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Biochimie métabolique (métabolisme). Examens 2011 et 2012
LIENS UTILES:
-
Lipides,
Acides gras
- Acides
gras. Modifications
- Lipides
membranaires
- Lipides.
Structure 3D
- Lipides.
Types
- Membranes. QCM
- Métabolisme
des lipides. Examen S4 2013
- Lipides,
Acides gras. QCM (Ar, Fr)
- Acides
gras. Structure 3D
- Acides
gras. Biotech
- Désaturase
- Cholestérol, Lipoprotéines
HDL et LDL
- Lipides. Métabolisme
- QCM Métabolisme des lipides
- Métabolisme.
TP S4 (Néoglucogenèse)
Le
métabolisme
(Biochimie métabolique) englobe un ensembles de réactions
d'anabolisme et de catabolisme de molécules biologiques. L'énergie
chimique (ATP) est nécesaire dans certaines et produite par d'autres
Examen
de Biochimie métabolique (métabolisme), niveau S4, 2011
et 2012 , Faculté
des Sciences-Semlalia, Université Cadi Ayyad, Marrakech, Maroc.
Durée: 90 minutes
On
considère la réaction suivante:
Citrate
+ HS-CoA + X --> Oxaloacétate + X' + Y
a-
(0,5 points): donner les noms de X' (provient de X) et de Y.
b- (0,5 points): Quel nom pourriez-vous donner à cette
réaction ?
c- (2 points): Quel est le but de cette réaction ?
2/
(6 points)
Le
composé Y s'engage dans la voie de biosynthèse des acides
gras (AG)
a-
(2 points): Donner la réaction d'initiation de cette synthèse
(formules horizontales, noms des produits, réactifs et enzyme)
b-
(4 points): Ecrire la réaction globale de la synthèse
à partir de Y d'un acide gras saturé à quatre atomes
de carbone en précisant le nom de l'acide gras formé.
3/
(3 points): Sachant que cette synthèse nécessite du NADPH2,
comme agent réducteur, écrire les réactions de
formation de ce réducteur, tout en précisant les noms
des précurseurs directs de ce réducteur (sans formule,
ni enzymes).
4/
(8 points): Si la synthèse d'acide gras à partir de Y
se poursuit jusqu'au stade acide gras saturé à dix atomes
de carbone.
a-
(4 points): Quelle sera l'équation globale de cette voie métabolique
à partir de Y ?
b-
(4 points): Préciser pour chacun des réducteurs utilisés
les origines et le nombre avec justificatif.
Réponses
brèves de l'examen 2012
Avertissement:
Les éléments d'information ci joints ne peuvent constituer
les réponses complètes aux questions posées, considérant
d'éventuels manques de précisions que le responsable de
l'épreuve pourrait fournir suite à la demande des étudiants.
a-
X' (provient de X) = ADP, Y = Acétyl-CoA.
b-
Nom à donner à cette réaction : navette citrate,
navette acétyl-CoA, transport de l'acétyl-CoA. Rréaction
de transfert du radical acétyle de la mitochondrie dans le cytosol,
catalysée par une citrate synthase ATP-dépendante. Le
citrate est clivé en acétyl-CoA et en oxaloacétate
qui régénère le pyruvate. La séquence des
réactions est la suivante :
-
Citrate + HSCoA + ATP ---> Oxaloacétate + Acétyl-CoA
+ ADP + Pi (citrate
synthase ATP-dépendante)
-
Oxaloacétate + NADH,H+ --> malate + NAD+ (malate DH à
NAD+)
- Malate + NADP+ --> Pyruvate + CO2 + NADPH,H+ (malate DH à
NADP+)
c-
But de cette réaction : Sortie de l'acétyl-CoA pour la
synthèse des acides gras.

Image
complète
2.
Biosynthèse
des acides gras (AG):
a-
Réaction d'activation de la biosynthèse d'acides
gras (initiation):
Acétyl-CoA
+ ATP + CO2 --> Malonyl-CoA + ADP + Pi +
Réaction
irréversible catalysée par l'Acétyl-CoA carboxylase
(étape limitante)
Pour
rappel la Biosynthèse des acides gras se fait en 3 étapes:
Activation, Elongation et Terminaison.
b-
Réaction globale de la synthèse d'un acide gras à
4 atomes de carbone:
Règle:
acide gras à 2n atomes de carbone:
n
Acétyl-CoA + (n-1) ATP + 2 (n-1) (NADPH,H+ )--> Acide gras
+ n HSCoA + (n-1) ADP + (n-1) Pi + 2 (n-1) NADP+
Avec
acide gras à 4 atomes de carbone (n=2):
2
Acétyl-CoA + 1 ATP + 2 (NADPH,H+ ) + HS-ACP--> Butyryl-S-ACP
+ 2 HSCoA + 1 ADP + 1 Pi + 2 NADP+
3.
NADPH utilisé comme réducteur dans la biosynthèse
des acides gras.
