[PDF] CAHIER DEXERCICES de BIOCHIMIE 4. Métabolisme Energétique

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http://www.chusa.upmc.fr/disc/bio_cell PAES CAHIER D'EXERCICES de BIOCHIMIE 2010-2011 EDITE PAR LE DEPARTEMENT DE BIOLOGIE 4. Métabolisme Energétique

Cahier d'Exercices de Biochimie / PAES Métabolisme énergétique / 2 Faculté de Médecine Pierre & Marie Curie CAHIER D'EXERCICES POUR PAES BIOCHIMIE IV. METABOLISME ENERGETIQUE SOM MAI RE Page 1. Chaîne respiratoire mitochondriale ....... 3 2. Glycolyse .................................. 4 3. Cycle de Krebs ... ... ..... ... .. ... ... ... ... . 6 4. Exercices de synthèse ..................... 7 5. QCM ..... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .. . 9 6. Extraits d'Annales du concours ..... ... ... . 11 Image de couverture: Schéma fonctionnel de l'ATP synthase (Prix Nobel de chimie 1997: schéma tiré de http://www.nobel.se/chemistry/laureates/1997/illpres )

Cahier d'Exercices de Biochimie / PAES Métabolisme énergétique / 3 Faculté de Médecine Pierre & Marie Curie 1. CHAINE RESPIRATOIRE MITOCHONDRIALE 1.1 Le transfert d'électrons dans la chaîne respiratoire mitochondriale peut-être représentée par la réaction nette : NADH, H+ + 1/2 O2 H2O + NAD+ a. Entre les 2 couples conjugués d'oxydo-réduction, lequel à la tendance la plus grande à perdre ses électrons ? Pourquoi ? b. Calculer la valeur de la variation du potentiel standard d'oxydo-réduction ∆Eo' pour cette réaction de transfert d'électrons mitochondrial. c. Calculer la variation d'énergie libre standard ∆Go' associée à cette réaction. d. Combien de molécules d'ATP pourraient en théorie être formées par molécule de NADH oxydée au cours de cette réaction, si l'on prend l'énergie libre standard de synthèse d'ATP à partir d'ADP, égale à 30,5 kJ/mole ? e. Co mbien de molécules d'ATP so nt synthétisées dans les cellules en temps ordinaire ? Quel est donc le rendement de conservation d'énergie au cours de ces réactions ? On donne : T = température absolue = 273°K + valeur °C ; R = 8,31 Joules/mole ; E°' du couple NAD +/NADH+H+= - 0,32 volt ; E°' du couple 1/2 O2 / H2O= + 0,81 volt ∆Go' = -nF ∆Eo' avec n = nombre d'électrons, F = constante de Faraday (96 KJ/volt/mole) 1.2 Une préparation mitochondriale est incubée en présence de NADH, d'oxygène, d'ADP et de phosphate en concentr ations non limitantes. On suit la consommation d'oxygène et la formation d'ATP, dans différentes conditions expérimentales. a. Ecrire la réaction globale d'oxydation du NADH, H+ par l'oxygène. • Préciser s'il s'agit d'un processus endergonique ou exergonique • Calculer la variation d'énergie libre mise en jeu (dans des conditions standards). b. Citer les 3 complexes d'oxydo-réduction et les 2 transporteurs mobiles intervenant dans cette réaction. c. La chaîne des transporteurs d'électrons comprend un quatrième complexe qui n'intervient pas dans la séquence envisagée ici. Quel est ce complexe et pourquoi n'intervient-il pas ? d. Etablir le bilan en moles d' ATP synth étisé et en oxygèn e consommé ré sultant de l'oxydation d'une mole de NADH. On incube cette même préparation en absence soit de NADH, soit d'oxygène, soit d'ADP, les autres constituants restant en concentrations non limitantes. e. En absence de NADH, H+ ou d'oxygène, indiquer dans quel état (oxydé ou réduit) vont se trouver les transporteurs d'électrons. f. Que se passe-t-il en absence d'ADP ? On répète cette incubation avec tous les substrats en concentrations non limitantes et en ajoutant l'un ou l'autre des effecteurs suivants : 1- amytal ; 2- antimycine ; 3- cyanure 4- atractyloside g. Préciser l'effet de ces effecteurs h. Etablir, comme dans la question d, le bilan en ATP et en oxygène. L'incubation est réalisée avec tous les substrats en concentrations non limitantes et en présence d'oligomycine. i. Quel est l'effet de l'oligomicyne et que devient alors le bilan en ATP et en oxygène. j. Que se passe-t-il si, en présen ce d'oligomycine, on ajout e du dinitrophénol da ns le milieu d'incubation ?

