Embed Size (px)
Citation preview
03012009 Philippe Bouvet 1
METABOLISME
ENERGETIQUE
03012009 Philippe Bouvet 2
Processus de la chaine meacutetabolique
Catabolisme anaeacuterobie du glucose GLYCOLYSE Pages 5 agrave 7
Oxydation aeacuterobie du PYRUVATE Pages 8 agrave 10
Complexe du pyruvate deacuteshydrogeacutenase ACETYL-COA Pages 11 agrave 14
Cycle de KREBS Pages 15 agrave 18
Phosphorylation oxydative Pages 19 agrave 22
Energie issue de lrsquoalimentation Pages 23 agrave26
03012009 Philippe Bouvet 3
Introduction
Le meacutetabolisme eacutenergeacutetique regroupe lrsquoensemble des reacuteactions qui
srsquoaccompagnent (au sein drsquoune cellule) de la production drsquoeacutenergie chimique
utilisable par la cellule
Ces reacuteactions sont toutes des reacuteactions drsquooxydoreacuteduction au cours desquelles
une source drsquoeacutenergie (substance nutritive preacuteleveacutee dans le milieu de culture) est
oxydeacutee
Ces oxydations cataboliques conduisent drsquoune part agrave la production de
coenzymes reacuteduits et drsquoautre part agrave la production drsquoATP
03012009 Philippe Bouvet 4
Le glucose et le meacutecanisme eacutenergeacutetique cellulaire
Bien que le glucose soit le nutriment le plus utiliseacute par les cellules de lrsquoorganisme
comme source eacutenergeacutetique de nombreux autres glucides entrent dans le
meacutecanisme de la glycolyse pour y ecirctre deacuteradeacutee et fournir de lrsquoeacutenergie
Glycogegravene et Amidon (polysaccharides de stockage)
Maltose Saccharose et lactose (disaccharides)
Galactose Mannose et Fructose (monosaccharides)
03012009 Philippe Bouvet 5
Le meacutetabolisme
Glycolyse Reacuteactions drsquooxydoreacuteduction synthegraveses drsquoATP par phosphorylation de lrsquoADP
Le pyruvate oxydation complegravete dans les mitochondries et deacutecomposition en moleacutecules de dioxyde de carbone puis transformation en Aceacutetyl -coa
Aceacutethyl-coa moleacutecule qui va servir de substrat agrave une suite de reacuteactions biochimiques
Cycle de Krebs preacuteparation reacuteactions de deacutecarboxylations et reacutegeacuteneacuteration de lrsquooxaloaceacutetate
Chaine respiratoire reacute oxydation qui srsquoaccompagne de la creacuteation drsquoun gradient transmembranaire de protons
03012009 Philippe Bouvet 6
La glycolyse anaeacuterobie
Chaine meacutetabolique drsquoune importance fondamentale en biologie elle est partageacutee par tous les ecirctres vivants des bacteacuteries les plus primitives jusqursquoagrave lrsquohomme
Elle agrave une position cleacute dans le meacutetabolisme cellulaire
Son ancienneteacute daterait des origines de la vie et elle constituerait le plus ancien mode drsquoobtention drsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
Le rocircle de la glycolyse est de fournir de lrsquoATP
Malgreacute cela la premiegravere partie de la glycolyse consiste en une activation du glucose qui utilise deux ATP (phase preacuteparatrice) La deuxiegraveme partie quand agrave elle produit quatre ATP (phase productrice drsquoeacutenergie)
BILAN FINAL DEUX ATP
03012009 Philippe Bouvet 7
Deacuteroulement de la glycolyse
Elle srsquoeffectue dans le cytoplasme de la cellule
La glycolyse ne neacutecessite pas drsquooxygegravene
Lors du processus on assiste agrave des reacuteactions drsquooxydoreacuteduction au cours desquelles un accepteur drsquoeacutelectrons est reacuteduit
Et agrave la synthegravese drsquoATP parphosphorylation de lrsquoADP
Elle reacuteduit des coenzymes et srsquoaccompagne donc de lrsquooxydation de moleacutecules organiques
On peut dire qursquoelle correspond agrave lrsquooxydation du glucose en pyruvate
03012009 Philippe Bouvet 8
Oxydation aeacuterobie du pyruvate
Le pyruvate produit final de la glycolyse suit des voies cataboliques diffeacuterentes
selon la nature de lrsquoorganisme et les conditions meacutetaboliques
En aeacuterobie le pyruvate entre dans la mitochondrie ougrave il subit une deacutecarboxylation et une oxydation de ces reacuteactions reacutesultent lrsquoaceacutetyl-coA
a) Une reacuteaction biochimique qui retire la fonction carboxyle et libegravere une moleacutecule de CO2
b) Une reacuteaction de transfert des eacutelectrons au NAD+ qui devient du NAD+H+
c) La troisiegraveme eacutetape ajoute un coenzyme A qui va rendre lrsquoaceacutetyl ndash coA tregraves
reacuteactif pour alimenter par la suite le cycle de KREBS
03012009 Philippe Bouvet 9
Entreacutee du pyruvate dans laMitochondrie
En preacutesence drsquooxygegravene la chaine respiratoire mitochondriale fonctionne et eacutetablit un gradient de protons agrave travers la membrane interne
Une proteacuteine transporteuse drsquoanions organiques existe dans cette membrane et transporte le pyruvate a travers la membrane interne en mecircme temps qursquoun ion potassium chargeacute positivement
Lrsquoeacutenergie de cette charge positive est eacutequivalente agrave celle drsquoun proton pompeacute par les complexes de la chaine respiratoire mitochondriale Le retour de cettecharge positive vers la matrice libegravere donc de lrsquoeacutenergie qui servira agrave effectuerle transport du pyruvate
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 10
Scheacutema du pyruvate dansla mitochondrie
03012009 Philippe Bouvet 11
La pyruvate deacuteshydrogeacutenase
Elle est un complexe multienzymatique accrocheacute agrave la face interne de la
mitochondrie
Sa structure comprend 96 sous-uniteacutes qui catalysent trois activiteacutes enzymatiques successives
Une deacutecarboxylase
une transaceacutetylase
Une deacuteshydrogeacutenase
Elle comprend eacutegalement trois espegraveces de coenzymes lieacutees
Des thiamines phosphates
Des lipoamides
Des flavines adeacutenine di nucleacuteotides
Son activiteacute fera intervenir des coenzymes libres NAD et coenzyme A
03012009 Philippe Bouvet 12
Phase 1 deacutecarboxylase
Cette enzyme agrave cofacteur thiamine pyrophosphate (TPP) reacutealise la
deacutecarboxylation du pyruvate en aceacutetaldeacutehyde
Il en reacutesulte une moleacutecule drsquoeau qui libegravere lrsquoion bicarbonate
Lrsquoaceacutetaldeacutehyde est aussitocirct fixeacutee sur le noyau thiazole du TPP
La deacutecarboxylase va transfeacuterer cet aceacutetaldeacutehyde sur le coenzyme lieacute agrave la
transaceacutetylase ( lipoamide) Ce faisant elle seacutepare le radical aceacutetyl drsquoune
part et un hydrogegravene drsquoautre part qui vont se fixer respectivement sur les
deux atomes de souffre
Ce transfert est donc une oxydoreacuteduction au cours de laquelle lrsquoaceacutetaldeacutehyde
a eacuteteacute oxydeacute en acide aceacutetique et le lipoamide reacuteduit en dihydrolipoamide
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 13
Phase 2 et 3 transaceacutetylase deacuteshydrogeacutenase
La transaceacutetylase transfegravere agrave nouveau le radical aceacutetyl et lrsquoeacutenergie de la liaison riche en eacutenergie sur un coenzyme A libre et lrsquohydrogegravene de ce coenzyme sur le souffre libeacutereacute du dihydrolipoamideCe produit est lrsquoaceacutethyl-coenzyme A
La deacuteshydrogeacutenase enfin qui est une flavoproteine dont le noyau flavine a unpotentiel drsquooxydoreacuteduction reacute oxyde le dihydrolipoamide en transportant leshydrogegravenes sur la flavine pour reacuteduire un coenzyme NAD+ en NADH et libeacuterer un proton
Lrsquoensemble des reacuteactions catalyseacutees par ce multi enzyme libegravere 38 kJ de chaleur par mole de pyruvate oxydeacuteeComme toutes les reacuteactions de deacutecarboxylation celle du pyruvate est irreacuteversible
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 14
03012009 Philippe Bouvet 15
03012009 Philippe Bouvet 16
Cycle des acides tricarboxyliques
Ce cycle est la plaque tournante du meacutetabolisme cellulaire Il est
alimenteacute par le catabolisme des glucides des lipides et des proteacuteines
Il nrsquoexiste que chez les organismes aeacuterobie
Cette eacutetape finale du catabolisme des carbohydrates des acides gras et des acides amineacutes assure la plus grande des besoins eacutenergeacutetiques de la cellule gracircce agrave la formation de coenzymes reacuteduits qui seront reacute oxydeacutes dans la chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 17
Cycle de KREBS
IL se deacuteroule dans la matrice de la mitochondrie
IL transforme lrsquoaceacutetyl-coa en gaz carbonique en NADH+H+ en ATPet en FADH2
IL comporte huit reacuteactions enzymatiques deacutecomposables en reacuteactions simples
Lrsquo aceacutetylcoenzyme A qui est le premier substrat du cycle de KREBSen est eacutegalement le dernier
03012009 Philippe Bouvet 18
03012009 Philippe Bouvet 19
Phosphorylation oxydativeou chaine respiratoire
Lors des reacuteactions du catabolisme que sont la glycolyse et le cycle de Krebs
il y a production de coenzymes reacuteduits (NADH et CoQH2) Ces coenzymes
vont ecirctre reacute oxydeacutes par la chaine respiratoire au niveau des crecirctes de la
membrane interne mitochondriale
Cette reacute oxydation srsquoaccompagne drsquoun gradient transmembranaire de protons
Ce gradient est une forme de stockage de lrsquoeacutenergie contenu dans les
coenzymes qui deacuterive elle-mecircme de lrsquoeacutenergie contenue dans les moleacutecules
deacutegradeacutees au cours du catabolisme
Le gradient de proton va servir agrave fabriquer de lrsquoATP moleacutecule eacutenergeacutetique
utilisable au niveau de lrsquoATP syntheacutease une proteacuteine membranaire
mitochondriale
Ce meacutecanisme est aussi connu sous le nom de Theacuteorie chimiosmotique
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 2
Processus de la chaine meacutetabolique
Catabolisme anaeacuterobie du glucose GLYCOLYSE Pages 5 agrave 7
Oxydation aeacuterobie du PYRUVATE Pages 8 agrave 10
Complexe du pyruvate deacuteshydrogeacutenase ACETYL-COA Pages 11 agrave 14
Cycle de KREBS Pages 15 agrave 18
Phosphorylation oxydative Pages 19 agrave 22
Energie issue de lrsquoalimentation Pages 23 agrave26
03012009 Philippe Bouvet 3
Introduction
Le meacutetabolisme eacutenergeacutetique regroupe lrsquoensemble des reacuteactions qui
srsquoaccompagnent (au sein drsquoune cellule) de la production drsquoeacutenergie chimique
utilisable par la cellule
Ces reacuteactions sont toutes des reacuteactions drsquooxydoreacuteduction au cours desquelles
une source drsquoeacutenergie (substance nutritive preacuteleveacutee dans le milieu de culture) est
oxydeacutee
Ces oxydations cataboliques conduisent drsquoune part agrave la production de
coenzymes reacuteduits et drsquoautre part agrave la production drsquoATP
03012009 Philippe Bouvet 4
Le glucose et le meacutecanisme eacutenergeacutetique cellulaire
Bien que le glucose soit le nutriment le plus utiliseacute par les cellules de lrsquoorganisme
comme source eacutenergeacutetique de nombreux autres glucides entrent dans le
meacutecanisme de la glycolyse pour y ecirctre deacuteradeacutee et fournir de lrsquoeacutenergie
Glycogegravene et Amidon (polysaccharides de stockage)
Maltose Saccharose et lactose (disaccharides)
Galactose Mannose et Fructose (monosaccharides)
03012009 Philippe Bouvet 5
Le meacutetabolisme
Glycolyse Reacuteactions drsquooxydoreacuteduction synthegraveses drsquoATP par phosphorylation de lrsquoADP
Le pyruvate oxydation complegravete dans les mitochondries et deacutecomposition en moleacutecules de dioxyde de carbone puis transformation en Aceacutetyl -coa
Aceacutethyl-coa moleacutecule qui va servir de substrat agrave une suite de reacuteactions biochimiques
Cycle de Krebs preacuteparation reacuteactions de deacutecarboxylations et reacutegeacuteneacuteration de lrsquooxaloaceacutetate
Chaine respiratoire reacute oxydation qui srsquoaccompagne de la creacuteation drsquoun gradient transmembranaire de protons
03012009 Philippe Bouvet 6
La glycolyse anaeacuterobie
Chaine meacutetabolique drsquoune importance fondamentale en biologie elle est partageacutee par tous les ecirctres vivants des bacteacuteries les plus primitives jusqursquoagrave lrsquohomme
Elle agrave une position cleacute dans le meacutetabolisme cellulaire
Son ancienneteacute daterait des origines de la vie et elle constituerait le plus ancien mode drsquoobtention drsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
Le rocircle de la glycolyse est de fournir de lrsquoATP
Malgreacute cela la premiegravere partie de la glycolyse consiste en une activation du glucose qui utilise deux ATP (phase preacuteparatrice) La deuxiegraveme partie quand agrave elle produit quatre ATP (phase productrice drsquoeacutenergie)