Le
NADPH utilisé par le synthèse des acides gras (voie anabolique)
provient desources principales:
-
Glu-6P + NADP --> 6-phosphogluconate + NADPH2 (voie des pentoses,
Phase oxydative)
-
6-phosphogluconate + NADP ---> + NADPH2 (voie des pentoses phosphates)
-
Malate + NADP ---> Pyruvate + NADPH2 + CO2 (Enzyme malique)
4.
a- 5 Acétyl-CoA + HS-ACP + 4 ATP + 8 NADPH2---> C10:O-S-ACP
+ 5 HS-CoA + 4 H2O + 4 ADP + 4 Pi + 8 NADP
b-
On utilise 8 HADH2 et on a la réaction Citrate + HS-CoA + ATP
--> Oxaloacétate + ADP + Pi + Acétyl-CoA.
Oxaloacétate
+ NADH2 --> NAD + malate et Malate + NADP --> Pyruvate + NADPH2
Comme
on a Acétyl-CoA qui arrivent par le citrate, on aura 5 NADPH2
qui proviennent du malate. Donc: 8-5 = 3 NADPH2 qui proviennent de la
voie des pentoses phosphate.
SUITE
DE L'EXAMEN ....
Examen Avril 2011
Réponses brèves
-
Exercice 1 (4 points)
1-
Répondre par oui ou non à propos des questions suivantes
-
a (0,5 point) - le lactate est obtenu par oxydation du pyruvate
- b (0,5 point) - pour une molécule de glucose 2 molécules
d'ATP et de NADH2 sont produites lors de la fermentation lactique
2-
Quel intérêt présente cette réaction pour
les cellules (2 lignes maximum)
-
Exercice 2 (1,5 points)
On
donne les valeurs des potentiels standards d'oxydoréduction pour
les réactions suivantes:
Fumarate
+ 2 H+ + 2e- <---> Succinate (delta E0' = - 0,031 V)
2 H+ + 2e- <---> H2 (delta E0' = - 0,42 V)
1
(1 point) - calculer les variations d'énergie libre associées
au passage de 2 électrons de l'hydrogène au succinate. Détaillez
les calculs.
2
(0,5 point) - comment peut-on qualifier cette réaction d'un
point de vue énergétique ?
-
Exercice 3 (6 points)
Des
patients souffrant d'une maladie périférique des artères
sont examinés. Cette maladie est associée à des défauts
de la chaîne de transport des électrons au niveau des tissus
musculaires. Des biopsies (prélèvements) de muscles sont
analysées en mesurant les activités enzymatiques suivantes:
Activités
enzymatiques
(nmol/min/g protéines mitochondriales)
|
Patients
|
Témoins |
NADH
déshydrogénase |
2,45 |
3,35 |
NADH-Ctyochrome
C oxydoréductase |
0,072 |
0,150 |
Succinate
déshydrogénase |
0,108 |
0,110 |
Ubiquinol-Cytochrome
C oxydoréductase |
0,95 |
1,47 |
Citrate
synthase |
21,4 |
19,8 |
1
(2 points) - que représente la succinate déshydrogénase
et quel est son rôle ?
2
(1 point) - quelles sont les anomalies de la chaîne de transport
des électrons des tissus musculaires des patients .
3
(1 point) - à quoi correspond l'activité citrate synthase
(réaction complète sans formules) ?
4
(2 point) - pourquoi on mesure l'activité citrate synthase
?
NB:
une activité est considérée anormale quand elle est
inférieure d'au moins 30% à celle du témoin.
-
Exercice 4 (8,5 points)
Du
pyruvate totalement marqué au deutérium sur le carbone N°
3 et de l'oxaloacétate marqué par du carbone 14 sur le carbone
N° 4, sont ajoutés à un extrait cellulaire contenant
les enzymes et les cofacteurs du cycle de Krebs et du complexe pyruvate
déshydrogénase.
1-a
(0,5 point) - comment appelle-t-on la réaction catalysée
par le complexe pyruvate déshydrogénase ?
1-b
(1 point) - quel est l'intérêt de ce complexe ?
2
- Les réactifs marqués s'engagent dans la voie catabolique.
-
a (0,5 point) - donnez la réaction complète (sans formules)
des produits formés juste après la première libération
de l'un des deux traceurs.
-
b (1 point) - écrire les noms ainsi que les formules des métabolites
formés en précisant par des couleurs différentes
le(s) isotope(s).
3
(2 points) - Ecrire l'équation totale et équilibrée
lorsque le métabolite formé à partir du pyruvate
et de l'oxaloacétate aura perdu un deuxième élément
marqué
4
(1 point) - donnez la formule développée et le nom du
métabolite libéré après cette dernière
réaction, en précisant le(s) marquage(s).
5
(0,5 point) - quel est le bilan énergétique dans ce
cas ?
6
-a (0,5 point) - que devient ce bilan en présence d'antimycine
?
-b (1 point) - justifiez votre réponse (exp: x NADH2 ->
y ATP)