Cahier d'Exercices de Biochimie / PAES Métabolisme énergétique / 4 Faculté de Médecine Pierre & Marie Curie Ox.Réd.

succinate fumarate amytal roténone antimycine CO CN oligomycine ATP synthase V NADH 2 NAD IIII CoQH 2 H H H CoQ FAD II Cyt c Fe 2+ Cyt c Fe 3+ 1/2O 2 ATP H 2 O ADP + Pi 2H H

ATP ADP

ATP ADP

atractyloside

Espace inter-membranaire

Membrane

interne

Matrice

IV ATP translo -case

k. Localiser sur le schéma ci -dessous de la chaîne re spiratoir e les dif férents éléments mentionnés tout au long de cet exercice 2. GLYCOLYSE 2.1 Au cours de la glycolyse, le glucose (C6) est transformé en pyruvate (C3). a. Quelle enzyme est responsable de la scission de la molécule à 6 carbones en molécules à 3 carbones ? b. Quelles sont les caractéristiques de ces molécules à 3 carbones ? c. Cette préparation pour l'hydrolyse a nécessité quel(s) type(s) de modification du glucose ? d. Une seule de ces molécules à 3C poursu it directem ent sa transformation dans la voie métabolique pour être convertie en pyruvate. • Laquelle ? • Quel est le devenir de la deuxième ? e. Quel est le bilan énergétique de cette pr emière phase de l a glycolyse, dite phase préparatoire ? 2.2 a. Quelles sont les étapes irréversibles de la glycolyse ? b. Quelles sont les transformations métaboliques possibles du pyruvate produit lors de la glycolyse en conditions aérobie et anaérobie ? Comment varie la consommation de glucose dans et l'autre cas ? 2.3 Soient les réactions suivantes : b

X a P C=O CH 2 OH CH 2 O P C=O CH 2 OH CH 2 O

Cahier d'Exercices de Biochimie / PAES Métabolisme énergétique / 5 Faculté de Médecine Pierre & Marie Curie Sachant que les enzymes catalysant les réactions a et b ne sont pas identiques, • Ecrire la formule de X • Donner les noms des coenzymes intervenant dans les réactions a et b. • Donnez le nom et la localisation cellulaire des enzymes catalysant les réactions a et b. Que permettent ces réactions dans le métabolisme énergétique ? 2.4 Les globules rouges métabolisent le glucose à vitesse élevée en formant du lactate. Pourquoi la production de lactate est-elle nécessaire po ur que l'utilis ation du gl ucose puisse se poursuivre ? Pourquoi pour mesurer le glucose sanguin (glycémie) ajoute t-on du fluorure de sodium dans les tubes de prélèvement ?. 2.5 On considère la voie métabolique partielle suivante : a. Donner le nom du composé (a). b. Compléter la formule de l'intermédiaire (d) et donner son nom c. Compléter les cadres (b), (c), (e) et (f) d. Donner le nom des enzymes Enz1 et Enz2 et préciser si l'ensemble de cette voie partielle est réversible ou non. e. Où et comment le composé du cadre (c) peut-il fournir de l'énergie ? f. Quel est l'effet de l'arséniate sur cette voie métabolique partielle ? 2.6 On se propose de synthétiser in vivo de l'ATP radioactif marqué en position γ par du 32[P], isotope radioactif du phosphore. A cette fin, on dispose de phosphate de sodium marqué par du 32[P] et d'ADP non radioactif. a. Ecrire la formule simplifiée du produit radiomarqué. b. Qu elle(s) réaction(s) de la glycolyse pe uvent être choisie(s) p our obtenir de l'ATP radiomarqué ? c. Pour chaque réaction choisie préciser les substrats et coenzymes nécessaires 2.7 Quelle va être la destinée finale des hydrog ènes pr ovenant de l'oxydation du phosphoglycéraldéhyde par la phosphoglycéraldéhyde deshydrogénase: a. dans des conditions d'anaérobiose. b. dans des conditions d'aérobiose. (b)