BILAN FINAL DEUX ATP
03012009 Philippe Bouvet 7
Deacuteroulement de la glycolyse
Elle srsquoeffectue dans le cytoplasme de la cellule
La glycolyse ne neacutecessite pas drsquooxygegravene
Lors du processus on assiste agrave des reacuteactions drsquooxydoreacuteduction au cours desquelles un accepteur drsquoeacutelectrons est reacuteduit
Et agrave la synthegravese drsquoATP parphosphorylation de lrsquoADP
Elle reacuteduit des coenzymes et srsquoaccompagne donc de lrsquooxydation de moleacutecules organiques
On peut dire qursquoelle correspond agrave lrsquooxydation du glucose en pyruvate
03012009 Philippe Bouvet 8
Oxydation aeacuterobie du pyruvate
Le pyruvate produit final de la glycolyse suit des voies cataboliques diffeacuterentes
selon la nature de lrsquoorganisme et les conditions meacutetaboliques
En aeacuterobie le pyruvate entre dans la mitochondrie ougrave il subit une deacutecarboxylation et une oxydation de ces reacuteactions reacutesultent lrsquoaceacutetyl-coA
a) Une reacuteaction biochimique qui retire la fonction carboxyle et libegravere une moleacutecule de CO2
b) Une reacuteaction de transfert des eacutelectrons au NAD+ qui devient du NAD+H+
c) La troisiegraveme eacutetape ajoute un coenzyme A qui va rendre lrsquoaceacutetyl ndash coA tregraves
reacuteactif pour alimenter par la suite le cycle de KREBS
03012009 Philippe Bouvet 9
Entreacutee du pyruvate dans laMitochondrie
En preacutesence drsquooxygegravene la chaine respiratoire mitochondriale fonctionne et eacutetablit un gradient de protons agrave travers la membrane interne
Une proteacuteine transporteuse drsquoanions organiques existe dans cette membrane et transporte le pyruvate a travers la membrane interne en mecircme temps qursquoun ion potassium chargeacute positivement
Lrsquoeacutenergie de cette charge positive est eacutequivalente agrave celle drsquoun proton pompeacute par les complexes de la chaine respiratoire mitochondriale Le retour de cettecharge positive vers la matrice libegravere donc de lrsquoeacutenergie qui servira agrave effectuerle transport du pyruvate
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 10
Scheacutema du pyruvate dansla mitochondrie
03012009 Philippe Bouvet 11
La pyruvate deacuteshydrogeacutenase
Elle est un complexe multienzymatique accrocheacute agrave la face interne de la
mitochondrie
Sa structure comprend 96 sous-uniteacutes qui catalysent trois activiteacutes enzymatiques successives
Une deacutecarboxylase
une transaceacutetylase
Une deacuteshydrogeacutenase
Elle comprend eacutegalement trois espegraveces de coenzymes lieacutees
Des thiamines phosphates
Des lipoamides
Des flavines adeacutenine di nucleacuteotides
Son activiteacute fera intervenir des coenzymes libres NAD et coenzyme A
03012009 Philippe Bouvet 12
Phase 1 deacutecarboxylase
Cette enzyme agrave cofacteur thiamine pyrophosphate (TPP) reacutealise la
deacutecarboxylation du pyruvate en aceacutetaldeacutehyde
Il en reacutesulte une moleacutecule drsquoeau qui libegravere lrsquoion bicarbonate
Lrsquoaceacutetaldeacutehyde est aussitocirct fixeacutee sur le noyau thiazole du TPP
La deacutecarboxylase va transfeacuterer cet aceacutetaldeacutehyde sur le coenzyme lieacute agrave la
transaceacutetylase ( lipoamide) Ce faisant elle seacutepare le radical aceacutetyl drsquoune
part et un hydrogegravene drsquoautre part qui vont se fixer respectivement sur les
deux atomes de souffre
Ce transfert est donc une oxydoreacuteduction au cours de laquelle lrsquoaceacutetaldeacutehyde
a eacuteteacute oxydeacute en acide aceacutetique et le lipoamide reacuteduit en dihydrolipoamide
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 13
Phase 2 et 3 transaceacutetylase deacuteshydrogeacutenase
La transaceacutetylase transfegravere agrave nouveau le radical aceacutetyl et lrsquoeacutenergie de la liaison riche en eacutenergie sur un coenzyme A libre et lrsquohydrogegravene de ce coenzyme sur le souffre libeacutereacute du dihydrolipoamideCe produit est lrsquoaceacutethyl-coenzyme A
La deacuteshydrogeacutenase enfin qui est une flavoproteine dont le noyau flavine a unpotentiel drsquooxydoreacuteduction reacute oxyde le dihydrolipoamide en transportant leshydrogegravenes sur la flavine pour reacuteduire un coenzyme NAD+ en NADH et libeacuterer un proton
Lrsquoensemble des reacuteactions catalyseacutees par ce multi enzyme libegravere 38 kJ de chaleur par mole de pyruvate oxydeacuteeComme toutes les reacuteactions de deacutecarboxylation celle du pyruvate est irreacuteversible
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 14
03012009 Philippe Bouvet 15
03012009 Philippe Bouvet 16
Cycle des acides tricarboxyliques
Ce cycle est la plaque tournante du meacutetabolisme cellulaire Il est
alimenteacute par le catabolisme des glucides des lipides et des proteacuteines
Il nrsquoexiste que chez les organismes aeacuterobie
Cette eacutetape finale du catabolisme des carbohydrates des acides gras et des acides amineacutes assure la plus grande des besoins eacutenergeacutetiques de la cellule gracircce agrave la formation de coenzymes reacuteduits qui seront reacute oxydeacutes dans la chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 17
Cycle de KREBS
IL se deacuteroule dans la matrice de la mitochondrie
IL transforme lrsquoaceacutetyl-coa en gaz carbonique en NADH+H+ en ATPet en FADH2
IL comporte huit reacuteactions enzymatiques deacutecomposables en reacuteactions simples
Lrsquo aceacutetylcoenzyme A qui est le premier substrat du cycle de KREBSen est eacutegalement le dernier
03012009 Philippe Bouvet 18
03012009 Philippe Bouvet 19
Phosphorylation oxydativeou chaine respiratoire
Lors des reacuteactions du catabolisme que sont la glycolyse et le cycle de Krebs
il y a production de coenzymes reacuteduits (NADH et CoQH2) Ces coenzymes
vont ecirctre reacute oxydeacutes par la chaine respiratoire au niveau des crecirctes de la
membrane interne mitochondriale
Cette reacute oxydation srsquoaccompagne drsquoun gradient transmembranaire de protons
Ce gradient est une forme de stockage de lrsquoeacutenergie contenu dans les
coenzymes qui deacuterive elle-mecircme de lrsquoeacutenergie contenue dans les moleacutecules
deacutegradeacutees au cours du catabolisme
Le gradient de proton va servir agrave fabriquer de lrsquoATP moleacutecule eacutenergeacutetique
utilisable au niveau de lrsquoATP syntheacutease une proteacuteine membranaire
mitochondriale
Ce meacutecanisme est aussi connu sous le nom de Theacuteorie chimiosmotique
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 3
Introduction
Le meacutetabolisme eacutenergeacutetique regroupe lrsquoensemble des reacuteactions qui
srsquoaccompagnent (au sein drsquoune cellule) de la production drsquoeacutenergie chimique
utilisable par la cellule
Ces reacuteactions sont toutes des reacuteactions drsquooxydoreacuteduction au cours desquelles
une source drsquoeacutenergie (substance nutritive preacuteleveacutee dans le milieu de culture) est
oxydeacutee
Ces oxydations cataboliques conduisent drsquoune part agrave la production de
coenzymes reacuteduits et drsquoautre part agrave la production drsquoATP
03012009 Philippe Bouvet 4
Le glucose et le meacutecanisme eacutenergeacutetique cellulaire
Bien que le glucose soit le nutriment le plus utiliseacute par les cellules de lrsquoorganisme
comme source eacutenergeacutetique de nombreux autres glucides entrent dans le
meacutecanisme de la glycolyse pour y ecirctre deacuteradeacutee et fournir de lrsquoeacutenergie
Glycogegravene et Amidon (polysaccharides de stockage)
Maltose Saccharose et lactose (disaccharides)
Galactose Mannose et Fructose (monosaccharides)
03012009 Philippe Bouvet 5
Le meacutetabolisme
Glycolyse Reacuteactions drsquooxydoreacuteduction synthegraveses drsquoATP par phosphorylation de lrsquoADP
Le pyruvate oxydation complegravete dans les mitochondries et deacutecomposition en moleacutecules de dioxyde de carbone puis transformation en Aceacutetyl -coa
Aceacutethyl-coa moleacutecule qui va servir de substrat agrave une suite de reacuteactions biochimiques
Cycle de Krebs preacuteparation reacuteactions de deacutecarboxylations et reacutegeacuteneacuteration de lrsquooxaloaceacutetate
Chaine respiratoire reacute oxydation qui srsquoaccompagne de la creacuteation drsquoun gradient transmembranaire de protons
03012009 Philippe Bouvet 6
La glycolyse anaeacuterobie
Chaine meacutetabolique drsquoune importance fondamentale en biologie elle est partageacutee par tous les ecirctres vivants des bacteacuteries les plus primitives jusqursquoagrave lrsquohomme
Elle agrave une position cleacute dans le meacutetabolisme cellulaire
Son ancienneteacute daterait des origines de la vie et elle constituerait le plus ancien mode drsquoobtention drsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
Le rocircle de la glycolyse est de fournir de lrsquoATP
Malgreacute cela la premiegravere partie de la glycolyse consiste en une activation du glucose qui utilise deux ATP (phase preacuteparatrice) La deuxiegraveme partie quand agrave elle produit quatre ATP (phase productrice drsquoeacutenergie)
BILAN FINAL DEUX ATP
03012009 Philippe Bouvet 7
Deacuteroulement de la glycolyse
Elle srsquoeffectue dans le cytoplasme de la cellule
La glycolyse ne neacutecessite pas drsquooxygegravene
Lors du processus on assiste agrave des reacuteactions drsquooxydoreacuteduction au cours desquelles un accepteur drsquoeacutelectrons est reacuteduit
Et agrave la synthegravese drsquoATP parphosphorylation de lrsquoADP
Elle reacuteduit des coenzymes et srsquoaccompagne donc de lrsquooxydation de moleacutecules organiques
On peut dire qursquoelle correspond agrave lrsquooxydation du glucose en pyruvate
03012009 Philippe Bouvet 8
Oxydation aeacuterobie du pyruvate
Le pyruvate produit final de la glycolyse suit des voies cataboliques diffeacuterentes
selon la nature de lrsquoorganisme et les conditions meacutetaboliques
En aeacuterobie le pyruvate entre dans la mitochondrie ougrave il subit une deacutecarboxylation et une oxydation de ces reacuteactions reacutesultent lrsquoaceacutetyl-coA
a) Une reacuteaction biochimique qui retire la fonction carboxyle et libegravere une moleacutecule de CO2
b) Une reacuteaction de transfert des eacutelectrons au NAD+ qui devient du NAD+H+
c) La troisiegraveme eacutetape ajoute un coenzyme A qui va rendre lrsquoaceacutetyl ndash coA tregraves
reacuteactif pour alimenter par la suite le cycle de KREBS
03012009 Philippe Bouvet 9
Entreacutee du pyruvate dans laMitochondrie
En preacutesence drsquooxygegravene la chaine respiratoire mitochondriale fonctionne et eacutetablit un gradient de protons agrave travers la membrane interne
Une proteacuteine transporteuse drsquoanions organiques existe dans cette membrane et transporte le pyruvate a travers la membrane interne en mecircme temps qursquoun ion potassium chargeacute positivement
Lrsquoeacutenergie de cette charge positive est eacutequivalente agrave celle drsquoun proton pompeacute par les complexes de la chaine respiratoire mitochondriale Le retour de cettecharge positive vers la matrice libegravere donc de lrsquoeacutenergie qui servira agrave effectuerle transport du pyruvate
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 10
Scheacutema du pyruvate dansla mitochondrie
03012009 Philippe Bouvet 11
La pyruvate deacuteshydrogeacutenase
Elle est un complexe multienzymatique accrocheacute agrave la face interne de la
mitochondrie
Sa structure comprend 96 sous-uniteacutes qui catalysent trois activiteacutes enzymatiques successives
Une deacutecarboxylase
une transaceacutetylase
Une deacuteshydrogeacutenase
Elle comprend eacutegalement trois espegraveces de coenzymes lieacutees
Des thiamines phosphates
Des lipoamides
Des flavines adeacutenine di nucleacuteotides
Son activiteacute fera intervenir des coenzymes libres NAD et coenzyme A
03012009 Philippe Bouvet 12
Phase 1 deacutecarboxylase
Cette enzyme agrave cofacteur thiamine pyrophosphate (TPP) reacutealise la
deacutecarboxylation du pyruvate en aceacutetaldeacutehyde
Il en reacutesulte une moleacutecule drsquoeau qui libegravere lrsquoion bicarbonate
Lrsquoaceacutetaldeacutehyde est aussitocirct fixeacutee sur le noyau thiazole du TPP
La deacutecarboxylase va transfeacuterer cet aceacutetaldeacutehyde sur le coenzyme lieacute agrave la
transaceacutetylase ( lipoamide) Ce faisant elle seacutepare le radical aceacutetyl drsquoune
