Éléments de Biochimie

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Éléments de Biochimie
Cours de M. Bosseloir
1ère année BSI et BSF
7. Énergétique biochimique
7.1. Introduction
Une cellule a continuellement besoin d'énergie pour remplir
ses fonctions : mouvements (contractions musculaires),
biosynthèse, transports actifs.
Cette énergie provient du catabolisme, c'est-à-dire
l'ensemble des réactions conduisant à la dégradation des aliments.
Un exemple connu : l'oxydation du glucose en CO2 au cours de la
respiration.
Évidemment nous ne mangeons pas tout le temps, cette
énergie est donc stockée pour nos besoins futurs dans des
composés dits "riches en énergie".
Remarque : Comme les aliments sont produits à partir de
CO2 et de certains autres composés inorganiques grâce à l'énergie
lumineuse, toute vie sur Terre dépend de l'activité solaire.
7.2. « Riche en énergie » ?
"Riche en énergie" veut dire que la réaction d'hydrolyse de
ce composé libère de l'énergie.
Par exemple:
- de +- 30 kJ/mol pour l'hydrolyse de l'ATP en ADP (+Pi),
- de 62 kJ/mol pour l'hydrolyse du phosphoénolpyruvate en
pyruvate (+Pi),
- de 14 kJ/mol pour l’hydrolyse du glucose-6-phosphate en
glucose.
7.3. L’ATP, molécule énergétique clef !
L'ATP est la principale source "d'énergie chimique" de nos
cellules.
C'est l'énergie libérée par l'hydrolyse de l'ATP en ADP ou/et
AMP qui permet à la cellule d'effectuer ses travaux.
Réaction d'hydrolyse :
ATP + H2O  ADP + Pi + H+
énergie libérée = 30,5 kJ/mol
G°' = - 30,5 kJ/mol
° = conditions standards = 101,3 kPa et 298 K
' = pH 7
Si la réaction d'hydrolyse de l'ATP en ADP fournit 30,5
kJ/mol, la réaction inverse -la phosphorylation de l'ADP en ATPconsomme 30,5 kJ/mol; il ne faut pas perdre de vue qu'il s'agit d'une
réaction d'équilibre.
7.4. Notion de couplage
En fait, les besoins énergétiques sont couverts grâce aux
couplages de réactions (ou processus) qui libèrent de l'énergie avec
celles (ceux) qui en consomment.
Exemple : le couplage de l'oxydation du glucose et des
travaux cellulaires par l'intermédiaire du couple ADP/ATP.
L'oxydation du glucose fournit 2800 kJ/mol :
C6H12O6 + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O
7.4. Notion de couplage
Exemple : le couplage de l'oxydation du glucose et des
travaux cellulaires par l'intermédiaire du couple ADP/ATP.
7.5. Types de couplage
On distingue quatre types de couplage :
- chimio-chimique
- chimio-osmotique
- osmo-chimique
- osmo-osmotique
Par convention, le premier processus donne l’énergie
nécessaire au second.
Il faut encore distinguer transport actif (non spontané) et
transport passif (spontané) pour bien comprendre ces couplages.

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