(e) (f) (a) (d)

Enz1Enz2

P CHOH CHO CH 2 O P CHOH C CH 2 O P CHOH COO CH 2 O + Pi (c)

Cahier d'Exercices de Biochimie / PAES Métabolisme énergétique / 6 Faculté de Médecine Pierre & Marie Curie 3. CYCLE DE KREBS 3.1 Le cycle de Krebs utilise 8 enzymes pour cataboliser l'acétyl CoA. a. Ci tez, sans les décrir e, les 5 enzyme s im portantes pour la production d'éner gie dans l'ordre de leur mise en jeu au cours de ce cycle. Citez aussi le substrat, le produit et le type de réactio n ca talysée (décarboxylation, oxydation, ...) par chacune de ces 5 enzymes. b. Un e des cinq é tapes enzym atiques impliqu ées dans le cycle ca talyse une réaction de décarboxylation oxydative. Quels en sont les caractéristiques structurales et les coenzymes impliqués c. Citer une autre réaction de décarboxylation oxydative. e. Ecrire une réaction nette équilibrée pour le catabolisme de l'acétyl-CoA en CO2 ? 3.2 Au cours d'un tour de cycle, la mise en jeu de certaines enzymes permet la production de 12 molécules d'ATP. Justifiez ce bilan en expliqu ant brièv ement pour ch acune des étapes le mécanisme de production d'ATP et la quantité de molécules d'ATP produite. 3.3 Le fonctionnement du Cycle de Krebs est dépendant d'un bon fonctionnement de la chaîne respiratoire mitochondriale. • Quelles sont les molécules solubles impliquées dans cette dépendance ? • Quelles sont les réactions du Cycle qui produisent ces intermédiaires ? • Si la ch aîne respiratoire éta it inhibée, quel le serait la production de liaisons dites riches en énergie par le Cycle de Krebs ? 3.4 Des acides α cétoniques peuvent subir une décarboxylation oxydative catalysée par des complexes multienzymatiques. Donner le nom du compl exe multienzymatique correspondant à la v oie métab olique représe ntée ci-contre. a. Donner les noms des composés (a) et (b) b. Donner le s noms des métabolites attendus dans les cases rectangulaires Préciser sur ce schéma : - les composés qui sont consommés. - le composées qui sont produits. - les composés qui sont régénérés. Dans une autre voie métabolique, une réaction similaire de décarboxylation oxydative intervient sur un autre acide α cétonique c. Indiquer dans quelle voie métabolique a lieu cette autre décarboxylation. d. Donner le nom de cet acide α cétonique, son précurseur et le produit immédiat de cette décarboxylation CH

3 -C-COOH O HSCoA NADH 2 NAD CO 2 O CH 3 -C~S CoA CH 3 -C O ~S E 2 H-S E 2 H-S H-S FADE 3 CH 3 -C-H OH TPPE 1 E 2 S S FADH 2 E 3 TPPE 1 (a) (b) CH 3 -C-COOH O HSCoA NADH 2 NAD CO 2 O CH 3 -C~S CoA CH 3 -C O ~S E 2 H-S E 2 H-S H-S FADE 3 CH 3 -C-H OH TPPE 1 TPPE 1 E 2 S S FADH 2 E 3 TPPE 1 (a) (b)

