Fiche de révision : Métabolisme cellulaire et glycolyse

📋 Plan du Cours

1. Métabolisme et bioénergétique cellulaire
2. Réseau métabolique et objectifs du cours
3. Phases de la glycolyse
4. Réactions de la phase préparatoire
5. Réactions de la phase de gain
6. Bilans énergétiques de la glycolyse

📖 1. Métabolisme et bioénergétique cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Métabolisme : Le métabolisme est l’ensemble des processus de transformation de matière et d’énergie par la cellule ou l’organisme, comprenant l’anabolisme et le catabolisme.
• Anabolisme : L’anabolisme est la phase de synthèse du métabolisme, dans laquelle des éléments simples servent à former les constituants de l’organisme et des molécules complexes.
• Catabolisme : Le catabolisme regroupe les réactions de dégradation des constituants de l’organisme, qui permettent de produire de l’énergie et d’éliminer des déchets ou des substances toxiques.

📝 Points essentiels

• Le métabolisme énergétique regroupe les voies métaboliques et réactions qui produisent l’énergie nécessaire au fonctionnement cellulaire. - Ferré P., 2022

💡 Astuce mémo

Anabolisme construit, catabolisme dégrade.

📖 2. Réseau métabolique et objectifs du cours

★ À maîtriser

• Le cours vise à maîtriser les noms des molécules et des enzymes des voies métaboliques énergétiques, sans apprendre les formules développées des molécules.

• L’étude d’une voie métabolique comprend ses points de régulation positifs et négatifs ainsi que ses interconnexions avec les autres voies.

• L’analyse d’une voie métabolique doit identifier les entrées et sorties de carbone et d’énergie, notamment l’ATP, le NADH + H⁺ et le FADH₂.

Compléments

• Le cours demande d’intégrer les couplages entre réactions d’une voie et d’établir son bilan énergétique.

• L’étude du métabolisme contribue à comprendre :

  • l’homéostasie
  • les bioconversions
  • les pathologies métaboliques
  • les cibles médicamenteuses
  • le métabolisme des médicaments
  • les applications alimentaires
  • la bioindustrie

📖 3. Phases de la glycolyse

📝 Points essentiels

• La glycolyse comporte une phase préparatoire qui consomme de l’ATP et une phase de gain qui produit de l’ATP et du NADH.

📖 4. Réactions de la phase préparatoire

📝 Points essentiels

• 🔄 La phase préparatoire enchaîne les réactions suivantes :

  1. réaction de l’hexokinase
  2. réaction de la phosphohexose isomérase
  3. réaction de la phosphofructokinase-1
  4. réaction de l’aldolase
  5. réaction de la triose phosphate isomérase

• Le bilan énergétique de la phase préparatoire de la glycolyse est $\Delta G^{\circ\prime}_{1-5}=2{,}1\ \text{kJ/mol}$ et une consommation de 2 ATP.

📖 5. Réactions de la phase de gain

🔑 Notions clés & Définitions

• NADH : Le NADH est la forme réduite du nicotinamide adénine dinucléotide, dont la forme oxydée est le NAD⁺.

📝 Points essentiels

• 🔄 La phase de gain enchaîne les réactions suivantes : réaction de la glycéraldéhyde 3-phosphate déshydrogénase, réaction de la phosphoglycérate kinase, réaction de la phosphoglycérate mutase, réaction de l’énolase, réaction de la pyruvate kinase

• Le bilan énergétique de la phase de gain de la glycolyse est $\Delta G^{\circ\prime}_{6-10}=-31{,}7\ \text{kJ/mol}$, avec une production de 4 ATP et de 2 NADH + H⁺.

📖 6. Bilans énergétiques de la glycolyse

★ À maîtriser

• Le bilan métabolique de la glycolyse est $\text{Glucose} + 2\,\text{NAD}^+ + 2\,\text{ADP} + 2\,\text{P}_i \longrightarrow 2\,\text{pyruvates} + 2\,\text{NADH} + 2\,\text{H}^+ + 2\,\text{ATP} + 2\,\text{H}_2\text{O}$.

Compléments

• Le bilan énergétique global de la glycolyse est $\Delta G^{\circ\prime}_{1-10}=-29{,}6\ \text{kJ/mol}$.