Fiche de révision : Oxydo-réduction et énergie

📋 Plan du Cours

1. Oxydations et réductions métaboliques
2. Coenzymes et pouvoir réducteur
3. Catabolisme et anabolisme
4. ATP et coenzyme A
5. Réactions enzymatiques couplées

📖 1. Oxydations et réductions métaboliques

🔑 Notions clés & Définitions

• Oxydation : Correspond à une perte d’électrons du substrat principal et à un gain d’électrons par le substrat secondaire.
• Réduction : Correspond à un gain d’électrons du substrat principal et à une perte d’électrons par le substrat secondaire.

📝 Points essentiels

• Le cours illustre les oxydations par les voies suivantes :
  • le cycle de Krebs
  • la glycolyse
  • la β-oxydation
  • la désamination des acides aminés

• Le cours illustre les réductions par les voies suivantes :

  • la néoglucogenèse
  • la synthèse des acides gras
  • la voie du mévalonate

• Le cours associe le gain d’électrons à la saturation d’un carbone ou d’un oxygène et la perte d’électrons à la formation d’une double liaison ou d’un groupement cétone.

• Le cours associe l’instauration à une déstabilisation de la macromolécule et la saturation à sa stabilisation.

💡 Astuce mémo

Oxydation : perte d’électrons ; réduction : gain d’électrons.

📖 2. Coenzymes et pouvoir réducteur

★ À maîtriser

• Les déshydrogénases et les réductases catalysent des transferts d’électrons et sont couplées à des coenzymes spécifiques tels que NAD+, FAD ou NADP+.

📌 NAD+ et FAD sont présentés comme les principaux oxydants cellulaires, tandis que NADPH,H+ est présenté comme le principal réducteur cellulaire.

• NADPH,H+ est produit par la phase oxydative de la voie des pentoses et fournit des électrons aux voies biosynthétiques.

• Les pools cytosoliques et mitochondriaux de NAD+ et FAD sont distincts, ce qui rend importantes les navettes.

Compléments

• NAD+ et FAD sont consommés dans :

  • la glycolyse
  • la β-oxydation
  • le cycle de Krebs

• Sous leur forme réduite, NAD+ et FAD donnent des électrons à la chaîne respiratoire.

• Les concentrations de NAD+, FAD et NADPH,H+ définissent les capacités cataboliques et anaboliques des cellules.

• La chaîne respiratoire et la fermentation régénèrent le pouvoir oxydant, tandis que la voie des pentoses alimente le pouvoir réducteur.

💡 Astuce mémo

NAD+ et FAD oxydent ; NADPH,H+ réduit.

📖 3. Catabolisme et anabolisme

🔑 Notions clés & Définitions

• Catabolisme : Dégrade des substrats, notamment le glucose, les acides gras et les acides aminés, afin de générer de l’énergie.
• Anabolisme : Synthétise des substrats nécessaires à la croissance ou à la régénération et nécessite un pouvoir réducteur.

★ À maîtriser

• La voie des pentoses fournit du NADPH,H+ et des riboses, utiles à l’anabolisme.

Compléments

• Le catabolisme des glucides comprend notamment la glycolyse, celui des acides gras la β-oxydation, et celui des acides aminés la désamination oxydative.

• Le NADPH,H+ fourni par la voie des pentoses soutient notamment la néoglucogenèse, la synthèse des acides gras, la transcription et la traduction.

• Le catabolisme et l’anabolisme dépendent des besoins physiologiques de la cellule, du tissu et de la localisation subcellulaire.

💡 Astuce mémo

Catabolisme dégrade et fournit de l’énergie ; anabolisme synthétise et consomme du pouvoir réducteur.

📖 4. ATP et coenzyme A

🔑 Notions clés & Définitions

• ATP : Principalement généré par le catabolisme, majoritairement dans la mitochondrie, et peut donner un phosphate ou de l’énergie comme cosubstrat.
• CoASH : Intermédiaire métabolique indispensable, impliqué comme cosubstrat dans des réactions métaboliques et associé aux transferts d’énergie par thiolyse.

📝 Points essentiels

• L’ATP est une molécule signal notamment via l’AMPc, et le rapport ATP/AMP constitue un marqueur métabolique qui oriente vers le catabolisme ou l’anabolisme.

• Les pools mitochondrial et cytoplasmique d’ATP sont distincts.

• L’ATP transfère de l’énergie par phosphorylation ou déphosphorylation et intervient dans la signalisation par les kinases et les adénylate cyclases.

• L’ATP est un intermédiaire métabolique indispensable et un substrat épigénétique majeur.

• Le CoASH intervient dans l’adressage métabolique via les CoA-synthétases et certaines déshydrogénases.

📖 5. Réactions enzymatiques couplées

★ À maîtriser

• Les déshydrogénases et les réductases catalysent des réactions couplées à des cosubstrats tels que NAD+, FAD ou NADPH,H+, qui acceptent ou donnent des électrons.

Compléments

• Les déshydrogénases peuvent catalyser des réactions complexes telles que la désamination oxydative, la décarboxylation oxydative et la thiolyse réductrice.

• La pyruvate déshydrogénase réalise une décarboxylation oxydative du pyruvate et permet la condensation de l’acétyl-CoA.

• La pyruvate déshydrogénase et l’α-cétoglutarate déshydrogénase sont associées à une génération possible de GTP lors de décarboxylations oxydatives.

• La glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase est associée à une phosphorylation oxydative permettant une génération d’ATP.

• La HMG-CoA réductase utilise 2 NADPH,H+ pour réduire le HMG-CoA et produit 2 NADP+ et du CoASH.