Cahier d'Exercices de Biochimie / PAES Métabolisme énergétique / 7 Faculté de Médecine Pierre & Marie Curie 4. EXERCICES DE SYNTHESE 4.1 Au cours de la glycolyse intervient une étape d'oxydo-réduction impliquant le NAD+/NADH,H+. a. Quelle est l'enzyme qui catalyse cette réaction d'oxydo réduction ? b. Indiquer dans la case (a), du schéma ci-dessous, les substrats de cette réaction. Le NADH,H+ formé à cette étape peut être réoxydé selon 3 processus, qui dépendent des tissus concernés et des conditions physiologiques ; ils sont schématisés ci-dessous, sous les accolades A, B et C. c. Pourquoi la réoxydation du NADH,H+ est-elle indispensable ? d. Préciser les noms des compartiments cellulaires 1, 2 et 3. Répondre aux questions suivantes concernant chaque processus : e. Processus A - Quels sont les tissus ou organes concernés ? - Comment appelle-t-on cette modalité de réoxydation du NADH,H+ ? - Indiquer les composés attendus dans les cases (b) et (c). - Une transformation enzymatique, non décrite ici, conduit à un intermédiaire dans les cases (d) : préciser le nom de cet intermédiaire. f. Processus B - Quels sont les tissus ou organes concernés ? - Comment appelle-t-on cette modalité de réoxydation du NADH,H+ ? - Donner le nom et la formule du composé case (e) g. Processus C - Indiquer dans quels tissus et dans q uel contexte physiologique in tervient cette voie. - Donner le nom de l'enzyme qui catalyse cette réaction. h. Quel est le devenir de composé (c) et du FADH2 ? i. Compar er, sur le plan énergétique ( en termes d 'ATP form é) ces 3 proces sus de réoxydation. PGA

1,3 bis P glycérate

pyruvate P CHOH CH 2 OH CH 2 O P C=O CH 2 OH CH 2 O FADH 2 FAD lactate

Malateoxaloacétate

Malateoxaloacétate

NAD

NADH,H

NAD

NADH,H

Compartiment 1

Compartiment 3

glucose pyruvate a bc e ABC

Compartiment 2

d d

Intermédiaire

Intermédiaire

Cahier d'Exercices de Biochimie / PAES Métabolisme énergétique / 8 Faculté de Médecine Pierre & Marie Curie 4.2 Chez un jeune e nfant pr ésentant des troub les neurologiques im portants, on trouve une quantité abondante de fumarate dans les urines. Le dosage de certains enzymes du tissu hépatique donne les résultats suivants activité enzymatique en nmol/m in/mg de protéines patient sujet normal fumarase 0.12 70- 90 citrate synthase 125 100- 150 succinate déshydrogénase 33 20-60 lactate déshydrogénase 1300 900-1600 1- Quelle activité enzymatique hépatique est déficiente chez ce patient? 2- Ces résultats permettent- ils d'expliquer l'augmentation de fumarate dans les urines ? 3- Dans quelle voie métabolique est formé le fumarate? 4- Quel est le nom de l'enzyme qui synthétise le fumarate? 5- Quel(s) ty pe (s) de réact ion catalys e cet enz yme? (entourer la ou les bonne(s) réponse(s) a- une décarboxylation b- une déshydrogénation c- une oxydoréduction d- une isomérisation e- une phosphorylation 6- Dans quel compartiment cellulaire se trouve cet enzyme? 7- Quel est le coenzyme nécessaire à cet enzyme? 8- On mesure une quantité importante de lactate dans le sang de ce patient. On consid ère que cette augmentation de lactate est due à la déficience enzyma tique constatée chez ce patient. Donner les conséquenc es de cette déficience sur le fonctionnement : ralentissement accélération inchangé - du cycle de Krebs - de la chaine respiratoire - de la glycolyse • Quel enzyme est responsable de la production de lactate ? • Pourquoi le taux de lactate augmente- t-il chez ce patient ?

