Biochimie métabolique : la respiration mitochondriale

Thèmes abordés

Biochimie métabolique, respiration mitochondriale, chaîne respiratoire mitochondriale, transport de NADH, ATP

Résumé du document

La concentration en ATP est supérieure à celle de l'ADP dans le cytosol ou dans la mitochondrie. Une variation d'ATP n'a pas de conséquence. Par contre, une faible variation de concentration en ADP va avoir une importance. A l'effort, elle est multipliée par 10 à 100. Elle va induire l'activation de protéines de transport. Il va y avoir une stimulation par augmentation d'ADP dans la mitochondrie pour activer l'ATP-synthase. Suite à la diminution du gradient d'H+, les complexes I, III et IV s'activent pour rétablir ce gradient avec les pompes à H+. Au total, l'O2 consommé augmente. L'ADP est responsable du contrôle respiratoire de la mitochondrie.

Extraits

[...] Ce schéma maintient un équilibre permanent et fait rentrer du NADH dans la mitochondrie. Cette navette est facilement réversible mais ne consomme pas d'énergie. Ce transport fonctionnera quand [NADH] cytoplasme > 1 soit [NADH] cytoplasme > [NADH] mitochondrie [NADH] mitochondrie 2 Navette du glycérol 3 phosphate Elle fonctionne grâce à une glycéro-phosphate-deshydrogénase * qui réduit le phosphate de dihydro- acétone en glycérol-3-phosphate ou glycéro- phosphate. Cette enzyme est de deux types pour une même réaction mais ne fonctionne pas pareil. [...]

[...] C Schéma général NADH cytoplasme + + Enz- FADmitochondriale NAD+cytoplasme + Enz- FADH2 mitochondriale Cette navette transforme un NADH en FADH2 ne produisant que 2 ATP. Les électrons au cours de la chaîne respiratoire perdent de l'énergie. Cette navette à un rendement plus faible mais elle fonctionne toujours quelle que soit la proportion des concentration en NADH du cytosol ou de la mitochondrie. Exemple : Elle fournie un travail mécanique à très forte fréquence pour le battement des ailes de colibris. [...]

[...] Il y a oxydation du succinate en fumarate. Le FAD va céder ses électrons à une protéine Fer Soufre. Succinate + UQ fumarate + UQH2 Avec une faible énergie G0'= kJ/mol Cette enzyme non traversante ne permet pas le passage d' H+. L'acyl–coenzyme A–deshydrogénase fonctionne de la même façon. La glycérol–3 phosphate–deshydrogénase va capter les protons du cytosol. (Rmit Il y a donc 4 sources d' et d'électrons pour réduire l'UQ Coenzyme Q10 cytochrome C réductase : COMPLEXE III Complexe transmembranaire de la membrane interne avec des coenzymes (cytochrome B et C1 ou protéines Fe qui vont capter les électrons du coenzyme Q10 qui vont réduire le cytochrome C (Rmit par plusieurs intermédiaires. [...]

[...] ∆G0'= - 73 kJ/mol. Cette réaction très énergétique va être couplée au transport d'H+ qui vont passer dans l'espace intermembranaire. Ce complexe est transmembranaire : il traverse la membrane interne de part en part. Une partie de cette énergie est utilisée pour ce flux de proton. Le NAD et l'UQ sont des transporteurs mobiles d' Succinate - coenzyme Q10 réductase : COMPLEXE II (Rmit Il profite d'une réaction du cycle de Krebs. Il en saillie sur la matrice de la mitochondrie. [...]

[...] Inhibiteur du Complexe I : Roténone (poison amazonien) Complexe II : Malonate Complexe III : Antimycine Complexe IV : Cyanure ATP-synthase : Oligomycine ATP translocase : Atractylate L'Arsenic est un analogue structural de PO4 . Il va se substituer à ce dernier donnant l'ArsenilATP qui s'hydrolyse donc empêchant la phosphorylation et le découplage. Ce mécanisme permet de ne produire que de la chaleur Le NADH ne passe pas spontanément dans la mitochondrie, il rentre par des navettes mitochondriales. Navettes ou transport de NADH 1 Navette malate-aspartate A Malate-Deshydrogénase Elle transforme le malate en oxaloacétate cycle de Krebs B Aspartate-amino-transférase : ASAT*2 Elle fait subir à un aspartate une désamination oxydative. [...]