part et un hydrogegravene drsquoautre part qui vont se fixer respectivement sur les
deux atomes de souffre
Ce transfert est donc une oxydoreacuteduction au cours de laquelle lrsquoaceacutetaldeacutehyde
a eacuteteacute oxydeacute en acide aceacutetique et le lipoamide reacuteduit en dihydrolipoamide
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 13
Phase 2 et 3 transaceacutetylase deacuteshydrogeacutenase
La transaceacutetylase transfegravere agrave nouveau le radical aceacutetyl et lrsquoeacutenergie de la liaison riche en eacutenergie sur un coenzyme A libre et lrsquohydrogegravene de ce coenzyme sur le souffre libeacutereacute du dihydrolipoamideCe produit est lrsquoaceacutethyl-coenzyme A
La deacuteshydrogeacutenase enfin qui est une flavoproteine dont le noyau flavine a unpotentiel drsquooxydoreacuteduction reacute oxyde le dihydrolipoamide en transportant leshydrogegravenes sur la flavine pour reacuteduire un coenzyme NAD+ en NADH et libeacuterer un proton
Lrsquoensemble des reacuteactions catalyseacutees par ce multi enzyme libegravere 38 kJ de chaleur par mole de pyruvate oxydeacuteeComme toutes les reacuteactions de deacutecarboxylation celle du pyruvate est irreacuteversible
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 14
03012009 Philippe Bouvet 15
03012009 Philippe Bouvet 16
Cycle des acides tricarboxyliques
Ce cycle est la plaque tournante du meacutetabolisme cellulaire Il est
alimenteacute par le catabolisme des glucides des lipides et des proteacuteines
Il nrsquoexiste que chez les organismes aeacuterobie
Cette eacutetape finale du catabolisme des carbohydrates des acides gras et des acides amineacutes assure la plus grande des besoins eacutenergeacutetiques de la cellule gracircce agrave la formation de coenzymes reacuteduits qui seront reacute oxydeacutes dans la chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 17
Cycle de KREBS
IL se deacuteroule dans la matrice de la mitochondrie
IL transforme lrsquoaceacutetyl-coa en gaz carbonique en NADH+H+ en ATPet en FADH2
IL comporte huit reacuteactions enzymatiques deacutecomposables en reacuteactions simples
Lrsquo aceacutetylcoenzyme A qui est le premier substrat du cycle de KREBSen est eacutegalement le dernier
03012009 Philippe Bouvet 18
03012009 Philippe Bouvet 19
Phosphorylation oxydativeou chaine respiratoire
Lors des reacuteactions du catabolisme que sont la glycolyse et le cycle de Krebs
il y a production de coenzymes reacuteduits (NADH et CoQH2) Ces coenzymes
vont ecirctre reacute oxydeacutes par la chaine respiratoire au niveau des crecirctes de la
membrane interne mitochondriale
Cette reacute oxydation srsquoaccompagne drsquoun gradient transmembranaire de protons
Ce gradient est une forme de stockage de lrsquoeacutenergie contenu dans les
coenzymes qui deacuterive elle-mecircme de lrsquoeacutenergie contenue dans les moleacutecules
deacutegradeacutees au cours du catabolisme
Le gradient de proton va servir agrave fabriquer de lrsquoATP moleacutecule eacutenergeacutetique
utilisable au niveau de lrsquoATP syntheacutease une proteacuteine membranaire
mitochondriale
Ce meacutecanisme est aussi connu sous le nom de Theacuteorie chimiosmotique
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 4
Le glucose et le meacutecanisme eacutenergeacutetique cellulaire
Bien que le glucose soit le nutriment le plus utiliseacute par les cellules de lrsquoorganisme
comme source eacutenergeacutetique de nombreux autres glucides entrent dans le
meacutecanisme de la glycolyse pour y ecirctre deacuteradeacutee et fournir de lrsquoeacutenergie
Glycogegravene et Amidon (polysaccharides de stockage)
Maltose Saccharose et lactose (disaccharides)
Galactose Mannose et Fructose (monosaccharides)
03012009 Philippe Bouvet 5
Le meacutetabolisme
Glycolyse Reacuteactions drsquooxydoreacuteduction synthegraveses drsquoATP par phosphorylation de lrsquoADP
Le pyruvate oxydation complegravete dans les mitochondries et deacutecomposition en moleacutecules de dioxyde de carbone puis transformation en Aceacutetyl -coa
Aceacutethyl-coa moleacutecule qui va servir de substrat agrave une suite de reacuteactions biochimiques
Cycle de Krebs preacuteparation reacuteactions de deacutecarboxylations et reacutegeacuteneacuteration de lrsquooxaloaceacutetate
Chaine respiratoire reacute oxydation qui srsquoaccompagne de la creacuteation drsquoun gradient transmembranaire de protons
03012009 Philippe Bouvet 6
La glycolyse anaeacuterobie
Chaine meacutetabolique drsquoune importance fondamentale en biologie elle est partageacutee par tous les ecirctres vivants des bacteacuteries les plus primitives jusqursquoagrave lrsquohomme
Elle agrave une position cleacute dans le meacutetabolisme cellulaire
Son ancienneteacute daterait des origines de la vie et elle constituerait le plus ancien mode drsquoobtention drsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
Le rocircle de la glycolyse est de fournir de lrsquoATP
Malgreacute cela la premiegravere partie de la glycolyse consiste en une activation du glucose qui utilise deux ATP (phase preacuteparatrice) La deuxiegraveme partie quand agrave elle produit quatre ATP (phase productrice drsquoeacutenergie)
BILAN FINAL DEUX ATP
03012009 Philippe Bouvet 7
Deacuteroulement de la glycolyse
Elle srsquoeffectue dans le cytoplasme de la cellule
La glycolyse ne neacutecessite pas drsquooxygegravene
Lors du processus on assiste agrave des reacuteactions drsquooxydoreacuteduction au cours desquelles un accepteur drsquoeacutelectrons est reacuteduit
Et agrave la synthegravese drsquoATP parphosphorylation de lrsquoADP
Elle reacuteduit des coenzymes et srsquoaccompagne donc de lrsquooxydation de moleacutecules organiques
On peut dire qursquoelle correspond agrave lrsquooxydation du glucose en pyruvate
03012009 Philippe Bouvet 8
Oxydation aeacuterobie du pyruvate
Le pyruvate produit final de la glycolyse suit des voies cataboliques diffeacuterentes
selon la nature de lrsquoorganisme et les conditions meacutetaboliques
En aeacuterobie le pyruvate entre dans la mitochondrie ougrave il subit une deacutecarboxylation et une oxydation de ces reacuteactions reacutesultent lrsquoaceacutetyl-coA
a) Une reacuteaction biochimique qui retire la fonction carboxyle et libegravere une moleacutecule de CO2
b) Une reacuteaction de transfert des eacutelectrons au NAD+ qui devient du NAD+H+
c) La troisiegraveme eacutetape ajoute un coenzyme A qui va rendre lrsquoaceacutetyl ndash coA tregraves
reacuteactif pour alimenter par la suite le cycle de KREBS
03012009 Philippe Bouvet 9
Entreacutee du pyruvate dans laMitochondrie
En preacutesence drsquooxygegravene la chaine respiratoire mitochondriale fonctionne et eacutetablit un gradient de protons agrave travers la membrane interne
Une proteacuteine transporteuse drsquoanions organiques existe dans cette membrane et transporte le pyruvate a travers la membrane interne en mecircme temps qursquoun ion potassium chargeacute positivement
Lrsquoeacutenergie de cette charge positive est eacutequivalente agrave celle drsquoun proton pompeacute par les complexes de la chaine respiratoire mitochondriale Le retour de cettecharge positive vers la matrice libegravere donc de lrsquoeacutenergie qui servira agrave effectuerle transport du pyruvate
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 10
Scheacutema du pyruvate dansla mitochondrie
03012009 Philippe Bouvet 11
La pyruvate deacuteshydrogeacutenase
Elle est un complexe multienzymatique accrocheacute agrave la face interne de la
mitochondrie
Sa structure comprend 96 sous-uniteacutes qui catalysent trois activiteacutes enzymatiques successives
Une deacutecarboxylase
une transaceacutetylase
Une deacuteshydrogeacutenase
Elle comprend eacutegalement trois espegraveces de coenzymes lieacutees
Des thiamines phosphates
Des lipoamides
Des flavines adeacutenine di nucleacuteotides
Son activiteacute fera intervenir des coenzymes libres NAD et coenzyme A
03012009 Philippe Bouvet 12
Phase 1 deacutecarboxylase
Cette enzyme agrave cofacteur thiamine pyrophosphate (TPP) reacutealise la
deacutecarboxylation du pyruvate en aceacutetaldeacutehyde
Il en reacutesulte une moleacutecule drsquoeau qui libegravere lrsquoion bicarbonate
Lrsquoaceacutetaldeacutehyde est aussitocirct fixeacutee sur le noyau thiazole du TPP
La deacutecarboxylase va transfeacuterer cet aceacutetaldeacutehyde sur le coenzyme lieacute agrave la
transaceacutetylase ( lipoamide) Ce faisant elle seacutepare le radical aceacutetyl drsquoune
part et un hydrogegravene drsquoautre part qui vont se fixer respectivement sur les
deux atomes de souffre
Ce transfert est donc une oxydoreacuteduction au cours de laquelle lrsquoaceacutetaldeacutehyde
a eacuteteacute oxydeacute en acide aceacutetique et le lipoamide reacuteduit en dihydrolipoamide
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 13
Phase 2 et 3 transaceacutetylase deacuteshydrogeacutenase
La transaceacutetylase transfegravere agrave nouveau le radical aceacutetyl et lrsquoeacutenergie de la liaison riche en eacutenergie sur un coenzyme A libre et lrsquohydrogegravene de ce coenzyme sur le souffre libeacutereacute du dihydrolipoamideCe produit est lrsquoaceacutethyl-coenzyme A
La deacuteshydrogeacutenase enfin qui est une flavoproteine dont le noyau flavine a unpotentiel drsquooxydoreacuteduction reacute oxyde le dihydrolipoamide en transportant leshydrogegravenes sur la flavine pour reacuteduire un coenzyme NAD+ en NADH et libeacuterer un proton
Lrsquoensemble des reacuteactions catalyseacutees par ce multi enzyme libegravere 38 kJ de chaleur par mole de pyruvate oxydeacuteeComme toutes les reacuteactions de deacutecarboxylation celle du pyruvate est irreacuteversible
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 14
03012009 Philippe Bouvet 15
03012009 Philippe Bouvet 16
Cycle des acides tricarboxyliques
Ce cycle est la plaque tournante du meacutetabolisme cellulaire Il est
alimenteacute par le catabolisme des glucides des lipides et des proteacuteines
Il nrsquoexiste que chez les organismes aeacuterobie
Cette eacutetape finale du catabolisme des carbohydrates des acides gras et des acides amineacutes assure la plus grande des besoins eacutenergeacutetiques de la cellule gracircce agrave la formation de coenzymes reacuteduits qui seront reacute oxydeacutes dans la chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 17
Cycle de KREBS
IL se deacuteroule dans la matrice de la mitochondrie
IL transforme lrsquoaceacutetyl-coa en gaz carbonique en NADH+H+ en ATPet en FADH2
IL comporte huit reacuteactions enzymatiques deacutecomposables en reacuteactions simples
Lrsquo aceacutetylcoenzyme A qui est le premier substrat du cycle de KREBSen est eacutegalement le dernier
03012009 Philippe Bouvet 18
03012009 Philippe Bouvet 19
Phosphorylation oxydativeou chaine respiratoire
Lors des reacuteactions du catabolisme que sont la glycolyse et le cycle de Krebs
il y a production de coenzymes reacuteduits (NADH et CoQH2) Ces coenzymes
vont ecirctre reacute oxydeacutes par la chaine respiratoire au niveau des crecirctes de la
membrane interne mitochondriale
Cette reacute oxydation srsquoaccompagne drsquoun gradient transmembranaire de protons
Ce gradient est une forme de stockage de lrsquoeacutenergie contenu dans les
coenzymes qui deacuterive elle-mecircme de lrsquoeacutenergie contenue dans les moleacutecules
deacutegradeacutees au cours du catabolisme
Le gradient de proton va servir agrave fabriquer de lrsquoATP moleacutecule eacutenergeacutetique
utilisable au niveau de lrsquoATP syntheacutease une proteacuteine membranaire
mitochondriale
Ce meacutecanisme est aussi connu sous le nom de Theacuteorie chimiosmotique
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 5
Le meacutetabolisme
Glycolyse Reacuteactions drsquooxydoreacuteduction synthegraveses drsquoATP par phosphorylation de lrsquoADP
Le pyruvate oxydation complegravete dans les mitochondries et deacutecomposition en moleacutecules de dioxyde de carbone puis transformation en Aceacutetyl -coa
Aceacutethyl-coa moleacutecule qui va servir de substrat agrave une suite de reacuteactions biochimiques
Cycle de Krebs preacuteparation reacuteactions de deacutecarboxylations et reacutegeacuteneacuteration de lrsquooxaloaceacutetate
Chaine respiratoire reacute oxydation qui srsquoaccompagne de la creacuteation drsquoun gradient transmembranaire de protons
03012009 Philippe Bouvet 6
La glycolyse anaeacuterobie