Cahier d'Exercices de Biochimie / PAES Métabolisme énergétique / 9 Faculté de Médecine Pierre & Marie Curie 5. QCM 1. La molécule d'ATP  a. est constituée d'une base purique, un ribose et 3 groupements phosphates.  b. possède 3 liaisons anhydrides d'acides phosphoriques  c. contient une liaison N-osidique  d. peut avoir un rôle de fournisseur de liaison riche en énergie  e. est substrat de réactions d'oxydo-réduction 2. Les réactions d'oxydo-réduction :  a. Un réducteur est un composé qui fournit des électrons  b. Un oxydant est un composé qui fournit des électrons  c. Lors d'une réaction entre 2 couples d'oxydo-réduction, le tra nsfert des électrons se fait vers celui qui a le potentiel rédox E'° le plus bas  d. Lors d'une réaction entre 2 couples d'oxydo-réduction, le transfert des électrons se fait vers celui qui a le potentiel rédox E'° le plus élevé  e. L'énergie libre libérée lors d'une réaction d'oxydo-réduction sera d'autant plus forte que la différence de potentiel entre les potentiels d'oxydo-réduction sera plus faible. 3. La transformation du fructose 6 phosphate en fructose 1,6 bis phosphate:  a. consomme une molécule d'ADP  b. est une réaction réversible  c. constitue l'étape limitante de la glycolyse  d. est catalysée par une phosphofructo-kinase  e. est une réaction d'oxydoréduction 4. Les cinq premières étapes de la glycoly se transforment le glucose en glycéraldéhyde phosphate. Cette "phase de préparation" de la glycolyse :  a. comporte deux réactions de phosphorylation  b. comporte deux réactions irréversibles  c. aboutit à la formation de deux trioses phosphates à partir d'une molécule de glucose  d. comporte deux réactions d'oxydo-réduction  e. consomme deux ATP par molécule de glucose 5. A propos de la réaction catalysée par la glycéraldéhyde-3P déshydrogénase, quelles sont les affirmations exactes :  a. c'est une réaction irréversible.  b la réaction a lieu dans la matrice mitochondriale.  c. la réaction nécessite une molécule de phosphate.  d. l'énergie nécessaire à la réaction est fournie par l'hydrolyse d'un ATP.  e. la réaction n'est possible qu'en condition aérobie. 6. La réaction suivante :  a. est localisée dans la matrice mitochondriale  b. est couplée à la formation d'une molécule de NADH,H+ à partir de NAD+.  c. est couplée à la form ation d'une m olécule d'ATP  d. ralentit en l'absence d'oxygène  e. correspond à la dernière étape de la glycolyse. 7. La pyruvate déshydrogénase :  a. est une enzyme d'hydrolyse  b. est un complexe multienzymatique  c. est composée de plusieurs coenzymes dont le coenzyme A  d. permet la formation de 2 moles de NADH par mole de pyruvate transformée.  e. catalyse la formation de lactate en condition anaérobie. 8. Dans la liste des affirmations suivantes relatives au NAD, lesquelles sont exactes ?  a. C'est un coenzyme lié .  b. Il intervient dans les réactions d'oxydoréduction.  c. Sous la forme oxydée, son cycle nicotinamide possède un atom e d'hydrogène de moins par rapport à la forme réduite  d. Sous la forme réduite, le cycle nicotinamide a accepté un ion hydrure.  e. C'est le coenzyme utilisé par la succino -déshydrogénase. 9. Parmi les coenzymes suivants, quel est (quels sont) celui(ceux) qui est (sont) utilisé(s) par les réactions de la chaîne d'oxydoréduction mitochondriale  a. NAD+/NADH + H+  b. coenzyme A  c. acide lipoïque  d. FAD /FADH2  e. pyrophosphate de thiamine 10. Le FAD possède des propriétés particulières, lesquelles sont exactes ?  a. Il contient de la riboflavine  b. C'est le coenzym e de la succino-déshydrogénase.  c. Au cours de la réaction de réduction du substrat, deux atom es d'hydrogène sont transférés vers le coenzyme.  d. C'est un dinucléotide.  e C'est un transporteur d'ion hydrure COO - COO - CO - PO3-- CO CH2 CH3 phosphoénol Pyruvate pyruvate

