Université d'Angers - Niveau L2 - Session de Juin 2000

Question n°1: (10 x 0,25 points = 2,5 points)

Répondre par vrai ou faux aux assertions 1 à 5. Donner la réponse aux questions 6 à 10.

Assertion ou question

Réponse

1. Quand une réaction est à l'équilibre, la constante d’équilibre vaut 1.

FAUX

2. Dans la cellule, toutes les réactions sont caractérisées par une variation d’énergie libre très négative.

FAUX

3. L'intermédiaire phosphorylé obtenu lors du couplage d'une réaction (avec l'hydrolyse de l'ATP par exemple) est plus stable que le substrat de départ.

FAUX

4. La réoxydation du NAD réduit lors de la glycolyse génère plus de molécules d’ATP que celle du NAD réduit lors du cycle de Krebs.

FAUX

5. La synthèse de l’ATP par l’ATP synthase est le seul mode de synthèse de l’ATP.

FAUX

6. Citez un composé à haut potentiel énergétique autre que l’ATP et le PEP.

1,3 bis phosphoglycérate ou phosphocréatine

ou pyrophosphate ou glycérol 3 phosphate

7. Quelle partie du NAD fixe le groupement phosphate pour former le NADP ?
OH en 2’ du ribose lié à l’adénine
8. Citez une enzyme de régulation de la voie de la glycolyse.
Phosphofructokinase ou pyruvate kinase
9. Sous quelle forme les nucléotides mono-, di- ou triphosphate interviennent-ils dans les réactions du métabolisme ?
Compléxés au Mg2+
10. Quel sont les deux acides aminés clé de l’assimilation et de l’élimination de l’ammoniac .
glutamate & glutamine

 

Question n°2 (3,5 points):

a. Ecrivez la réaction catalysée par la phosphofructokinase (les formules développées des métabolites ne sont pas demandées).

b. Si l’on considère la réaction de formation de l’ose di-phosphorylé, la variation d'énergie libre de Gibbs dans les conditions physiologiques (j ) et dans les conditions standard sont respectivement : - 5,3 kcal.mol-1 et - 3400 cal.mol-1.

Sachant que dans la cellule[ATP]j = [ADP]j = 10 mM, calculez le rapport des concentrations physiologiques des deux autres métabolites impliqués dans cette réaction.

c. Si [ATP]j et [ADP]j ne sont pas modifiées, quelle devrait être la valeur de ce rapport pour que la réaction dans la cellule soit endergonique ?

Données: R = 1,98 cal.K-1.mol-1 ; T = 37°C

a. La réaction catalysée par la phosphofructokinase s'écrit : Fructose-6 phosphate  +  ATP   ==>  Fructose-1,6 diphosphate  +  ADP

b. L'énoncé disait: "La variation d'énergie libre de Gibbs dans les conditions physiologiques (j) et dans les conditions standard sont respectivement : - 5,3 kcal.mol-1 et - 3400 cal.mol-1".

Donc :

  • DG0' = - 3400 cal.mol-1.
  • DG' = - 5,3 kcal.mol-1 = - 5300 cal.mol-1.
  • avec la relation (1) : DG' = DG0' + R T Ln Kj
  • où Kj est la constante définie par le rapport des concentrations physiologiques des métabolites.

Puisque [ADP]j = [ATP]j = 10 mM, le rapport des concentrations de ces 2 métabolites vaut 1. Il fallait donc calculer le rapport suivant des concentrations au sein de la cellule :

                   [F1,6diP]j [ADP]j                  [F1,6diP]j
Kj  =     --------------------------------      =      ------------------
                       [F6P]j [ATP]j                          [F6P]j

  • A partir de la relation (1)
  • et avec : R = 1,98 (et non pas 8,31 ou 4, 20) et T = (273 + 37) = 310 K

                          (DG' - DG0')                       [- 5300 - (- 3400)]
Kj   =   exp   -------------------    =    exp   --------------------------    =     0,045 (sans unité)
                                 R T                                    1,98 x 310
 

c. Pour que la réaction dans la cellule soit ENDERgonique, il faut que: DG' > 0 (et non pas : DG0' > 0).

A partir de la relation (1) :   DG0' + R T Ln Kj > 0       <==>       R T Ln Kj > - DG0'

                          - DG0'                         [- (- 3400)]
Kj >     exp   -------------    =    exp   ------------------    =     254,5 (sans unité)
                            R T                            1,98 x 310