Chaine meacutetabolique drsquoune importance fondamentale en biologie elle est partageacutee par tous les ecirctres vivants des bacteacuteries les plus primitives jusqursquoagrave lrsquohomme
Elle agrave une position cleacute dans le meacutetabolisme cellulaire
Son ancienneteacute daterait des origines de la vie et elle constituerait le plus ancien mode drsquoobtention drsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
Le rocircle de la glycolyse est de fournir de lrsquoATP
Malgreacute cela la premiegravere partie de la glycolyse consiste en une activation du glucose qui utilise deux ATP (phase preacuteparatrice) La deuxiegraveme partie quand agrave elle produit quatre ATP (phase productrice drsquoeacutenergie)
BILAN FINAL DEUX ATP
03012009 Philippe Bouvet 7
Deacuteroulement de la glycolyse
Elle srsquoeffectue dans le cytoplasme de la cellule
La glycolyse ne neacutecessite pas drsquooxygegravene
Lors du processus on assiste agrave des reacuteactions drsquooxydoreacuteduction au cours desquelles un accepteur drsquoeacutelectrons est reacuteduit
Et agrave la synthegravese drsquoATP parphosphorylation de lrsquoADP
Elle reacuteduit des coenzymes et srsquoaccompagne donc de lrsquooxydation de moleacutecules organiques
On peut dire qursquoelle correspond agrave lrsquooxydation du glucose en pyruvate
03012009 Philippe Bouvet 8
Oxydation aeacuterobie du pyruvate
Le pyruvate produit final de la glycolyse suit des voies cataboliques diffeacuterentes
selon la nature de lrsquoorganisme et les conditions meacutetaboliques
En aeacuterobie le pyruvate entre dans la mitochondrie ougrave il subit une deacutecarboxylation et une oxydation de ces reacuteactions reacutesultent lrsquoaceacutetyl-coA
a) Une reacuteaction biochimique qui retire la fonction carboxyle et libegravere une moleacutecule de CO2
b) Une reacuteaction de transfert des eacutelectrons au NAD+ qui devient du NAD+H+
c) La troisiegraveme eacutetape ajoute un coenzyme A qui va rendre lrsquoaceacutetyl ndash coA tregraves
reacuteactif pour alimenter par la suite le cycle de KREBS
03012009 Philippe Bouvet 9
Entreacutee du pyruvate dans laMitochondrie
En preacutesence drsquooxygegravene la chaine respiratoire mitochondriale fonctionne et eacutetablit un gradient de protons agrave travers la membrane interne
Une proteacuteine transporteuse drsquoanions organiques existe dans cette membrane et transporte le pyruvate a travers la membrane interne en mecircme temps qursquoun ion potassium chargeacute positivement
Lrsquoeacutenergie de cette charge positive est eacutequivalente agrave celle drsquoun proton pompeacute par les complexes de la chaine respiratoire mitochondriale Le retour de cettecharge positive vers la matrice libegravere donc de lrsquoeacutenergie qui servira agrave effectuerle transport du pyruvate
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 10
Scheacutema du pyruvate dansla mitochondrie
03012009 Philippe Bouvet 11
La pyruvate deacuteshydrogeacutenase
Elle est un complexe multienzymatique accrocheacute agrave la face interne de la
mitochondrie
Sa structure comprend 96 sous-uniteacutes qui catalysent trois activiteacutes enzymatiques successives
Une deacutecarboxylase
une transaceacutetylase
Une deacuteshydrogeacutenase
Elle comprend eacutegalement trois espegraveces de coenzymes lieacutees
Des thiamines phosphates
Des lipoamides
Des flavines adeacutenine di nucleacuteotides
Son activiteacute fera intervenir des coenzymes libres NAD et coenzyme A
03012009 Philippe Bouvet 12
Phase 1 deacutecarboxylase
Cette enzyme agrave cofacteur thiamine pyrophosphate (TPP) reacutealise la
deacutecarboxylation du pyruvate en aceacutetaldeacutehyde
Il en reacutesulte une moleacutecule drsquoeau qui libegravere lrsquoion bicarbonate
Lrsquoaceacutetaldeacutehyde est aussitocirct fixeacutee sur le noyau thiazole du TPP
La deacutecarboxylase va transfeacuterer cet aceacutetaldeacutehyde sur le coenzyme lieacute agrave la
transaceacutetylase ( lipoamide) Ce faisant elle seacutepare le radical aceacutetyl drsquoune
part et un hydrogegravene drsquoautre part qui vont se fixer respectivement sur les
deux atomes de souffre
Ce transfert est donc une oxydoreacuteduction au cours de laquelle lrsquoaceacutetaldeacutehyde
a eacuteteacute oxydeacute en acide aceacutetique et le lipoamide reacuteduit en dihydrolipoamide
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 13
Phase 2 et 3 transaceacutetylase deacuteshydrogeacutenase
La transaceacutetylase transfegravere agrave nouveau le radical aceacutetyl et lrsquoeacutenergie de la liaison riche en eacutenergie sur un coenzyme A libre et lrsquohydrogegravene de ce coenzyme sur le souffre libeacutereacute du dihydrolipoamideCe produit est lrsquoaceacutethyl-coenzyme A
La deacuteshydrogeacutenase enfin qui est une flavoproteine dont le noyau flavine a unpotentiel drsquooxydoreacuteduction reacute oxyde le dihydrolipoamide en transportant leshydrogegravenes sur la flavine pour reacuteduire un coenzyme NAD+ en NADH et libeacuterer un proton
Lrsquoensemble des reacuteactions catalyseacutees par ce multi enzyme libegravere 38 kJ de chaleur par mole de pyruvate oxydeacuteeComme toutes les reacuteactions de deacutecarboxylation celle du pyruvate est irreacuteversible
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 14
03012009 Philippe Bouvet 15
03012009 Philippe Bouvet 16
Cycle des acides tricarboxyliques
Ce cycle est la plaque tournante du meacutetabolisme cellulaire Il est
alimenteacute par le catabolisme des glucides des lipides et des proteacuteines
Il nrsquoexiste que chez les organismes aeacuterobie
Cette eacutetape finale du catabolisme des carbohydrates des acides gras et des acides amineacutes assure la plus grande des besoins eacutenergeacutetiques de la cellule gracircce agrave la formation de coenzymes reacuteduits qui seront reacute oxydeacutes dans la chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 17
Cycle de KREBS
IL se deacuteroule dans la matrice de la mitochondrie
IL transforme lrsquoaceacutetyl-coa en gaz carbonique en NADH+H+ en ATPet en FADH2
IL comporte huit reacuteactions enzymatiques deacutecomposables en reacuteactions simples
Lrsquo aceacutetylcoenzyme A qui est le premier substrat du cycle de KREBSen est eacutegalement le dernier
03012009 Philippe Bouvet 18
03012009 Philippe Bouvet 19
Phosphorylation oxydativeou chaine respiratoire
Lors des reacuteactions du catabolisme que sont la glycolyse et le cycle de Krebs
il y a production de coenzymes reacuteduits (NADH et CoQH2) Ces coenzymes
vont ecirctre reacute oxydeacutes par la chaine respiratoire au niveau des crecirctes de la
membrane interne mitochondriale
Cette reacute oxydation srsquoaccompagne drsquoun gradient transmembranaire de protons
Ce gradient est une forme de stockage de lrsquoeacutenergie contenu dans les
coenzymes qui deacuterive elle-mecircme de lrsquoeacutenergie contenue dans les moleacutecules
deacutegradeacutees au cours du catabolisme
Le gradient de proton va servir agrave fabriquer de lrsquoATP moleacutecule eacutenergeacutetique
utilisable au niveau de lrsquoATP syntheacutease une proteacuteine membranaire
mitochondriale
Ce meacutecanisme est aussi connu sous le nom de Theacuteorie chimiosmotique
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 6
La glycolyse anaeacuterobie
Chaine meacutetabolique drsquoune importance fondamentale en biologie elle est partageacutee par tous les ecirctres vivants des bacteacuteries les plus primitives jusqursquoagrave lrsquohomme
Elle agrave une position cleacute dans le meacutetabolisme cellulaire
Son ancienneteacute daterait des origines de la vie et elle constituerait le plus ancien mode drsquoobtention drsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
Le rocircle de la glycolyse est de fournir de lrsquoATP
Malgreacute cela la premiegravere partie de la glycolyse consiste en une activation du glucose qui utilise deux ATP (phase preacuteparatrice) La deuxiegraveme partie quand agrave elle produit quatre ATP (phase productrice drsquoeacutenergie)
BILAN FINAL DEUX ATP
03012009 Philippe Bouvet 7
Deacuteroulement de la glycolyse
Elle srsquoeffectue dans le cytoplasme de la cellule
La glycolyse ne neacutecessite pas drsquooxygegravene
Lors du processus on assiste agrave des reacuteactions drsquooxydoreacuteduction au cours desquelles un accepteur drsquoeacutelectrons est reacuteduit
Et agrave la synthegravese drsquoATP parphosphorylation de lrsquoADP
Elle reacuteduit des coenzymes et srsquoaccompagne donc de lrsquooxydation de moleacutecules organiques
On peut dire qursquoelle correspond agrave lrsquooxydation du glucose en pyruvate
03012009 Philippe Bouvet 8
Oxydation aeacuterobie du pyruvate
Le pyruvate produit final de la glycolyse suit des voies cataboliques diffeacuterentes
selon la nature de lrsquoorganisme et les conditions meacutetaboliques
En aeacuterobie le pyruvate entre dans la mitochondrie ougrave il subit une deacutecarboxylation et une oxydation de ces reacuteactions reacutesultent lrsquoaceacutetyl-coA
a) Une reacuteaction biochimique qui retire la fonction carboxyle et libegravere une moleacutecule de CO2
b) Une reacuteaction de transfert des eacutelectrons au NAD+ qui devient du NAD+H+
c) La troisiegraveme eacutetape ajoute un coenzyme A qui va rendre lrsquoaceacutetyl ndash coA tregraves
reacuteactif pour alimenter par la suite le cycle de KREBS
03012009 Philippe Bouvet 9
Entreacutee du pyruvate dans laMitochondrie
En preacutesence drsquooxygegravene la chaine respiratoire mitochondriale fonctionne et eacutetablit un gradient de protons agrave travers la membrane interne
Une proteacuteine transporteuse drsquoanions organiques existe dans cette membrane et transporte le pyruvate a travers la membrane interne en mecircme temps qursquoun ion potassium chargeacute positivement
Lrsquoeacutenergie de cette charge positive est eacutequivalente agrave celle drsquoun proton pompeacute par les complexes de la chaine respiratoire mitochondriale Le retour de cettecharge positive vers la matrice libegravere donc de lrsquoeacutenergie qui servira agrave effectuerle transport du pyruvate
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 10
Scheacutema du pyruvate dansla mitochondrie
03012009 Philippe Bouvet 11
La pyruvate deacuteshydrogeacutenase
Elle est un complexe multienzymatique accrocheacute agrave la face interne de la
mitochondrie
Sa structure comprend 96 sous-uniteacutes qui catalysent trois activiteacutes enzymatiques successives
Une deacutecarboxylase
une transaceacutetylase
Une deacuteshydrogeacutenase
Elle comprend eacutegalement trois espegraveces de coenzymes lieacutees
Des thiamines phosphates
Des lipoamides
Des flavines adeacutenine di nucleacuteotides
Son activiteacute fera intervenir des coenzymes libres NAD et coenzyme A
03012009 Philippe Bouvet 12
Phase 1 deacutecarboxylase
Cette enzyme agrave cofacteur thiamine pyrophosphate (TPP) reacutealise la
deacutecarboxylation du pyruvate en aceacutetaldeacutehyde
Il en reacutesulte une moleacutecule drsquoeau qui libegravere lrsquoion bicarbonate
Lrsquoaceacutetaldeacutehyde est aussitocirct fixeacutee sur le noyau thiazole du TPP
La deacutecarboxylase va transfeacuterer cet aceacutetaldeacutehyde sur le coenzyme lieacute agrave la
transaceacutetylase ( lipoamide) Ce faisant elle seacutepare le radical aceacutetyl drsquoune
part et un hydrogegravene drsquoautre part qui vont se fixer respectivement sur les
deux atomes de souffre
Ce transfert est donc une oxydoreacuteduction au cours de laquelle lrsquoaceacutetaldeacutehyde
a eacuteteacute oxydeacute en acide aceacutetique et le lipoamide reacuteduit en dihydrolipoamide
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 13
Phase 2 et 3 transaceacutetylase deacuteshydrogeacutenase
La transaceacutetylase transfegravere agrave nouveau le radical aceacutetyl et lrsquoeacutenergie de la liaison riche en eacutenergie sur un coenzyme A libre et lrsquohydrogegravene de ce coenzyme sur le souffre libeacutereacute du dihydrolipoamideCe produit est lrsquoaceacutethyl-coenzyme A
La deacuteshydrogeacutenase enfin qui est une flavoproteine dont le noyau flavine a unpotentiel drsquooxydoreacuteduction reacute oxyde le dihydrolipoamide en transportant leshydrogegravenes sur la flavine pour reacuteduire un coenzyme NAD+ en NADH et libeacuterer un proton
Lrsquoensemble des reacuteactions catalyseacutees par ce multi enzyme libegravere 38 kJ de chaleur par mole de pyruvate oxydeacuteeComme toutes les reacuteactions de deacutecarboxylation celle du pyruvate est irreacuteversible
