complexes enzymatiques

Report


Tous les êtres vivants ont besoin d’une grande
quantité d’énergie pour assurer leurs fonctions
biologiques(synthèse des constituants, travail
mécanique,…..etc.). Dans les cellules animales, la
quasitotalité de l’énergie nécessaire à la vie de la
cellule est produite par les mitochondries.
Les mitochondries sont des organites présents
dans toutes les cellules eucaryotes. Leur fonction
principale est la synthèse d’ATP qui constitue la
source d’énergie utilisée par les cellules pour
assurer leur fonctions.
1. Membrane externe
3. L'espace entre
les deux membranes
Mitoribosomes
Les techniques d’ultracentrifugation ont permis
d’isoler ces différents composants afin d’étudier
leur composition indépendamment les uns des
autres.
1/La membrane externe: Elle contient 62% de
protéines et 37,4% de lipides. Il y a très peu de
cholesterol.
Elle renferme les porines; protéines de transport
qui se disposent de manière à délimiter des pores
afin de faciliter le passage dans les deux sens des
molécules d’un PM <10000Da.Elle possède des
enzymes d’activation des acides gras.
2/L’espace inter membranaire comporte l’adényl kinase qui permet la
réaction: AMP+ATP→2ADP. Ces ADP traversent la mambrane interne
pour etre phosphorylée en ATP par les ATP synthétases de la membrane
interne.
3/La membrane interne:
elle est riche en protéines(80%)
et ne renferme que 20% de lipides.
Elle contient:
- complexes enzymatiques:
ATP synthétase= particules
élémentaires. Ces complexes
apparaissent comme des particules
Pédonculées
(formés d’une tête et d’une tige)
tapissant la face matricielle de la
membrane interne,
ils assurent la fabrication à partir de
l’ADP d’ ATP dans la matrice.


-La chaine respiratoire: formée de protéines
membranaires assurant le transport d’électrons
jusqu’à loxygène moléculaire.
-Des transférases/translocases: qui réglent le
transit des métabolites.




4/La matrice: c’est l’espace limité par la
membrane interne et compris entre les crêtes
mitochondriales. Elle renferme:
*les ribosomes mitochondriaux
*L’ADN mitochondrial circulaire non associé
à des protéines histones. La mitochondrie en
contient plusieurs copies.Cet ADN lui permet
de synthétiser un nombre restreint de ses
propres protéines(environ 13).




*Les autres acides nucléiques: ARN t, ARNm,
ARNr,…etc.
*L es enzymes du cycle de Krebs.
*Les enzymes du catabolisme des acides gras.
*Les enzymes de la transcription, de la
réplication…etc




*synthèse des acides gras.
*concentrations et stockage de
substances(protèines, métaux,lipides).
*synthèse de stéroides.
*SYNTHESE D’ATP (principale fonction).


La production d’ATP implique deux étapes
complémentaires se déroulant l’une dans le cytosol
c’est la phase cytosolique,l’autre dans la mitochondrie
c’est la phase mitochondriale.
A- La phase cytosolique: les substances nécessaires à la
synthèse d’ATP sont fournies par l’alimentation ce sont
les protéines, les glucides et les lipides. Les produits de
la digestion: aminoacides, sucres simples comme le
glucose, acides gras, pénètrent dans le cytosol en
traversant la membrane plasmique par l’intermédiaire
de perméases et/ou le phénomène d’endocytose.


**Les AA (une partie) sont catabolisés en pyruvate
**Le glucose est également dégradé en
pyruvate , c’est la glycolyse,qui se déroule en
milieu anaérobie, c’est-à-dire en absence
d’oxygène. Les réactions de glycolyse
produisent de l’ATP mais un rendement faible.
B/ La phase mitochondriale:
Le pyruvate, les acides gras ainsi que les ions et
l’ADP, traversent la membrane externe de la
mitochondrie par l’intermédiaire des porines,
perméases de type passif.
Ces molécules sont transportées dans la matrice à
travers la membrane interne par d’autres perméases
de type actif.
B-1/ Obtention de l’acétyl-co-A: l’acétyl co-A est
utilisé par la mitochondrie comme combustible ,c’est
la voie d’entrée dans le métabolisme mitochondrial.
C’est un dérivé commun des pyruvates et des acides
gras.



a- les acides gras sont oxydés en acétyl coenzyme A avec production de NADH et
FADH2.L’ensemble des réactions de la
βoxydation des acides gras constituent l’hélice
de Lynen: à chaque réaction l’acide gras perd
deux atomes carbones(soit un radical
acétyl:CH3CO.
b/Le pyruvate est également convertis en
acétyl-co-A, avec production CO2 et de
NADH2.
B-2/Décarboxylation et déshydrogénation de
L’acètyl –co-A: cette étape comprend un cycle de
8 réactions: cycle de Krebs. C’est une séquences
de réactions ayant l’acide oxaloacétique comme
substrat initial et terminal. L’acètyl-co-A cède le
radical acètyl(CH3CO) à l’acide oxaloacétique,
ainsi commence une série de réactions
d’oxydation:
- qui transforme chaque radical acètyl en 2
molécules de CO2, 8 atomes d’hydrogène et 8
électrons.
-Les accepteurs NAD (nicotinamide adénine dinucléotide
) et FAD(flavine adénine dinucléotide)se combinent avec
les protons et les électrons. Il se forme 3 molécules de
NADH et une molécule de FADH2 à chaque cycle de
Krebs,selon les réactions suivantes:
FAD+2H+2électrons→FADH2
NAD+2H+2électrons→NADH+H
3/ La chaine respiratoire
-Les 8 électrons libérés à chaque cycle sont acceptés par le
NAD et le FAD. Ils sont transmis jusqu’à l’accepteur final,
l’oxygène moléculaire, par un ensemble de complexes
enzymatiques associés en une chaine respiratoire.
3-1/ Les complexes enzymatiques de la chaine
respiratoire sont des édifices moléculaires
volumineux qui renferment des atomes métalliques. Il
en existe 4:
*complexe I: NADH déshydrogénase oxyde
NADH en NAD.
* le complexe II: succinate-déshydrogénase qui
capte les électrons portés par le FADH2.
* Le complexe III: complexe b-c1.
* Le complexe IV: complexe cytochrome
oxydase.
3-2/Les électrons sont transportés entre les
complexes enzymatiques de la chaine respiratoire
dans l’épaisseur de la membrane interne par deux
molécules: l’ubiquinone amène les électrons
au complexe III. Le cytochrome c amène les
électrons du complexe III au complexe IV.
3-3/Les électrons perdent à chaque fois de
l’énergie qui est utilisée par les complexes de la
chaine respiratoire pour exporter des protons H+
de la matrice vers l’espace inter membranaire.
3-4/le dernier complexe; le cytochrome oxydase
produit des molécules d’eau à partir de l’oxygène qui
pénètre dans la matrice de manière passive.
4/La phosphorylation oxydative: Le transport de
protons H+ dans l’espace inter membranaire
provoque l’apparition d’une différence de
concentration de ces ions entre les deux faces de la
membrane interne, la face externe devient plus
électropositive que la face interne cette ddp provoque
la pénétration des protons dans la matrice en
traversant la particule élémentaire(ATP synthétase).
Ce flux de protons active la particule élémentaire qui
catalyse la réaction ADP+P→ATP .

similar documents