Cahier d'Exercices de Biochimie / PAES Métabolisme énergétique / 10 Faculté de Médecine Pierre & Marie Curie 11. La succinate déshydrogénase :  a. est une des enzymes du cycle de Krebs  b. est associée au complexe III (cytochrome c réductase) de la chaîne respiratoire mitochondriale.  c. contient un Coenzyme lié, le FAD (flavine adénine dinucléotide)  d. est inhibée de façon com pétitive par le malonate  e. catalyse une étape irréversible du cycle de Krebs. 12. Le cycle de Krebs :  a. conduit à l'oxydation complète du citrate  b. libère 6 moles de CO2 par tour de cycle.  c forme 3 NADH et 1 FADH2 lors des réactions d'oxydo-réduction d'un tour de cycle.  d est une suite de 8 réactions réversibles.  e. est dépendant de la présence d'O2. 13. Parmi les propositions concernant l'ATP synthase lesquelles sont vraies  a. L'ATP synthase est localisée dans la membrane interne des mitochondries  b. Les sites catalytiques pour la synthèse d'ATP sont situés dans le complexe F1.  c .L'ATP synthase est un disp ositif de couplage transformant l'énergie d'un gradient de protons en énergie de liaison.  d. L'ATP synthase utilise l'énergie d'un gradient de phosphate pour synthétiser de l'ATP.  e. L'ATP synthase com plexe de la chaîne respiratoire est un transporteur d'électrons. 14. La synthèse de l'ATP dans les mitochondries: quelles sont la ou les propositions exactes ?  a. L'ATP synthase est formée de deux parties : l'une, ancrée dans la mem brane interne est appelée F0, l'autre, formant une tête sphérique tournée vers la matrice, est appelée F1.  b. Le mécanisme biochimique responsable de la synthèse de l'ATP au niveau de la mem brane mitochondriale interne est un m écanisme d'oxydoréduction phosphorylante comme celui qui se déroule au cours de la glycolyse, dans le cytoplasme.  c. Le pH intermembranaire est plus basique que celui de la matrice, qui devient acide, au cours du fonctionnement de la chaîne respiratoire.  d. L'énergie chim ique contenue dans les molécules de glucose ou de lipides est à terme convertie dans les mitochondries en un gradient transmembranaire de protons.  e. Le rendem ent énergétique de l'oxydation complète d'une molécule de glucose atteint 100 %. 15. Parmi les propositions concernant la chaîne respiratoire, lesquelles sont vraies :  a. Dans la chaîne respiratoire, il existe des transporteurs d'hydrogène, des transporteurs d'ion hydrure et des transporteurs d'électrons.  b. Les électrons vont des couples redox à potentiel d'oxydoréduction les plus positifs vers les couples redox à potentiel d'oxydoréduction les plus négatifs.  c. Des variations de potentiel d'oxydoréduction entre les intermédiaires de la chaîne respiratoire sont nécessaires à la production d'énergie.  d. La chaîne respiratoire est couplée à la formation d'ATP grâce à un transfert de protons d'un côté à l'autre de la membrane interne.  e. Le taux d'ADP est un facteur limitant des oxydo-réductions de la chaîne respiratoire. 16. La v itesse à laquelle fonctionne la chaîne respiratoire mitochondriale augmente :  a. Lorsque la concentration en ADP augmente.  b. En l'absence d'oxygène.  c . En présence d'atractyloside.  d. En présence de dinitrophénol.  e. Lorsque l'ATP synthase est inhibée. 17. Parmi les composés ci-dessous quel est celui qui agit directement sur l'ATP-synthase  a. Le cyanure  b. La roténone  c. L'antimycine A.  d. L'oligomycine  e. Le 2,4 dinitrophénol