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 14
03012009 Philippe Bouvet 15
03012009 Philippe Bouvet 16
Cycle des acides tricarboxyliques
Ce cycle est la plaque tournante du meacutetabolisme cellulaire Il est
alimenteacute par le catabolisme des glucides des lipides et des proteacuteines
Il nrsquoexiste que chez les organismes aeacuterobie
Cette eacutetape finale du catabolisme des carbohydrates des acides gras et des acides amineacutes assure la plus grande des besoins eacutenergeacutetiques de la cellule gracircce agrave la formation de coenzymes reacuteduits qui seront reacute oxydeacutes dans la chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 17
Cycle de KREBS
IL se deacuteroule dans la matrice de la mitochondrie
IL transforme lrsquoaceacutetyl-coa en gaz carbonique en NADH+H+ en ATPet en FADH2
IL comporte huit reacuteactions enzymatiques deacutecomposables en reacuteactions simples
Lrsquo aceacutetylcoenzyme A qui est le premier substrat du cycle de KREBSen est eacutegalement le dernier
03012009 Philippe Bouvet 18
03012009 Philippe Bouvet 19
Phosphorylation oxydativeou chaine respiratoire
Lors des reacuteactions du catabolisme que sont la glycolyse et le cycle de Krebs
il y a production de coenzymes reacuteduits (NADH et CoQH2) Ces coenzymes
vont ecirctre reacute oxydeacutes par la chaine respiratoire au niveau des crecirctes de la
membrane interne mitochondriale
Cette reacute oxydation srsquoaccompagne drsquoun gradient transmembranaire de protons
Ce gradient est une forme de stockage de lrsquoeacutenergie contenu dans les
coenzymes qui deacuterive elle-mecircme de lrsquoeacutenergie contenue dans les moleacutecules
deacutegradeacutees au cours du catabolisme
Le gradient de proton va servir agrave fabriquer de lrsquoATP moleacutecule eacutenergeacutetique
utilisable au niveau de lrsquoATP syntheacutease une proteacuteine membranaire
mitochondriale
Ce meacutecanisme est aussi connu sous le nom de Theacuteorie chimiosmotique
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 7
Deacuteroulement de la glycolyse
Elle srsquoeffectue dans le cytoplasme de la cellule
La glycolyse ne neacutecessite pas drsquooxygegravene
Lors du processus on assiste agrave des reacuteactions drsquooxydoreacuteduction au cours desquelles un accepteur drsquoeacutelectrons est reacuteduit
Et agrave la synthegravese drsquoATP parphosphorylation de lrsquoADP
Elle reacuteduit des coenzymes et srsquoaccompagne donc de lrsquooxydation de moleacutecules organiques
On peut dire qursquoelle correspond agrave lrsquooxydation du glucose en pyruvate
03012009 Philippe Bouvet 8
Oxydation aeacuterobie du pyruvate
Le pyruvate produit final de la glycolyse suit des voies cataboliques diffeacuterentes
selon la nature de lrsquoorganisme et les conditions meacutetaboliques
En aeacuterobie le pyruvate entre dans la mitochondrie ougrave il subit une deacutecarboxylation et une oxydation de ces reacuteactions reacutesultent lrsquoaceacutetyl-coA
a) Une reacuteaction biochimique qui retire la fonction carboxyle et libegravere une moleacutecule de CO2
b) Une reacuteaction de transfert des eacutelectrons au NAD+ qui devient du NAD+H+
c) La troisiegraveme eacutetape ajoute un coenzyme A qui va rendre lrsquoaceacutetyl ndash coA tregraves
reacuteactif pour alimenter par la suite le cycle de KREBS
03012009 Philippe Bouvet 9
Entreacutee du pyruvate dans laMitochondrie
En preacutesence drsquooxygegravene la chaine respiratoire mitochondriale fonctionne et eacutetablit un gradient de protons agrave travers la membrane interne
Une proteacuteine transporteuse drsquoanions organiques existe dans cette membrane et transporte le pyruvate a travers la membrane interne en mecircme temps qursquoun ion potassium chargeacute positivement
Lrsquoeacutenergie de cette charge positive est eacutequivalente agrave celle drsquoun proton pompeacute par les complexes de la chaine respiratoire mitochondriale Le retour de cettecharge positive vers la matrice libegravere donc de lrsquoeacutenergie qui servira agrave effectuerle transport du pyruvate
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 10
Scheacutema du pyruvate dansla mitochondrie
03012009 Philippe Bouvet 11
La pyruvate deacuteshydrogeacutenase
Elle est un complexe multienzymatique accrocheacute agrave la face interne de la
mitochondrie
Sa structure comprend 96 sous-uniteacutes qui catalysent trois activiteacutes enzymatiques successives
Une deacutecarboxylase
une transaceacutetylase
Une deacuteshydrogeacutenase
Elle comprend eacutegalement trois espegraveces de coenzymes lieacutees
Des thiamines phosphates
Des lipoamides
Des flavines adeacutenine di nucleacuteotides
Son activiteacute fera intervenir des coenzymes libres NAD et coenzyme A
03012009 Philippe Bouvet 12
Phase 1 deacutecarboxylase
Cette enzyme agrave cofacteur thiamine pyrophosphate (TPP) reacutealise la
deacutecarboxylation du pyruvate en aceacutetaldeacutehyde
Il en reacutesulte une moleacutecule drsquoeau qui libegravere lrsquoion bicarbonate
Lrsquoaceacutetaldeacutehyde est aussitocirct fixeacutee sur le noyau thiazole du TPP
La deacutecarboxylase va transfeacuterer cet aceacutetaldeacutehyde sur le coenzyme lieacute agrave la
transaceacutetylase ( lipoamide) Ce faisant elle seacutepare le radical aceacutetyl drsquoune
part et un hydrogegravene drsquoautre part qui vont se fixer respectivement sur les
deux atomes de souffre
Ce transfert est donc une oxydoreacuteduction au cours de laquelle lrsquoaceacutetaldeacutehyde
a eacuteteacute oxydeacute en acide aceacutetique et le lipoamide reacuteduit en dihydrolipoamide
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 13
Phase 2 et 3 transaceacutetylase deacuteshydrogeacutenase
La transaceacutetylase transfegravere agrave nouveau le radical aceacutetyl et lrsquoeacutenergie de la liaison riche en eacutenergie sur un coenzyme A libre et lrsquohydrogegravene de ce coenzyme sur le souffre libeacutereacute du dihydrolipoamideCe produit est lrsquoaceacutethyl-coenzyme A
La deacuteshydrogeacutenase enfin qui est une flavoproteine dont le noyau flavine a unpotentiel drsquooxydoreacuteduction reacute oxyde le dihydrolipoamide en transportant leshydrogegravenes sur la flavine pour reacuteduire un coenzyme NAD+ en NADH et libeacuterer un proton
Lrsquoensemble des reacuteactions catalyseacutees par ce multi enzyme libegravere 38 kJ de chaleur par mole de pyruvate oxydeacuteeComme toutes les reacuteactions de deacutecarboxylation celle du pyruvate est irreacuteversible
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 14
03012009 Philippe Bouvet 15
03012009 Philippe Bouvet 16
Cycle des acides tricarboxyliques
Ce cycle est la plaque tournante du meacutetabolisme cellulaire Il est
alimenteacute par le catabolisme des glucides des lipides et des proteacuteines
Il nrsquoexiste que chez les organismes aeacuterobie
Cette eacutetape finale du catabolisme des carbohydrates des acides gras et des acides amineacutes assure la plus grande des besoins eacutenergeacutetiques de la cellule gracircce agrave la formation de coenzymes reacuteduits qui seront reacute oxydeacutes dans la chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 17
Cycle de KREBS
IL se deacuteroule dans la matrice de la mitochondrie
IL transforme lrsquoaceacutetyl-coa en gaz carbonique en NADH+H+ en ATPet en FADH2
IL comporte huit reacuteactions enzymatiques deacutecomposables en reacuteactions simples
Lrsquo aceacutetylcoenzyme A qui est le premier substrat du cycle de KREBSen est eacutegalement le dernier
03012009 Philippe Bouvet 18
03012009 Philippe Bouvet 19
Phosphorylation oxydativeou chaine respiratoire
Lors des reacuteactions du catabolisme que sont la glycolyse et le cycle de Krebs
il y a production de coenzymes reacuteduits (NADH et CoQH2) Ces coenzymes
vont ecirctre reacute oxydeacutes par la chaine respiratoire au niveau des crecirctes de la
membrane interne mitochondriale
Cette reacute oxydation srsquoaccompagne drsquoun gradient transmembranaire de protons
Ce gradient est une forme de stockage de lrsquoeacutenergie contenu dans les
coenzymes qui deacuterive elle-mecircme de lrsquoeacutenergie contenue dans les moleacutecules
deacutegradeacutees au cours du catabolisme
Le gradient de proton va servir agrave fabriquer de lrsquoATP moleacutecule eacutenergeacutetique
utilisable au niveau de lrsquoATP syntheacutease une proteacuteine membranaire
mitochondriale
Ce meacutecanisme est aussi connu sous le nom de Theacuteorie chimiosmotique
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 8
Oxydation aeacuterobie du pyruvate
Le pyruvate produit final de la glycolyse suit des voies cataboliques diffeacuterentes
selon la nature de lrsquoorganisme et les conditions meacutetaboliques
En aeacuterobie le pyruvate entre dans la mitochondrie ougrave il subit une deacutecarboxylation et une oxydation de ces reacuteactions reacutesultent lrsquoaceacutetyl-coA
a) Une reacuteaction biochimique qui retire la fonction carboxyle et libegravere une moleacutecule de CO2
b) Une reacuteaction de transfert des eacutelectrons au NAD+ qui devient du NAD+H+
c) La troisiegraveme eacutetape ajoute un coenzyme A qui va rendre lrsquoaceacutetyl ndash coA tregraves
reacuteactif pour alimenter par la suite le cycle de KREBS
03012009 Philippe Bouvet 9
Entreacutee du pyruvate dans laMitochondrie
En preacutesence drsquooxygegravene la chaine respiratoire mitochondriale fonctionne et eacutetablit un gradient de protons agrave travers la membrane interne
Une proteacuteine transporteuse drsquoanions organiques existe dans cette membrane et transporte le pyruvate a travers la membrane interne en mecircme temps qursquoun ion potassium chargeacute positivement
Lrsquoeacutenergie de cette charge positive est eacutequivalente agrave celle drsquoun proton pompeacute par les complexes de la chaine respiratoire mitochondriale Le retour de cettecharge positive vers la matrice libegravere donc de lrsquoeacutenergie qui servira agrave effectuerle transport du pyruvate
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 10
Scheacutema du pyruvate dansla mitochondrie
03012009 Philippe Bouvet 11
La pyruvate deacuteshydrogeacutenase
Elle est un complexe multienzymatique accrocheacute agrave la face interne de la
mitochondrie
Sa structure comprend 96 sous-uniteacutes qui catalysent trois activiteacutes enzymatiques successives
Une deacutecarboxylase
une transaceacutetylase
Une deacuteshydrogeacutenase
Elle comprend eacutegalement trois espegraveces de coenzymes lieacutees
Des thiamines phosphates
Des lipoamides
Des flavines adeacutenine di nucleacuteotides
Son activiteacute fera intervenir des coenzymes libres NAD et coenzyme A
03012009 Philippe Bouvet 12
Phase 1 deacutecarboxylase
Cette enzyme agrave cofacteur thiamine pyrophosphate (TPP) reacutealise la
deacutecarboxylation du pyruvate en aceacutetaldeacutehyde
Il en reacutesulte une moleacutecule drsquoeau qui libegravere lrsquoion bicarbonate
Lrsquoaceacutetaldeacutehyde est aussitocirct fixeacutee sur le noyau thiazole du TPP
La deacutecarboxylase va transfeacuterer cet aceacutetaldeacutehyde sur le coenzyme lieacute agrave la
transaceacutetylase ( lipoamide) Ce faisant elle seacutepare le radical aceacutetyl drsquoune
part et un hydrogegravene drsquoautre part qui vont se fixer respectivement sur les
deux atomes de souffre
Ce transfert est donc une oxydoreacuteduction au cours de laquelle lrsquoaceacutetaldeacutehyde
a eacuteteacute oxydeacute en acide aceacutetique et le lipoamide reacuteduit en dihydrolipoamide
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 13
Phase 2 et 3 transaceacutetylase deacuteshydrogeacutenase
La transaceacutetylase transfegravere agrave nouveau le radical aceacutetyl et lrsquoeacutenergie de la liaison riche en eacutenergie sur un coenzyme A libre et lrsquohydrogegravene de ce coenzyme sur le souffre libeacutereacute du dihydrolipoamideCe produit est lrsquoaceacutethyl-coenzyme A
La deacuteshydrogeacutenase enfin qui est une flavoproteine dont le noyau flavine a unpotentiel drsquooxydoreacuteduction reacute oxyde le dihydrolipoamide en transportant leshydrogegravenes sur la flavine pour reacuteduire un coenzyme NAD+ en NADH et libeacuterer un proton
Lrsquoensemble des reacuteactions catalyseacutees par ce multi enzyme libegravere 38 kJ de chaleur par mole de pyruvate oxydeacuteeComme toutes les reacuteactions de deacutecarboxylation celle du pyruvate est irreacuteversible
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 14
03012009 Philippe Bouvet 15
