Speaker A
Coucou, salut tout le monde, j'espère que vous allez bien avec un nouveau cours en biochimie de Krebs et toujours Ranaf, le chapitre de métabolisme.
Cours détaillé sur le cycle de Krebs, ses étapes, enzymes, localisation et rôle dans le métabolisme aérobie.
Key Takeaways
- Le cycle de Krebs est essentiel pour la dégradation complète du glucose en présence d'oxygène.
- Il se déroule dans la matrice mitochondriale chez les eucaryotes et est amphibolique, participant à la fois au catabolisme et à l'anabolisme.
- Le pyruvate doit être transporté activement dans la mitochondrie pour former l'acétyl-CoA, étape clé et irréversible.
- Trois réactions du cycle sont irréversibles et constituent des points de régulation majeurs.
- L'énergie est principalement produite sous forme de NADH et FADH2, qui alimentent la phosphorylation oxydative.
Summary
- Introduction au cycle de Krebs dans le contexte du métabolisme et de la glycolyse.
- Définition du cycle de Krebs comme voie catabolique, oxydative et aérobie.
- Localisation du cycle chez procaryotes (cytosol) et eucaryotes (matrice mitochondriale).
- Caractère amphibolique du cycle : rôle dans catabolisme et anabolisme (néoglucogenèse, synthèse lipides, acides aminés, porphines).
- Transport du pyruvate dans la mitochondrie via porine et pyruvate translocase, impact de la phénylcétonurie.
- Synthèse de l'acétyl-CoA par le complexe multi-enzymatique pyruvate déshydrogénase (E1, E2, E3 et coenzymes).
- Description détaillée des réactions du cycle de Krebs : condensation, isomérisation, décarboxylation, formation de NADH, FADH2 et GTP.
- Régulation du cycle par réactions irréversibles (citrate synthase, isocitrate déshydrogénase, alpha-cétoglutarate déshydrogénase).
- Rôle énergétique indirect via NADH et FADH2 dans la chaîne respiratoire et phosphorylation oxydative.
- Avantages du complexe multi-enzymatique : séquence accélérée, minimisation des réactions secondaires, régulation coordonnée.
Chapters
- 00:00Introduction au cours et contexte métabolique
- 01:04Présentation générale du cycle de Krebs
- 02:18Localisation du cycle de Krebs
- 03:33Transport du pyruvate dans la mitochondrie
- 04:45Synthèse de l'acétyl-CoA et complexe pyruvate déshydrogénase
- 06:54Avantages du complexe multi-enzymatique
- 11:03Premières étapes du cycle de Krebs : condensation et isomérisation
- 14:48Réactions oxydatives et décarboxylations
- 15:54Formation de GTP et réactions réversibles
- 18:20Rôle des coenzymes FAD et NAD+, conclusion et résumé
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Speaker A
Alors la fois passée, on a vu la glycolyse qui est une voie de dégradation incomplète de glucose pour donner le pyruvate.
Speaker A
Et pour avoir une dégradation complète, le pyruvate doit passer vers la mitochondrie et subir une voie cyclique, c'est le cycle de Krebs.
Speaker A
Alors le cycle de Krebs, appelé aussi cycle des acides tricarboxyliques, aussi de l'acide citrique, c'est une voie de catabolisme bien évidemment, oxydative et aérobie.
Speaker A
Aérobie signifie présence d'oxygène, contrairement à la glycolyse qui assure l'oxydation du groupement acétyle activé ou n-acétyl-CoA en deux molécules de CO2 avec réduction des coenzymes NAD+ et FAD+ et l'énergie libre ainsi libérée permet la synthèse de l'ATP lors de la réoxydation de ces coenzymes dans la chaîne respiratoire.
Speaker A
C'est ce qu'on appelle la phosphorylation oxydative. Le O2 est indispensable pour régénérer ces composés.
Speaker A
Alors la localisation du cycle de Krebs, donc au niveau cytosolique chez les procaryotes et au niveau de la matrice mitochondriale chez les eucaryotes.
Speaker A
On va parler du caractère amphibolique. Amphibolique, c'est-à-dire qu'il y a à la fois du catabolisme, c'est-à-dire une dégradation de l'acétyl-CoA, et de l'anabolisme.
Speaker A
Catabolisme et anabolisme. Anabolisme, c'est-à-dire que les intermédiaires du cycle de Krebs peuvent servir pour la synthèse du glucose, c'est la néoglucogenèse, et la synthèse des lipides, par exemple l'acide gras et le cholestérol, et la synthèse des acides aminés, par exemple glutamate et aspartate, et aussi la synthèse des porphines.