Cahier d'Exercices de Biochimie / PAES Métabolisme énergétique / 11 Faculté de Médecine Pierre & Marie Curie 6. EXTRAITS D'ANNALES QCM 2006 Questions1 à 4. Parmi ces molécules ci-dessous (A, B, C, D, E) impliquées dans le métabolisme énergétique : Donner pour chaque question la (ou les) lettre(s) de la (ou des) molécule(s) correspondante(s). 1. Citer la ou lesquelles interv ient(nent) dans la chaine respiratoire mitochondriale.  A  B  C  D  E 2. La ou lesquelles participe(nt) à une réaction de décarboxylation oxydative  A  B  C  D  E 3. Citer la ou lesquelles a (ont) une forte affinité pour les lipides membranaires.  A  B  C  D  E 4. Citer la ou lesquelles est (sont) des coenzymes d'oxydoréduction  A  B  C  D  E 5. Parmi les composés suivants, le ou lesquels inhibe(nt) la synthèse d'ATP mais augmente(nt) la consommation d'oxygène par la mitochondrie  a. la roténone  b. le cyanure  c. l'atractyloside  d. le dinitrophénol  e.. l'a l'acide lipoique 6. La glycoly se comporte une seule réaction d'oxydoréduction. Cette réaction est cataly sée par :  a. la triose phosphate isomérase  b. la phosphoglycéraldéhyde déshydrogénase.  c. la phosphoglycérate kinase  d. la phosphofructokinase  e. l'hexokinase 7. La transformation du malate en oxalo acétate est très endergonique. Elle produit cependant de l'oxaloacétate dans des conditions physiologiques. Pourquoi?  a. parce qu'elle est couplée à la citrate synthase qui catalyse une réaction exergonique.  b. parce que la concentration en oxalo acétate est très élevée, ce qui diminue le caractère endergonique de la réaction  c. parce que la réaction est irréversible.  d. parce que c'est la dernière réaction du cycle de Krebs  e. parce qu'elle est couplée à la formation de FADH2 9. Parmi les composés suivants, lesquels comportent au moins une liaison riche en énergie?  a. L'adénosine triphosphate (ATP)  b. L'adénosine diphosphate (ADP)  c. - L'adénosine monophosphte (AMP)  d. Le glucose 1 phosphate  e. Le phosphoénol pyruvate QCM 2007 Questions 1 à 3 Soient les enzymes suivants : A. Alphacétoglutarate déshydrogénase B. Isocitrate déshydrogénase C. Pyruvate kinase D. Hexokinase C. Lactate-déshydrogénase On demande de donner : 1. La (les) lettre(s) des enzymes qui peuvent avoir le glucose soit comme substrat soit comme produit.  A  B  C  D  E 2. La (les) lettre(s) des enzymes qui peuvent avoir l'acide pyruvique soit comme substrat soit comme produit.  A  B  C  D  E 3. La (les) lettre(s) des enzymes qui peuvent avoir l'acide α-cétoglutarique soit comme substrat soit comme produit.  A  B  C  D  E 4. Parmi les molécules suivantes donner celle(s) riche(s) en énergie permettant la sy nthèse directe d'une molécule d'ATP ou de GTP :  a. Fructose 1,6 bis phosphate  b. Succinylcoenzyme A  c. 1,3-bis phosphoglycérate  d. Phosphoénolpyruvate  e. Malate Questions 5 à 9 Soient les propositions suivantes : A. Met en jeu le FAD B. Met en jeu le NAD C. Met en jeu 3 coenzymes libres D. La thiamine pyrophosphate est un coenzyme de l'enzyme E. L'enzyme est mitochondrial

Cahier d'Exercices de Biochimie / PAES Métabolisme énergétique / 13 Faculté de Médecine Pierre & Marie Curie 10. Quelle est la nature de la réaction catalysée par la sous unité E1 de la pyruvate déshydrogénase :  a. Une déshydratation  b. Une déshydrogénation  c. Une décarboxylation  d. Une oxydoréduction  e. Une isomérisation 11. Quel est le nom du coenzyme X à l'origine de la diminution de l'activ ité pyruv ate déshydrogénase:  a. Le NAD+  b. L'acide lipoïque  c. Le coenzyme Q  d. Le pyrophosphate de thiamine ( ou TPP)  e. Le FAD 12. Indiquez à quel(s) produit(s) aboutit l'ensemble de réactions cataly sées par la pyruvate déshydrogénase :  a. L'acétyl CoA  b. Le Coenzyme A  c. Le coenzyme QH2  d. Le NADH, H+  e. L'ATP 13. L'ensemble des 5 réactions cataly sées par la pyruvate déshydrogénase est :  a. Irréversible  b. -Endergonique  c. Exergonique  d. Permet de générer directement une molécule d'ATP à partir d'ADP  e. Accéléré en anaérobiose 14. Cette carence partielle en précurseur du coenzyme X a pour conséquence une diminution de l'activité d'un deuxième complexe enzymatique impliqué dans le métabolisme. Cet enzyme se nomme :  a. Succinate déshydrogénase  b. Isocitrate déshydrogénase  c. a cétoglutarate déshydrogénase  d. Pyruvate kinase  e. Succinyl thiokinase 15. Cette déficience en coenzyme X se traduit par une augmentation dans la matrice mitochondriale de :  a. Succinate  b. Pyruvate  c. Citrate  d. Fumarate  e. α Cétoglutarate QCM 2009 1. Parmi les complexes d'oxydoréduction de la chaîne respiratoire mitochondriale, trois seulement sont des pompes à protons. Choisir, parmi les caractéristiques suivantes, celle(s) qui est (sont) commune (s) à ces trois complexes : 

a. Ils utilisent tous des transporteurs d'électrons divalents.  b.