03012009 Philippe Bouvet 16
Cycle des acides tricarboxyliques
Ce cycle est la plaque tournante du meacutetabolisme cellulaire Il est
alimenteacute par le catabolisme des glucides des lipides et des proteacuteines
Il nrsquoexiste que chez les organismes aeacuterobie
Cette eacutetape finale du catabolisme des carbohydrates des acides gras et des acides amineacutes assure la plus grande des besoins eacutenergeacutetiques de la cellule gracircce agrave la formation de coenzymes reacuteduits qui seront reacute oxydeacutes dans la chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 17
Cycle de KREBS
IL se deacuteroule dans la matrice de la mitochondrie
IL transforme lrsquoaceacutetyl-coa en gaz carbonique en NADH+H+ en ATPet en FADH2
IL comporte huit reacuteactions enzymatiques deacutecomposables en reacuteactions simples
Lrsquo aceacutetylcoenzyme A qui est le premier substrat du cycle de KREBSen est eacutegalement le dernier
03012009 Philippe Bouvet 18
03012009 Philippe Bouvet 19
Phosphorylation oxydativeou chaine respiratoire
Lors des reacuteactions du catabolisme que sont la glycolyse et le cycle de Krebs
il y a production de coenzymes reacuteduits (NADH et CoQH2) Ces coenzymes
vont ecirctre reacute oxydeacutes par la chaine respiratoire au niveau des crecirctes de la
membrane interne mitochondriale
Cette reacute oxydation srsquoaccompagne drsquoun gradient transmembranaire de protons
Ce gradient est une forme de stockage de lrsquoeacutenergie contenu dans les
coenzymes qui deacuterive elle-mecircme de lrsquoeacutenergie contenue dans les moleacutecules
deacutegradeacutees au cours du catabolisme
Le gradient de proton va servir agrave fabriquer de lrsquoATP moleacutecule eacutenergeacutetique
utilisable au niveau de lrsquoATP syntheacutease une proteacuteine membranaire
mitochondriale
Ce meacutecanisme est aussi connu sous le nom de Theacuteorie chimiosmotique
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 9
Entreacutee du pyruvate dans laMitochondrie
En preacutesence drsquooxygegravene la chaine respiratoire mitochondriale fonctionne et eacutetablit un gradient de protons agrave travers la membrane interne
Une proteacuteine transporteuse drsquoanions organiques existe dans cette membrane et transporte le pyruvate a travers la membrane interne en mecircme temps qursquoun ion potassium chargeacute positivement
Lrsquoeacutenergie de cette charge positive est eacutequivalente agrave celle drsquoun proton pompeacute par les complexes de la chaine respiratoire mitochondriale Le retour de cettecharge positive vers la matrice libegravere donc de lrsquoeacutenergie qui servira agrave effectuerle transport du pyruvate
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 10
Scheacutema du pyruvate dansla mitochondrie
03012009 Philippe Bouvet 11
La pyruvate deacuteshydrogeacutenase
Elle est un complexe multienzymatique accrocheacute agrave la face interne de la
mitochondrie
Sa structure comprend 96 sous-uniteacutes qui catalysent trois activiteacutes enzymatiques successives
Une deacutecarboxylase
une transaceacutetylase
Une deacuteshydrogeacutenase
Elle comprend eacutegalement trois espegraveces de coenzymes lieacutees
Des thiamines phosphates
Des lipoamides
Des flavines adeacutenine di nucleacuteotides
Son activiteacute fera intervenir des coenzymes libres NAD et coenzyme A
03012009 Philippe Bouvet 12
Phase 1 deacutecarboxylase
Cette enzyme agrave cofacteur thiamine pyrophosphate (TPP) reacutealise la
deacutecarboxylation du pyruvate en aceacutetaldeacutehyde
Il en reacutesulte une moleacutecule drsquoeau qui libegravere lrsquoion bicarbonate
Lrsquoaceacutetaldeacutehyde est aussitocirct fixeacutee sur le noyau thiazole du TPP
La deacutecarboxylase va transfeacuterer cet aceacutetaldeacutehyde sur le coenzyme lieacute agrave la
transaceacutetylase ( lipoamide) Ce faisant elle seacutepare le radical aceacutetyl drsquoune
part et un hydrogegravene drsquoautre part qui vont se fixer respectivement sur les
deux atomes de souffre
Ce transfert est donc une oxydoreacuteduction au cours de laquelle lrsquoaceacutetaldeacutehyde
a eacuteteacute oxydeacute en acide aceacutetique et le lipoamide reacuteduit en dihydrolipoamide
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 13
Phase 2 et 3 transaceacutetylase deacuteshydrogeacutenase
La transaceacutetylase transfegravere agrave nouveau le radical aceacutetyl et lrsquoeacutenergie de la liaison riche en eacutenergie sur un coenzyme A libre et lrsquohydrogegravene de ce coenzyme sur le souffre libeacutereacute du dihydrolipoamideCe produit est lrsquoaceacutethyl-coenzyme A
La deacuteshydrogeacutenase enfin qui est une flavoproteine dont le noyau flavine a unpotentiel drsquooxydoreacuteduction reacute oxyde le dihydrolipoamide en transportant leshydrogegravenes sur la flavine pour reacuteduire un coenzyme NAD+ en NADH et libeacuterer un proton
Lrsquoensemble des reacuteactions catalyseacutees par ce multi enzyme libegravere 38 kJ de chaleur par mole de pyruvate oxydeacuteeComme toutes les reacuteactions de deacutecarboxylation celle du pyruvate est irreacuteversible
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 14
03012009 Philippe Bouvet 15
03012009 Philippe Bouvet 16
Cycle des acides tricarboxyliques
Ce cycle est la plaque tournante du meacutetabolisme cellulaire Il est
alimenteacute par le catabolisme des glucides des lipides et des proteacuteines
Il nrsquoexiste que chez les organismes aeacuterobie
Cette eacutetape finale du catabolisme des carbohydrates des acides gras et des acides amineacutes assure la plus grande des besoins eacutenergeacutetiques de la cellule gracircce agrave la formation de coenzymes reacuteduits qui seront reacute oxydeacutes dans la chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 17
Cycle de KREBS
IL se deacuteroule dans la matrice de la mitochondrie
IL transforme lrsquoaceacutetyl-coa en gaz carbonique en NADH+H+ en ATPet en FADH2
IL comporte huit reacuteactions enzymatiques deacutecomposables en reacuteactions simples
Lrsquo aceacutetylcoenzyme A qui est le premier substrat du cycle de KREBSen est eacutegalement le dernier
03012009 Philippe Bouvet 18
03012009 Philippe Bouvet 19
Phosphorylation oxydativeou chaine respiratoire
Lors des reacuteactions du catabolisme que sont la glycolyse et le cycle de Krebs
il y a production de coenzymes reacuteduits (NADH et CoQH2) Ces coenzymes
vont ecirctre reacute oxydeacutes par la chaine respiratoire au niveau des crecirctes de la
membrane interne mitochondriale
Cette reacute oxydation srsquoaccompagne drsquoun gradient transmembranaire de protons
Ce gradient est une forme de stockage de lrsquoeacutenergie contenu dans les
coenzymes qui deacuterive elle-mecircme de lrsquoeacutenergie contenue dans les moleacutecules
deacutegradeacutees au cours du catabolisme
Le gradient de proton va servir agrave fabriquer de lrsquoATP moleacutecule eacutenergeacutetique
utilisable au niveau de lrsquoATP syntheacutease une proteacuteine membranaire
mitochondriale
Ce meacutecanisme est aussi connu sous le nom de Theacuteorie chimiosmotique
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 10
Scheacutema du pyruvate dansla mitochondrie
03012009 Philippe Bouvet 11
La pyruvate deacuteshydrogeacutenase
Elle est un complexe multienzymatique accrocheacute agrave la face interne de la
mitochondrie
Sa structure comprend 96 sous-uniteacutes qui catalysent trois activiteacutes enzymatiques successives
Une deacutecarboxylase
une transaceacutetylase
Une deacuteshydrogeacutenase
Elle comprend eacutegalement trois espegraveces de coenzymes lieacutees
Des thiamines phosphates
Des lipoamides
Des flavines adeacutenine di nucleacuteotides
Son activiteacute fera intervenir des coenzymes libres NAD et coenzyme A
03012009 Philippe Bouvet 12
Phase 1 deacutecarboxylase
Cette enzyme agrave cofacteur thiamine pyrophosphate (TPP) reacutealise la
deacutecarboxylation du pyruvate en aceacutetaldeacutehyde
Il en reacutesulte une moleacutecule drsquoeau qui libegravere lrsquoion bicarbonate
Lrsquoaceacutetaldeacutehyde est aussitocirct fixeacutee sur le noyau thiazole du TPP
La deacutecarboxylase va transfeacuterer cet aceacutetaldeacutehyde sur le coenzyme lieacute agrave la
transaceacutetylase ( lipoamide) Ce faisant elle seacutepare le radical aceacutetyl drsquoune
part et un hydrogegravene drsquoautre part qui vont se fixer respectivement sur les
deux atomes de souffre
Ce transfert est donc une oxydoreacuteduction au cours de laquelle lrsquoaceacutetaldeacutehyde
a eacuteteacute oxydeacute en acide aceacutetique et le lipoamide reacuteduit en dihydrolipoamide
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 13
Phase 2 et 3 transaceacutetylase deacuteshydrogeacutenase
La transaceacutetylase transfegravere agrave nouveau le radical aceacutetyl et lrsquoeacutenergie de la liaison riche en eacutenergie sur un coenzyme A libre et lrsquohydrogegravene de ce coenzyme sur le souffre libeacutereacute du dihydrolipoamideCe produit est lrsquoaceacutethyl-coenzyme A
La deacuteshydrogeacutenase enfin qui est une flavoproteine dont le noyau flavine a unpotentiel drsquooxydoreacuteduction reacute oxyde le dihydrolipoamide en transportant leshydrogegravenes sur la flavine pour reacuteduire un coenzyme NAD+ en NADH et libeacuterer un proton
Lrsquoensemble des reacuteactions catalyseacutees par ce multi enzyme libegravere 38 kJ de chaleur par mole de pyruvate oxydeacuteeComme toutes les reacuteactions de deacutecarboxylation celle du pyruvate est irreacuteversible
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 14
03012009 Philippe Bouvet 15
03012009 Philippe Bouvet 16
Cycle des acides tricarboxyliques
Ce cycle est la plaque tournante du meacutetabolisme cellulaire Il est
alimenteacute par le catabolisme des glucides des lipides et des proteacuteines
Il nrsquoexiste que chez les organismes aeacuterobie
Cette eacutetape finale du catabolisme des carbohydrates des acides gras et des acides amineacutes assure la plus grande des besoins eacutenergeacutetiques de la cellule gracircce agrave la formation de coenzymes reacuteduits qui seront reacute oxydeacutes dans la chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 17
Cycle de KREBS
IL se deacuteroule dans la matrice de la mitochondrie
IL transforme lrsquoaceacutetyl-coa en gaz carbonique en NADH+H+ en ATPet en FADH2
IL comporte huit reacuteactions enzymatiques deacutecomposables en reacuteactions simples
Lrsquo aceacutetylcoenzyme A qui est le premier substrat du cycle de KREBSen est eacutegalement le dernier
03012009 Philippe Bouvet 18
03012009 Philippe Bouvet 19
Phosphorylation oxydativeou chaine respiratoire
Lors des reacuteactions du catabolisme que sont la glycolyse et le cycle de Krebs
il y a production de coenzymes reacuteduits (NADH et CoQH2) Ces coenzymes
vont ecirctre reacute oxydeacutes par la chaine respiratoire au niveau des crecirctes de la
membrane interne mitochondriale
Cette reacute oxydation srsquoaccompagne drsquoun gradient transmembranaire de protons
Ce gradient est une forme de stockage de lrsquoeacutenergie contenu dans les
coenzymes qui deacuterive elle-mecircme de lrsquoeacutenergie contenue dans les moleacutecules
deacutegradeacutees au cours du catabolisme
Le gradient de proton va servir agrave fabriquer de lrsquoATP moleacutecule eacutenergeacutetique
utilisable au niveau de lrsquoATP syntheacutease une proteacuteine membranaire
mitochondriale
Ce meacutecanisme est aussi connu sous le nom de Theacuteorie chimiosmotique
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 11
La pyruvate deacuteshydrogeacutenase
Elle est un complexe multienzymatique accrocheacute agrave la face interne de la
mitochondrie
Sa structure comprend 96 sous-uniteacutes qui catalysent trois activiteacutes enzymatiques successives
Une deacutecarboxylase
une transaceacutetylase
Une deacuteshydrogeacutenase
Elle comprend eacutegalement trois espegraveces de coenzymes lieacutees
Des thiamines phosphates
Des lipoamides
Des flavines adeacutenine di nucleacuteotides
Son activiteacute fera intervenir des coenzymes libres NAD et coenzyme A
03012009 Philippe Bouvet 12
Phase 1 deacutecarboxylase
Cette enzyme agrave cofacteur thiamine pyrophosphate (TPP) reacutealise la
deacutecarboxylation du pyruvate en aceacutetaldeacutehyde
Il en reacutesulte une moleacutecule drsquoeau qui libegravere lrsquoion bicarbonate
Lrsquoaceacutetaldeacutehyde est aussitocirct fixeacutee sur le noyau thiazole du TPP
