Correction Exercice 1

TD Bioénergétique 2

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Voir un cours sur la variation d'énergie libre de Gibbs standard.

Voir un cours sur le potentiel de réduction standard.


Règle pour orienter 2 demi-réactions rédox impliquant 2 couples rédox : plus un couple rédox a un potentiel de réduction standard bas, plus il a tendance à céder ses électrons.

constante equilibre equilibrium reversibilite irreversibilite oxydoreduction potentiel redox Gibbs biochimej

Réaction 1

1ère réaction rédox : β-hydroxybutyrate <=> acétoacétate + 2 H+ + 2 e-      E°'(acétoacétate / β-hydroxybutyrate) = - 0,35 V
2ème réaction rédox : pyruvate + 2 H+ + 2 e- <=> lactate       E°'(pyruvate / lactate) = - 0,19 V
Les [2 H+ + 2 e-] captés par le pyruvate sont ceux cédés par le β-hydroxybutyrate.

Couplage dans le sens thermodynamiquement spontané : β-hydroxybutyrate + pyruvate <=> acétoacétate + lactate

Réaction 2

1ère réaction rédox : β-hydroxybutyrate <=> acétoacétate + 2 H+ + 2 e-      E°'(acétoacétate / β-hydroxybutyrate) = - 0,35 V
2ème réaction rédox : NAD+ + 2 H+ + 2 e- <=> NADH + H+     E°'(NAD+ / NADH) = - 0,32 V 
Couplage dans le sens thermodynamiquement spontané : β-hydroxybutyrate + NAD+ <=> acétoacétate + NADH + H+

  • L'acétoacétate, le β-hydroxybutyrate et l'acétone sont les 3 corps cétoniques synthétisés par la cétogénèse (ou voie des corps cétoniques).
  • Cette voie métabolique consomme l'acétyl-CoA. Elle est activée en période de jeûne ou dans le cas de certains types de diabète.

Réaction 3

1ère réaction rédox : FADH2 <=> FAD + 2 H+ + 2 e-      E°'(FAD / FADH2) = - 0,06 V
2ème réaction rédox : 2 cyt b (Fe3+) + 2 e- <=> 2 cyt b (Fe2+)     E°'(cyt b (Fe3+) / cyt b (Fe2+)) = + 0,08 V  
Couplage dans le sens thermodynamiquement spontané : FADH2 + 2 cyt b (Fe3+) <=> FAD + 2 cyt b (Fe2+) + 2 H+

  • Il s'agit d'une réaction de la chaîne respiratoire.
  • Les cytochromes ne fixent pas de protons : seul 1 életron est fixé par groupement hème d'où la mise en jeu de 2 molécules de cytochrome par molécule de FADH2 réoxydée.

Réaction 4

1ère réaction rédox : NADPH + H+ <=> NADP+ + 2 H+ + 2 e-      E°'(NADP+ / NADPH) = - 0,32 V
2ème réaction rédox : α-cétoglutarate + 2 H+ + 2 e- + NH3 <=> L-glutamate + H2O      E°'(α-cétoglutarate + NH3 / L-Glu) = - 0,14 V
Couplage dans le sens thermodynamiquement spontané : NADPH + H+ + α-cétoglutarate + NH3 <=> NADP+ + L-glutamate + H2O

Calcul de ΔG°'réaction

Relation entre la variation d'énergie libre de Gibbs standard et la différence de potentiel de réduction standard : ΔG°'réaction = - n . F . ΔE°'réaction

Si une réaction se déroule dans le sens spontané alors ΔG°' < 0 : la différence ΔE°'réaction doit donc être positive du fait du signe "-" dans cette relation.

=> ΔG°'réaction = - 2 . 23060 . [- 0,14 - (- 0,32)] = - 8,3 kcal.mol-1

Avec : F = 23060 cal.V-1  

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