Biochimie et métabolisme 2

Biochimie et Métabolisme - Bioénergétique

• Bioénergétique: Moussard, 2ème & 3ème éditions, pages 31-37.
• Réaction biochimique: Réaction réversible; variation d'énergie libre (ΔG) standard (exergo/endergonique); énergie libre d'activation (ΔG#); potentiel redox (couple redox, E°).
• Catabolisme et Anabolisme: Molécules complexes → Catabolisme → ATP → Anabolisme → Molécules complexes.
• Métabolisme des molécules complexes: Hydrates de carbone, lipides, nucléotides et acides aminés.
• Métabolisme des cofacteurs et vitamines.
• Métabolisme des autres substances.
• Métabolisme des autres acides aminés.
• Glycolyse: Une voie métabolique.
• Cycle de l'acide citrique et chaîne respiratoire: Des voies métaboliques produisant de l'énergie.
• Adaptation métabolique: Un processus d'adaptation des mécanismes métaboliques.
• Intégration tissulaire: L'intégration des processus métaboliques entre les différents tissus.

Réaction réversible

• A + B → C + D: Une réaction réversible avec les réactants A, B, C et D. Vitesse de réaction V1 et V2.
• Vitesse de réaction: V₁, = k₁ [A] [B] et V₂ = k₂ [C] [D]. Constantes de vitesse k₁ et k₂.
• A l'équilibre: V₁ = V₂. k1/[A]eq.[B]eq= k2/[C]eq.[D]eq.
• Constante d'équilibre (Keq): K₁/K₂ = Keq = [C]eq[D]eq/[A]eq[B]eq

Énergie libre de Gibbs

• ΔG: Variation de spontanéité d'une réaction.
• ΔG = ΔH - TΔS: Relation entre l'enthalpie (ΔH), l'entropie (ΔS) et la température (T).
• Exemple: ΔH négatif → réaction favorable sur le plan de l'enthalpie (exothermique); ΔS positif → réaction favorable sur le plan de l'entropie.
• Conclusion: ΔG négatif → réaction spontanée et exergonique.

Variation d'énergie libre (ΔG)

• Conditions standardisées: Pression = 101,3 kPa (1 atm), Température = 298°K (25°C), pH = 7,0.
• Conditions initiales de concentration: [A] = [B] = [C] = [D] = 1M.
• ΔG°’: Variation d'énergie libre standard.
• Relation entre ΔG et ΔG°’: ΔG = ΔG°' + RT ln ([C][D]/[A][B]).
• R: Constante des gaz parfaits.
• T: Température absolue.

ATP - Adénosine TriPhosphate

• Monnaie d'échange énergétique: Une molécule fournissant de l'énergie pour les réactions cellulaires.
• Fonctions: Mouvements; Anabolisme; gradients ioniques; signalisation.
• Hydrolyse de l'ATP: Réaction exogonique, libérant de l'énergie (ΔG<0).
• ΔG (dans une cellule): ΔG plus négative que ΔG°', car [ADP][Pi]/[ATP] est souvent inférieure à 1/500.

Réactions couplées

• Réactions endergoniques et exergoniques: Des réactions endergoniques peuvent se produire si elles sont couplées à des réactions exergoniques.

Energie libre d'activation (ΔG#)

• Vitesse de réaction: Inversement proportionnelle à ΔG#.
• État de transition: État intermédiaire dans une réaction.
• ΔG# > 0: Nécessaire de fournir de l'énergie pour dépasser cette barrière.
• Facteurs influençant la vitesse de réaction: La température, les enzymes.

Flux de l'énergie

• Photosynthèse: Conversion de l'énergie lumineuse en énergie chimique.
• Respiration cellulaire: Dégradation de molécules organiques pour produire de l'énergie.
• Flux entre les deux: Un circuit cyclique.

Potentiel redox (E°)

• Réaction d'oxydoréduction: Transfert d'électrons.
• Réducteur: Donneur d'électrons.
• Oxydant: Accepteur d'électrons.
• Couples redox de référence: E° (2H+/H2)= 0.
• E°' (Potentiel redox standard): Valeur en condition cellulaire (pH 7).