La deacutecarboxylase va transfeacuterer cet aceacutetaldeacutehyde sur le coenzyme lieacute agrave la
transaceacutetylase ( lipoamide) Ce faisant elle seacutepare le radical aceacutetyl drsquoune
part et un hydrogegravene drsquoautre part qui vont se fixer respectivement sur les
deux atomes de souffre
Ce transfert est donc une oxydoreacuteduction au cours de laquelle lrsquoaceacutetaldeacutehyde
a eacuteteacute oxydeacute en acide aceacutetique et le lipoamide reacuteduit en dihydrolipoamide
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 13
Phase 2 et 3 transaceacutetylase deacuteshydrogeacutenase
La transaceacutetylase transfegravere agrave nouveau le radical aceacutetyl et lrsquoeacutenergie de la liaison riche en eacutenergie sur un coenzyme A libre et lrsquohydrogegravene de ce coenzyme sur le souffre libeacutereacute du dihydrolipoamideCe produit est lrsquoaceacutethyl-coenzyme A
La deacuteshydrogeacutenase enfin qui est une flavoproteine dont le noyau flavine a unpotentiel drsquooxydoreacuteduction reacute oxyde le dihydrolipoamide en transportant leshydrogegravenes sur la flavine pour reacuteduire un coenzyme NAD+ en NADH et libeacuterer un proton
Lrsquoensemble des reacuteactions catalyseacutees par ce multi enzyme libegravere 38 kJ de chaleur par mole de pyruvate oxydeacuteeComme toutes les reacuteactions de deacutecarboxylation celle du pyruvate est irreacuteversible
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 14
03012009 Philippe Bouvet 15
03012009 Philippe Bouvet 16
Cycle des acides tricarboxyliques
Ce cycle est la plaque tournante du meacutetabolisme cellulaire Il est
alimenteacute par le catabolisme des glucides des lipides et des proteacuteines
Il nrsquoexiste que chez les organismes aeacuterobie
Cette eacutetape finale du catabolisme des carbohydrates des acides gras et des acides amineacutes assure la plus grande des besoins eacutenergeacutetiques de la cellule gracircce agrave la formation de coenzymes reacuteduits qui seront reacute oxydeacutes dans la chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 17
Cycle de KREBS
IL se deacuteroule dans la matrice de la mitochondrie
IL transforme lrsquoaceacutetyl-coa en gaz carbonique en NADH+H+ en ATPet en FADH2
IL comporte huit reacuteactions enzymatiques deacutecomposables en reacuteactions simples
Lrsquo aceacutetylcoenzyme A qui est le premier substrat du cycle de KREBSen est eacutegalement le dernier
03012009 Philippe Bouvet 18
03012009 Philippe Bouvet 19
Phosphorylation oxydativeou chaine respiratoire
Lors des reacuteactions du catabolisme que sont la glycolyse et le cycle de Krebs
il y a production de coenzymes reacuteduits (NADH et CoQH2) Ces coenzymes
vont ecirctre reacute oxydeacutes par la chaine respiratoire au niveau des crecirctes de la
membrane interne mitochondriale
Cette reacute oxydation srsquoaccompagne drsquoun gradient transmembranaire de protons
Ce gradient est une forme de stockage de lrsquoeacutenergie contenu dans les
coenzymes qui deacuterive elle-mecircme de lrsquoeacutenergie contenue dans les moleacutecules
deacutegradeacutees au cours du catabolisme
Le gradient de proton va servir agrave fabriquer de lrsquoATP moleacutecule eacutenergeacutetique
utilisable au niveau de lrsquoATP syntheacutease une proteacuteine membranaire
mitochondriale
Ce meacutecanisme est aussi connu sous le nom de Theacuteorie chimiosmotique
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 12
Phase 1 deacutecarboxylase
Cette enzyme agrave cofacteur thiamine pyrophosphate (TPP) reacutealise la
deacutecarboxylation du pyruvate en aceacutetaldeacutehyde
Il en reacutesulte une moleacutecule drsquoeau qui libegravere lrsquoion bicarbonate
Lrsquoaceacutetaldeacutehyde est aussitocirct fixeacutee sur le noyau thiazole du TPP
La deacutecarboxylase va transfeacuterer cet aceacutetaldeacutehyde sur le coenzyme lieacute agrave la
transaceacutetylase ( lipoamide) Ce faisant elle seacutepare le radical aceacutetyl drsquoune
part et un hydrogegravene drsquoautre part qui vont se fixer respectivement sur les
deux atomes de souffre
Ce transfert est donc une oxydoreacuteduction au cours de laquelle lrsquoaceacutetaldeacutehyde
a eacuteteacute oxydeacute en acide aceacutetique et le lipoamide reacuteduit en dihydrolipoamide
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 13
Phase 2 et 3 transaceacutetylase deacuteshydrogeacutenase
La transaceacutetylase transfegravere agrave nouveau le radical aceacutetyl et lrsquoeacutenergie de la liaison riche en eacutenergie sur un coenzyme A libre et lrsquohydrogegravene de ce coenzyme sur le souffre libeacutereacute du dihydrolipoamideCe produit est lrsquoaceacutethyl-coenzyme A
La deacuteshydrogeacutenase enfin qui est une flavoproteine dont le noyau flavine a unpotentiel drsquooxydoreacuteduction reacute oxyde le dihydrolipoamide en transportant leshydrogegravenes sur la flavine pour reacuteduire un coenzyme NAD+ en NADH et libeacuterer un proton
Lrsquoensemble des reacuteactions catalyseacutees par ce multi enzyme libegravere 38 kJ de chaleur par mole de pyruvate oxydeacuteeComme toutes les reacuteactions de deacutecarboxylation celle du pyruvate est irreacuteversible
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 14
03012009 Philippe Bouvet 15
03012009 Philippe Bouvet 16
Cycle des acides tricarboxyliques
Ce cycle est la plaque tournante du meacutetabolisme cellulaire Il est
alimenteacute par le catabolisme des glucides des lipides et des proteacuteines
Il nrsquoexiste que chez les organismes aeacuterobie
Cette eacutetape finale du catabolisme des carbohydrates des acides gras et des acides amineacutes assure la plus grande des besoins eacutenergeacutetiques de la cellule gracircce agrave la formation de coenzymes reacuteduits qui seront reacute oxydeacutes dans la chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 17
Cycle de KREBS
IL se deacuteroule dans la matrice de la mitochondrie
IL transforme lrsquoaceacutetyl-coa en gaz carbonique en NADH+H+ en ATPet en FADH2
IL comporte huit reacuteactions enzymatiques deacutecomposables en reacuteactions simples
Lrsquo aceacutetylcoenzyme A qui est le premier substrat du cycle de KREBSen est eacutegalement le dernier
03012009 Philippe Bouvet 18
03012009 Philippe Bouvet 19
Phosphorylation oxydativeou chaine respiratoire
Lors des reacuteactions du catabolisme que sont la glycolyse et le cycle de Krebs
il y a production de coenzymes reacuteduits (NADH et CoQH2) Ces coenzymes
vont ecirctre reacute oxydeacutes par la chaine respiratoire au niveau des crecirctes de la
membrane interne mitochondriale
Cette reacute oxydation srsquoaccompagne drsquoun gradient transmembranaire de protons
Ce gradient est une forme de stockage de lrsquoeacutenergie contenu dans les
coenzymes qui deacuterive elle-mecircme de lrsquoeacutenergie contenue dans les moleacutecules
deacutegradeacutees au cours du catabolisme
Le gradient de proton va servir agrave fabriquer de lrsquoATP moleacutecule eacutenergeacutetique
utilisable au niveau de lrsquoATP syntheacutease une proteacuteine membranaire
mitochondriale
Ce meacutecanisme est aussi connu sous le nom de Theacuteorie chimiosmotique
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 13
Phase 2 et 3 transaceacutetylase deacuteshydrogeacutenase
La transaceacutetylase transfegravere agrave nouveau le radical aceacutetyl et lrsquoeacutenergie de la liaison riche en eacutenergie sur un coenzyme A libre et lrsquohydrogegravene de ce coenzyme sur le souffre libeacutereacute du dihydrolipoamideCe produit est lrsquoaceacutethyl-coenzyme A
La deacuteshydrogeacutenase enfin qui est une flavoproteine dont le noyau flavine a unpotentiel drsquooxydoreacuteduction reacute oxyde le dihydrolipoamide en transportant leshydrogegravenes sur la flavine pour reacuteduire un coenzyme NAD+ en NADH et libeacuterer un proton
Lrsquoensemble des reacuteactions catalyseacutees par ce multi enzyme libegravere 38 kJ de chaleur par mole de pyruvate oxydeacuteeComme toutes les reacuteactions de deacutecarboxylation celle du pyruvate est irreacuteversible
( voir scheacutema )
03012009 Philippe Bouvet 14
03012009 Philippe Bouvet 15
03012009 Philippe Bouvet 16
Cycle des acides tricarboxyliques
Ce cycle est la plaque tournante du meacutetabolisme cellulaire Il est
alimenteacute par le catabolisme des glucides des lipides et des proteacuteines
Il nrsquoexiste que chez les organismes aeacuterobie
Cette eacutetape finale du catabolisme des carbohydrates des acides gras et des acides amineacutes assure la plus grande des besoins eacutenergeacutetiques de la cellule gracircce agrave la formation de coenzymes reacuteduits qui seront reacute oxydeacutes dans la chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 17
Cycle de KREBS
IL se deacuteroule dans la matrice de la mitochondrie
IL transforme lrsquoaceacutetyl-coa en gaz carbonique en NADH+H+ en ATPet en FADH2
IL comporte huit reacuteactions enzymatiques deacutecomposables en reacuteactions simples
Lrsquo aceacutetylcoenzyme A qui est le premier substrat du cycle de KREBSen est eacutegalement le dernier
03012009 Philippe Bouvet 18
03012009 Philippe Bouvet 19
Phosphorylation oxydativeou chaine respiratoire
Lors des reacuteactions du catabolisme que sont la glycolyse et le cycle de Krebs
il y a production de coenzymes reacuteduits (NADH et CoQH2) Ces coenzymes
vont ecirctre reacute oxydeacutes par la chaine respiratoire au niveau des crecirctes de la
membrane interne mitochondriale
Cette reacute oxydation srsquoaccompagne drsquoun gradient transmembranaire de protons
Ce gradient est une forme de stockage de lrsquoeacutenergie contenu dans les
coenzymes qui deacuterive elle-mecircme de lrsquoeacutenergie contenue dans les moleacutecules
deacutegradeacutees au cours du catabolisme
Le gradient de proton va servir agrave fabriquer de lrsquoATP moleacutecule eacutenergeacutetique
utilisable au niveau de lrsquoATP syntheacutease une proteacuteine membranaire
mitochondriale
Ce meacutecanisme est aussi connu sous le nom de Theacuteorie chimiosmotique
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 14
03012009 Philippe Bouvet 15
03012009 Philippe Bouvet 16
Cycle des acides tricarboxyliques
Ce cycle est la plaque tournante du meacutetabolisme cellulaire Il est
alimenteacute par le catabolisme des glucides des lipides et des proteacuteines
Il nrsquoexiste que chez les organismes aeacuterobie
Cette eacutetape finale du catabolisme des carbohydrates des acides gras et des acides amineacutes assure la plus grande des besoins eacutenergeacutetiques de la cellule gracircce agrave la formation de coenzymes reacuteduits qui seront reacute oxydeacutes dans la chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 17
Cycle de KREBS
IL se deacuteroule dans la matrice de la mitochondrie
IL transforme lrsquoaceacutetyl-coa en gaz carbonique en NADH+H+ en ATPet en FADH2
IL comporte huit reacuteactions enzymatiques deacutecomposables en reacuteactions simples
Lrsquo aceacutetylcoenzyme A qui est le premier substrat du cycle de KREBSen est eacutegalement le dernier
03012009 Philippe Bouvet 18
03012009 Philippe Bouvet 19
Phosphorylation oxydativeou chaine respiratoire
Lors des reacuteactions du catabolisme que sont la glycolyse et le cycle de Krebs
il y a production de coenzymes reacuteduits (NADH et CoQH2) Ces coenzymes
vont ecirctre reacute oxydeacutes par la chaine respiratoire au niveau des crecirctes de la
membrane interne mitochondriale
Cette reacute oxydation srsquoaccompagne drsquoun gradient transmembranaire de protons
Ce gradient est une forme de stockage de lrsquoeacutenergie contenu dans les
coenzymes qui deacuterive elle-mecircme de lrsquoeacutenergie contenue dans les moleacutecules
deacutegradeacutees au cours du catabolisme
Le gradient de proton va servir agrave fabriquer de lrsquoATP moleacutecule eacutenergeacutetique
utilisable au niveau de lrsquoATP syntheacutease une proteacuteine membranaire
mitochondriale
Ce meacutecanisme est aussi connu sous le nom de Theacuteorie chimiosmotique
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 15
03012009 Philippe Bouvet 16
Cycle des acides tricarboxyliques
Ce cycle est la plaque tournante du meacutetabolisme cellulaire Il est
alimenteacute par le catabolisme des glucides des lipides et des proteacuteines
Il nrsquoexiste que chez les organismes aeacuterobie
Cette eacutetape finale du catabolisme des carbohydrates des acides gras et des acides amineacutes assure la plus grande des besoins eacutenergeacutetiques de la cellule gracircce agrave la formation de coenzymes reacuteduits qui seront reacute oxydeacutes dans la chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 17