La variation d'énergie libre globale au sein de chacun de ces complexes est supérieure à 30 kJ/mol en valeur absolue 

c. La réaction globale catalysée par chacun de ces complexes est très exergonique  d.

La variation du potentiel de réduction est très faible au sein de chacun de ces complexes 

e.

Ils n'utilisent pas le FAD comme transporteur d'électrons 2. Le fonctionnement de ces complexes d'oxydoréduction de la chaîne respiratoire est à l'origine d'un gradient de protons entre la matrice mitochondriale et l'espace inter-membranaire. Choisir parmi les propositions suivantes sur ce gradient de protons, celle (celles) qui est (sont) exacte(s) dans des conditions physiologiques : 

a.

Il est utilisé en partie pour transporter le phosphate inorganique vers la matrice mitochondriale 

b. Il est utilisé en totalité par l'ATP synthase pour synthétiser de l'ATP  c. Il est utilisé en partie pour transporter le pyruvate vers le cytoplasme  d. Il est annulé en présence de dinitrophénol  e.

Il est plus important lorsque le substrat de la chaine respiratoire est le NADH, H+ plutôt que le FADH2 3. Indiquez quels couples de substrats peuvent être utilisés dans la cellule au cours de la dégradation enzymatique du glucose pour synthétiser de l'ATP: 

a.

ADP et Pi 

b.

ADP et 1,3 bis phosphoglycérate 

c.

ADP et glucose 6 phosphate 

d.

ADP et phosphoénol pyruvate 

e.

ADP et GTP 4. Parmi les réactions enzymatiques utilisant les couples de su bstrats cités précédemment, indiquez laquelle (lesquelles) se produit (sent) en aérobiose et sera (seront) inhibée(s) en anaérobiose ?  A  B  C  D  E 5. Parmi les enzymes suiv ants, lequel (lesquels) catalyse(nt) une réaction d'oxydoréduction ? 

a.La pyruvate déshydrogénase  b.La phosphofructokinase 1  c.La lactate déshydrogénase  d.La pyruvate kinase

Cahier d'Exercices de Biochimie / PAES Métabolisme énergétique / 14 Faculté de Médecine Pierre & Marie Curie 

e. L'aldolase 6. Parmi les enzymes cités ci-dessus, lequel (lesquels) voit (voient) leur vitesse augmenter en anaérobiose ?  A  B  C  D  E 7. Une mutation de la sous unité E3 de l'alpha cétoglutarate déshy drogénase abolit son interaction avec les coenzymes. De quel (s) coenzyme (s) s'agit il ? 

a. Acide lipoïque (ou lipoate)  b. NAD+  c.Coenzyme A  d. Pyro phosphate de thiamine ( ou TPP) 

e. FAD QCM 2010 1. Parmi les affirmations suivantes concernant le coenzyme Q ou ubiquinone laquelle (lesquelles) est (sont) vraie(s) : 

a. C'est un coenzyme mobile  b. Il transporte deux électrons et deux protons sous sa forme réduite  c. Il peut céder ses électrons à des coenzymes monovalents  d. Il est lié au complexe II 

e. Il cède ses électrons aux coenzymes du complexe IV Questions 2 à 4 : 2. Parmi les caractéristiques suivantes, indiquez celle(s) qui s'applique(nt) à la réaction ci-dessus : 

a. Elle se produit dans le cytoplasme  b. Elle est irréversible  c. C'est la dernière étape de la glycolyse  d. X est une molécule d'ATP 

e. Y est une molécule d'ATP 3. Le produit B de cette réaction est le substrat d'autres réactions enzymatiques dans la cellule en fonction de l'apport d'oxygène. Quel est le devenir de B en aérobiose : 

a. Il entre dans la mitochondrie en utilisant un transporteur spécifique  b. Il est transformé en acétyl CoA  c. Il est transformé directement en succinate dans la matrice mitochondriale  d. Il est transformé en lactate quotesdbs_dbs29.pdfusesText_35

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