6-bisphosphate

RÉACTION 4

Fructose-1,6-bisphosphate 2 trioses phosphate

RÉACTION 5

Dihydroxyacétone-phosphate Glycéraldéhyde-3-phosphate

RÉACTION 6

Glycéraldéhyde-3-phosphate 1,3-bisphosphoglycérate

Mécanisme réactionnel couplant : 1 oxydoréduction + 1 transfert de phosphate

Coenzyme : NAD+

Une molécule de NADH + H+ est produite par triose.

RÉACTION 7

1,3-Bisphosphoglycérate 3-Phosphoglycérate

RÉACTION 8

3-phosphoglycerate 2-phosphoglycerate

RÉACTION 9

2-phosphoglycerate Phosphoenolpyruvate

RÉACTION 10

Phosphoenolpyruvate Pyruvate

G

G

GLY

CO

LYS

E

FE

RM

EN

TATIO

N

R’H2

R’

ATP

Ch

ain

e

resp

irato

ir

e

Milieu intra-cellulaire

Mitochondrie

Pyr

CYCLE DE

KREBS

Pyr

O2

O2

CO2

CO2

H2O

R’

R’H2

ATP ATP

Acide lactique OU Ethanol

CO2

FERMENTATION RESPIRATION

FERMENTATION RESPIRATION

G

G

ATP

ATP

2 X Acide

lactique

Fermentation lactique

Fermentation alcoolique

ATP

ATP

2 X Ethanol

2 X

CO2

G 6 O2

6 CO2

6 H2O

ATP X 32

ATP

Issus de la

GLYCOLYSE

BILAN:

2ATP + 34 ATP = 36 ATP ! ! ! BILAN:

2 ATP (seulement)

Issus de la chaine de

respiration (crêtes

mitochondriales)

Issus du CYLE DE

KREBS

ATP

X 2

X 2