Cycle de KREBS
IL se deacuteroule dans la matrice de la mitochondrie
IL transforme lrsquoaceacutetyl-coa en gaz carbonique en NADH+H+ en ATPet en FADH2
IL comporte huit reacuteactions enzymatiques deacutecomposables en reacuteactions simples
Lrsquo aceacutetylcoenzyme A qui est le premier substrat du cycle de KREBSen est eacutegalement le dernier
03012009 Philippe Bouvet 18
03012009 Philippe Bouvet 19
Phosphorylation oxydativeou chaine respiratoire
Lors des reacuteactions du catabolisme que sont la glycolyse et le cycle de Krebs
il y a production de coenzymes reacuteduits (NADH et CoQH2) Ces coenzymes
vont ecirctre reacute oxydeacutes par la chaine respiratoire au niveau des crecirctes de la
membrane interne mitochondriale
Cette reacute oxydation srsquoaccompagne drsquoun gradient transmembranaire de protons
Ce gradient est une forme de stockage de lrsquoeacutenergie contenu dans les
coenzymes qui deacuterive elle-mecircme de lrsquoeacutenergie contenue dans les moleacutecules
deacutegradeacutees au cours du catabolisme
Le gradient de proton va servir agrave fabriquer de lrsquoATP moleacutecule eacutenergeacutetique
utilisable au niveau de lrsquoATP syntheacutease une proteacuteine membranaire
mitochondriale
Ce meacutecanisme est aussi connu sous le nom de Theacuteorie chimiosmotique
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 16
Cycle des acides tricarboxyliques
Ce cycle est la plaque tournante du meacutetabolisme cellulaire Il est
alimenteacute par le catabolisme des glucides des lipides et des proteacuteines
Il nrsquoexiste que chez les organismes aeacuterobie
Cette eacutetape finale du catabolisme des carbohydrates des acides gras et des acides amineacutes assure la plus grande des besoins eacutenergeacutetiques de la cellule gracircce agrave la formation de coenzymes reacuteduits qui seront reacute oxydeacutes dans la chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 17
Cycle de KREBS
IL se deacuteroule dans la matrice de la mitochondrie
IL transforme lrsquoaceacutetyl-coa en gaz carbonique en NADH+H+ en ATPet en FADH2
IL comporte huit reacuteactions enzymatiques deacutecomposables en reacuteactions simples
Lrsquo aceacutetylcoenzyme A qui est le premier substrat du cycle de KREBSen est eacutegalement le dernier
03012009 Philippe Bouvet 18
03012009 Philippe Bouvet 19
Phosphorylation oxydativeou chaine respiratoire
Lors des reacuteactions du catabolisme que sont la glycolyse et le cycle de Krebs
il y a production de coenzymes reacuteduits (NADH et CoQH2) Ces coenzymes
vont ecirctre reacute oxydeacutes par la chaine respiratoire au niveau des crecirctes de la
membrane interne mitochondriale
Cette reacute oxydation srsquoaccompagne drsquoun gradient transmembranaire de protons
Ce gradient est une forme de stockage de lrsquoeacutenergie contenu dans les
coenzymes qui deacuterive elle-mecircme de lrsquoeacutenergie contenue dans les moleacutecules
deacutegradeacutees au cours du catabolisme
Le gradient de proton va servir agrave fabriquer de lrsquoATP moleacutecule eacutenergeacutetique
utilisable au niveau de lrsquoATP syntheacutease une proteacuteine membranaire
mitochondriale
Ce meacutecanisme est aussi connu sous le nom de Theacuteorie chimiosmotique
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 17
Cycle de KREBS
IL se deacuteroule dans la matrice de la mitochondrie
IL transforme lrsquoaceacutetyl-coa en gaz carbonique en NADH+H+ en ATPet en FADH2
IL comporte huit reacuteactions enzymatiques deacutecomposables en reacuteactions simples
Lrsquo aceacutetylcoenzyme A qui est le premier substrat du cycle de KREBSen est eacutegalement le dernier
03012009 Philippe Bouvet 18
03012009 Philippe Bouvet 19
Phosphorylation oxydativeou chaine respiratoire
Lors des reacuteactions du catabolisme que sont la glycolyse et le cycle de Krebs
il y a production de coenzymes reacuteduits (NADH et CoQH2) Ces coenzymes
vont ecirctre reacute oxydeacutes par la chaine respiratoire au niveau des crecirctes de la
membrane interne mitochondriale
Cette reacute oxydation srsquoaccompagne drsquoun gradient transmembranaire de protons
Ce gradient est une forme de stockage de lrsquoeacutenergie contenu dans les
coenzymes qui deacuterive elle-mecircme de lrsquoeacutenergie contenue dans les moleacutecules
deacutegradeacutees au cours du catabolisme
Le gradient de proton va servir agrave fabriquer de lrsquoATP moleacutecule eacutenergeacutetique
utilisable au niveau de lrsquoATP syntheacutease une proteacuteine membranaire
mitochondriale
Ce meacutecanisme est aussi connu sous le nom de Theacuteorie chimiosmotique
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 18
03012009 Philippe Bouvet 19
Phosphorylation oxydativeou chaine respiratoire
Lors des reacuteactions du catabolisme que sont la glycolyse et le cycle de Krebs
il y a production de coenzymes reacuteduits (NADH et CoQH2) Ces coenzymes
vont ecirctre reacute oxydeacutes par la chaine respiratoire au niveau des crecirctes de la
membrane interne mitochondriale
Cette reacute oxydation srsquoaccompagne drsquoun gradient transmembranaire de protons
Ce gradient est une forme de stockage de lrsquoeacutenergie contenu dans les
coenzymes qui deacuterive elle-mecircme de lrsquoeacutenergie contenue dans les moleacutecules
deacutegradeacutees au cours du catabolisme
Le gradient de proton va servir agrave fabriquer de lrsquoATP moleacutecule eacutenergeacutetique
utilisable au niveau de lrsquoATP syntheacutease une proteacuteine membranaire
mitochondriale
Ce meacutecanisme est aussi connu sous le nom de Theacuteorie chimiosmotique
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 19
Phosphorylation oxydativeou chaine respiratoire
Lors des reacuteactions du catabolisme que sont la glycolyse et le cycle de Krebs
il y a production de coenzymes reacuteduits (NADH et CoQH2) Ces coenzymes
vont ecirctre reacute oxydeacutes par la chaine respiratoire au niveau des crecirctes de la
membrane interne mitochondriale
Cette reacute oxydation srsquoaccompagne drsquoun gradient transmembranaire de protons
Ce gradient est une forme de stockage de lrsquoeacutenergie contenu dans les
coenzymes qui deacuterive elle-mecircme de lrsquoeacutenergie contenue dans les moleacutecules
deacutegradeacutees au cours du catabolisme
Le gradient de proton va servir agrave fabriquer de lrsquoATP moleacutecule eacutenergeacutetique
utilisable au niveau de lrsquoATP syntheacutease une proteacuteine membranaire
mitochondriale
Ce meacutecanisme est aussi connu sous le nom de Theacuteorie chimiosmotique
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 20
Chaine respiratoire mitochondriale
Elle est un ensemble de quatre complexes proteacuteiques auxquels sont associeacutes deux cofacteurs qui assurent lrsquointerface entre les complexes
1) Phase drsquooxydoreacuteduction permettant drsquoeacutejecter quatre protons hors de la matrice mitochondriale
2) Le complexe I va ensuite retrouver son eacutetat drsquooxydation anteacuterieur en transmettant lrsquoeacutelectron au coenzyme Q (ubiquinone)
3) Le complexe II oxyde le succinate en fumarate puis retrouve son eacutetat anteacuterieur en reacuteduisant lrsquoubiquinone (contient deux eacutelectrons)
4) Complexe III phase drsquooxydoreacuteduction et transmission drsquoeacutelectrons au cytochrome C La reacute oxydation fournie lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour eacutejecter quatre protons hors de la matrice
5) Le complexe IV reccediloit les eacutelectrons qursquoil reacuteduit agrave son tour Puis par oxydation retrouver son eacutetat anteacuterieur et eacutejecter quatre protons est lrsquooxygegravene
6) Lrsquooxygegravene reacuteduit va former avec les protons de la matrice une moleacutecule drsquoeau ce qui augmentera le gradient de proton
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 21
La synthegravese de lrsquoATP
La chaine respiratoire a permis la creacuteation drsquoun gradient de PH entre la matrice mitochondriale et lrsquoespace inter membranaire des mitochondries Mais la synthegravese de lrsquoATP nrsquoa pas encore eu lieu
Celle-ci est effectueacutee par une autre proteacuteine membranaire lrsquoATP syntheacutease qui est semblable agrave une pompe ionique chargeacutee de reacuteguler les flux drsquoions de part et drsquoautre de la membrane
En fonctionnement normal elle expulserait deux ions pour chaque moleacutecule drsquoATP hydrolyseacutee Toutefois le gradient eacutelectrochimique des ions est tel que la pompe marche agrave lrsquoenvers
Lrsquoentreacutee des deux ions assure la synthegravese drsquoune moleacutecule drsquoATP agrave partir drsquoADP et de phosphate inorganique
( voir scheacutema suivant)
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 22
Chaine respiratoire
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 23
Sans eacutenergie pas de vie
Sur notre planegravete toute lrsquoeacutenergie comprise dans les moleacutecules organiques provient du soleil
Lrsquoeacutenergie entre dans la biosphegraveresous forme de lumiegravere et en sort sous forme de chaleur
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 24
Energie issue de lrsquoalimentation
Drsquoougrave provient trsquoelle A travers lrsquoeacutenergie solaire les veacutegeacutetaux sont capables de transformer cetteeacutenergie solaire en eacutenergie chimique par un processus de photosynthegraveseCe pheacutenomegravene va permettre aux plantes de fabriquer surtout des glucidesmais aussi des proteacuteines et des graisses au deacutepart de lrsquoeau et du gaz carbonique de lrsquoair qursquoelles peuvent fixer gracircce agrave la chlorophylleCes macronutriments deviennent agrave leur tour fournisseurs drsquoeacutenergie
Elle est neacutecessaire pourLe maintien des fonctions vitales de lrsquoorganisme (tempeacuterature respiration rythme cardiaque)
Pour lrsquoactiviteacute physique (contraction musculaire)
Pour la croissance et la reacuteparation des tissus
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 25
Lrsquoalimentation source drsquoeacutenergie et de nutriments
La plupart des denreacutees alimentaires sont en reacutealiteacute des produits complexes qui
comprennent un meacutelange de composants
Les macronutriments (proteacuteines lipides glucides et alcool )qui fournissent
eacutenergie et mateacuteriaux de construction neacutecessaires pour la croissance et lrsquo
entretien du corps humain
Les micronutriments (vitamines mineacuteraux et oligo-eacuteleacutements) drsquoautre part nrsquo
apportent pas drsquoeacutenergie mais sont indispensables pour le bon fonctionnement
de lrsquoorganisme
Drsquoautres composants de lrsquoaliment (fibres antioxydantshellip) jouent des rocircles
importants pour lrsquoobtention drsquoune santeacute optimale
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 26
ENERGIE ISSUE DE LrsquoALIMENTATION
Pour demeurer en bonne santeacute notre corps agrave besoin de plus de 40
nutriments diffeacuterents
Les macronutriments sont neacutecessaires en plus grande quantiteacute que les
micronutriments
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 27
CONCLUSIONS
Au cours du travail effectueacute pour la reacutealisation de cet exposeacute je me suis tregraves souvent demandeacute quelles eacutetaient les causes et les raisons de la complexiteacute de lrsquoecirctre humain
Mais en mecircme temps eacutemerveilleacute par la conception et la preacutecision de cette chaine meacutetabolique que nous venons drsquoexplorer ensemble et qui daterait des origines de la vie tout en constituant certainement le plus ancien mode drsquoobtention de lrsquoeacutenergie encore existant aujourdrsquohui
A lrsquoaube de ce nouveau siegravecle permettons nous de recircver et de croire un instant qursquoil sera celui de la compreacutehension de la vie par et agrave travers lrsquohecirctre humain
ltlt science sans conscience nrsquoest que ruine de lrsquoacircmegtgt RABELAIS
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
03012009 Philippe Bouvet 28
Bibliographie
httpwebiologiefreefrcellulesmeacutetabolismeglycosylehtml
httpmpronovostepprofwebqccabionp1
httpfrwikipeacutediaorgwikiglycolyse
httpwwwsnvjussieufrbmeacutediameacutetabodevoxhtml
httpwwwchupsjussieufrpolysbiochimie
httpfrwikibooxorgwikiles_principales_voies_du_m
httpfrwikipeacutediaorgwikiphosphorylation_oxydative
httpwwwdopactioncomtextesmitohtm
httpwwwvoedingsinfoorgfragezondhb1htm
