| name | metabolisme-bioenergetique |
| description | Compétence niveau ingénieur/docteur en métabolisme et bioénergétique. Couvre la glycolyse, le cycle TCA, la phosphorylation oxydative et la photosynthèse. |
| arxiv_categories | ["q-bio.MN","q-bio.SC"] |
Compétence : Métabolisme et Bioénergétique
Présentation
Compétence niveau ingénieur/docteur en métabolisme : glycolyse, TCA, phosphorylation oxydative, β-oxydation, photosynthèse.
1. Principes Bioénergétiques
| Composé | ΔG°' hydrolyse (kcal/mol) |
|---|
| PEP | -14.8 |
| 1,3-BPG | -11.8 |
| Créatine-P | -10.3 |
| ATP → ADP + Pi | -7.3 |
| Glucose-6-P | -3.3 |
2. Glycolyse
Phase d'investissement (2 ATP)
Glucose → G6P → F6P → F1,6BP → DHAP + G3P (×2)
Phase de récupération (4 ATP + 2 NADH)
G3P → 1,3-BPG → 3-PG → 2-PG → PEP → Pyruvate
Bilan : Glucose + 2 NAD⁺ + 2 ADP → 2 Pyruvate + 2 NADH + 2 ATP
Régulation PFK-1 : ↑ AMP, F-2,6-BP ; ↓ ATP, Citrate
3. Cycle TCA (Krebs)
8 réactions dans matrice mitochondriale
Acétyl-CoA + OAA → Citrate → Isocitrate → α-KG → Succinyl-CoA → Succinate → Fumarate → Malate → OAA
Bilan : 3 NADH + FADH₂ + GTP + 2 CO₂
Régulation : ↑ Ca²⁺, ADP ; ↓ NADH, ATP
4. Chaîne Respiratoire
| Complexe | Pompage H⁺ | Inhibiteur |
|---|
| CI : NADH → Q | 4 H⁺ | Roténone |
| CII : Succinate → Q | 0 | — |
| CIII : Q → Cyt c | 4 H⁺ | Antimycine A |
| CIV : Cyt c → O₂ | 2 H⁺ | CN⁻, CO |
| CV : ATP synthase | — | Oligomycine |
Force proton-motrice : Δψ (~180 mV) + ΔpH → ATP
Rapport P/O : ~2.5 (NADH), ~1.5 (FADH₂)
5. β-Oxydation
Palmitate (C16:0)
7 cycles → 8 Acétyl-CoA + 7 FADH₂ + 7 NADH
→ 106 ATP/palmitate
Transport : Carnitine (CPT-1, inhibé par malonyl-CoA)
6. Photosynthèse
Phase claire (thylakoïdes)
PSII (P680) : H₂O → O₂ + e⁻ → PQ → Cyt b6f → PC → PSI (P700) → NADP⁺
ATP synthase : photophosphorylation
Cycle de Calvin (stroma)
3 CO₂ + 9 ATP + 6 NADPH → G3P
RuBisCO : CO₂ + RuBP → 2×PGA
Photorespiration : O₂ → 2-PG (perte)
Plantes C4 : évitent photorespiration
7. Bilan ATP
| Substrat | ATP total |
|---|
| Glucose | ~30-32 |
| Palmitate | ~106 |
| Corps cétoniques | ~20-24 |
| Glutamine | ~24 |
8. Références
- Nelson D.L. & Cox M.M. — Lehninger Principles of Biochemistry (8th ed.)
- Voet D. & Voet J.G. — Biochemistry (5th ed.)
- Krebs H.A. & Johnson W.A. (1937) — TCA cycle — Enzymologia
- Mitchell P. (1961) — Chemiosmotic theory — Nature (Nobel 1978)