Speaker A
Alors maintenant, on passe aux étapes, les étapes du cycle de Krebs.
Speaker A
Alors avant d'avoir le cycle de Krebs, on a dit que le pyruvate qui provient de la glycolyse dans le cytoplasme, et on a dit que le cycle de Krebs, il sera la réaction de Krebs si ça mitochondrie, c'est-à-dire que le pyruvate doit rentrer dans la mitochondrie.
Speaker A
Alors voici le petit schéma, donc le pyruvate qui est présent dans le cytoplasme, donc il doit subir une diffusion passive via une porine, puis pour une porine qui est située dans la membrane externe pour se trouver dans l'espace intermembranaire, puis il rentre par la membrane interne grâce au pyruvate translocase, c'est une protéine membranaire purifiée translocase.
Speaker A
Alors sachez que le pyruvate rentre en parallèle dans le même sens et en même temps avec un ion potassique pour se retrouver à la fin dans la matrice mitochondriale.
Speaker A
Je rajoute une remarque, la phénylcétonurie, c'est un trouble du métabolisme des acides aminés.
Speaker A
Alors dans cette maladie, on aura augmentation de phénylpyruvate, alors le phénylpyruvate va inhiber le pyruvate translocase, donc on n'aura pas l'entrée du pyruvate dans la matrice.
Speaker A
Voilà, une fois le pyruvate dans la matrice mitochondriale, on aura la synthèse de l'acétyl-CoA.
Speaker A
Donc l'acétyl-CoA par sous l'action de pyruvate déshydrogénase. La dernière fois, on a vu cette réaction.
Speaker A
Alors c'est une réaction irréversible et cet enzyme, en effet, c'est un complexe multi-enzymatique qui contient plusieurs copies de 3 enzymes et 5 coenzymes différentes.
Speaker A
Alors les trois enzymes, le E1, E2 et E3. Le E1, c'est la pyruvate déshydrogénase, le coenzyme c'est le thiamine pyrophosphate, c'est le TPP.
Speaker A
Le E2, il est dit dihydrolipoyl transacétylase, le coenzyme c'est l'acide lipoïque.
Speaker A
Et le E3, c'est la dihydrolipoyl déshydrogénase, le coenzyme le FAD et le NAD+.
Speaker A
Voilà, remarque, l'acétyl-CoA ne permet pas la glycogénogenèse, puis c'est une réaction irréversible.
Speaker A
Une fois qu'on a l'acétyl-CoA dans la matrice mitochondriale, on va entamer les réactions du cycle de Krebs.
Speaker A
Alors notez bien que le complexe multi-enzymatique de pyruvate déshydrogénase a plusieurs avantages, qui sont les avantages suivants : il y aura une série de réactions en séquence et accélérées, on va minimiser les réactions collatérales secondaires, et la régulation est coordonnée.
Speaker A
Voilà, c'est ça les avantages du complexe multi-enzymatique.
Speaker A
Maintenant, les réactions du cycle de Krebs.
Speaker A
Alors on va commencer par l'acétyl-CoA, il provient directement du catabolisme des acides gras et des corps cétoniques, et indirectement par la glycolyse, c'est-à-dire le glucose qui va donner le pyruvate, puis le pyruvate se transforme en acétyl-CoA.
Speaker A
Alors on va commencer par un cycle, une fois qu'on a la mitochondrie, il subit une réaction de condensation et se condense avec l'oxaloacétate pour donner le citrate, qui est le premier produit du cycle de Krebs, sous l'action de la citrate synthase avec libération de CoA-SH.
Speaker A
Alors la première réaction, donc en effet, l'acétyl-CoA, bien sûr on sait que sa structure est une molécule à deux carbones, le groupement acétyle est transféré sur la molécule d'oxaloacétate à 4 carbones sur le groupement carbonyle CO sous l'action de la citrate synthase pour donner le citrate, qui est une molécule à 6 carbones et avec trois fonctions carboxyliques, d'où le nom de cycle tricarboxylique.
Speaker A
Voilà, maintenant une fois qu'on a le citrate, le citrate subit une déshydratation puis une hydratation.
Speaker A
La deuxième réaction, c'est une isomérisation et isomérisation de citrate en isocitrate sous l'action de l'aconitase.
Speaker A
Donc l'aconitase, cette réaction est divisée en deux : on aura la réaction de 1, donc déshydratation pour donner cis-aconitate, puis une hydratation pour donner isocitrate, toujours sous l'action de la même enzyme.
Speaker A
Alors en effet, cette enzyme, c'est une protéine à centre fer-soufre avec le centre qui permet cette isomérisation et isomérisation.
Speaker A
C'est quoi ? Donc si je schématise la molécule, donc CH2COO- moins, donc et COOH, c'est au moins, donc au niveau du carbone 2, donc l'hydrogène est remplacé par le OH, c'est-à-dire le OH est déplacé au lieu de l'avoir au niveau du carbone 2, bien sûr après une déshydratation et hydratation.
Speaker A
Voilà, une fois qu'on a l'isocitrate, il subit une bicarboxylation oxydative, décarboxylation de CO2, oxydation, il y a une formation de NADH+ sous l'action de l'isocitrate déshydrogénase.
Speaker A
Alors à noter que la première réaction, c'est la condensation, et la troisième et la quatrième réaction sont des réactions irréversibles, c'est-à-dire limitantes et ce sont les points de régulation.
Speaker A
Voilà, donc une fois pour former l'alpha-cétoglutarate, il subit par la suite une deuxième bicarboxylation oxydative, il y a une élimination de CO2 avec formation de deuxième molécule de NADH+ sous l'action de l'alpha-cétoglutarate déshydrogénase.
Speaker A
On a besoin d'une molécule de CoA-SH pour donner un succinyl-CoA.
Speaker A
L'alpha-cétoglutarate déshydrogénase est un complexe enzymatique similaire à la pyruvate déshydrogénase d'origine, elle contient aussi trois enzymes et cinq coenzymes.
Speaker A
Par la suite, donc une fois qu'on a le succinyl-CoA, il se transforme en succinate sous l'action de la succinyl-CoA synthétase pour donner une molécule de GTP.
Speaker A
Donc GTP, bien sûr, on a besoin de GDP et Pi.
Speaker A
Donc sachez bien que la cinquième réaction est la seule réaction réversible qui fournit de l'énergie directement.
Speaker A
Voilà, par contre, les trois autres réactions sont irréversibles et fournissent de l'énergie mais indirectement ou à l'état réduit parce que le NADH doit subir une oxydation pour donner de l'ATP.
Speaker A
Alors bien sûr, le GTP peut se transformer en ATP, il y a un transfert du groupement gamma-phosphoryle sur une molécule d'ADP par l'action de la nucléoside diphosphate kinase.
Speaker A
Le succinate subit une déshydrogénation sous l'action de la succinate déshydrogénase pour former le FADH2 pour donner du fumarate.
Speaker A
Alors un autre longine, c'est une protéine de membrane interne qui lie le cofacteur FAD, le flavine adénine dinucléotide.
Speaker A
Voilà, donc le fumarate subit par la suite une hydratation par la fumarase pour donner le malate, et le malate par la suite subit une déshydrogénation par la malate déshydrogénase pour donner une troisième molécule de NADH+ et l'oxaloacétate.
Speaker A
transacité lasse donc l'acide kwa une régulation covalente par exemple le périva des hydrogénage E1 lorsqu'elle est fausse fourrées inactive quand est-ce que lorsqu'on aura suffisamment de l'ATP NADH et l'acétylcoa et lorsqu'elle est diffusée elle est active dans quel cas lorsqu'il est périmètre
Speaker A
augmente donc il va stimuler le stimuler le cycle de Krebs le deuxième niveau c'est l'oxydation de l'acétylcoa bien sûr on a dit que la troisième catalysée par citrate synthèse non pardon la première citracentase et la troisième quatrième page aussi tradi
Speaker A
alpha et alphasetto glutenos c'est les trois niveaux c'est les trois réactions limitantes donc par exemple le citrate synthèse inhibée par la tpclate et simulé pour l'exaluation sont inhibées aussi par la dashi par le calcium et la Bible alors en
Speaker A
résumé on a on va dire que le cycle de Krabs c'est une voie commune de l'oxydation de molécules énergétique à double rôle fournit de l'énergie et une plaque tournante de métabolisme aérobie voilà on a fini pour pour le cycle de crabe c'est un petit
Speaker A
résumé la prochaine fois on va voir le bilan énergétique total de depuis la glycolie jusqu'au cycle de Krabs donc voilà merci j'espère que c'est clair et merci pour votre attention
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