QCM : Peptides, protéines et bioénergétique — 66 questions

Explication

La séquence peptidique est l’ordre des acides aminés liés dans une protéine. L’organisation spatiale relève du repliement, tandis que la localisation, le transport du glucose et le nombre de chaînes ne définissent pas cette séquence.

Explication

Les protéines exercent des rôles de liaison, de métabolisme, de catalyse, de structure, de transport et de signalisation. Elles peuvent donc contribuer à la structure et à la signalisation cellulaires, intervenir dans le métabolisme et la catalyse biologique, et participer à la liaison de molécules ou de partenaires cellulaires. Les fonctions protéiques ne se limitent pas au transport, et les protéines structurales ne sont pas principalement chargées du transport des hormones.

Explication

L’insuline est une hormone composée de deux chaînes, A et B, associées par des liaisons covalentes. Elle diminue la glycémie en favorisant l’entrée du glucose dans les cellules ; elle n’augmente donc pas la glycémie et ne comprend pas trois chaînes non covalentes.

Explication

Le carbone α est tétraédrique et porte le groupe carboxyle, la fonction amine, un hydrogène et la chaîne latérale R. La chaîne latérale est donc directement liée au carbone α, et celui-ci ne porte pas deux chaînes latérales.

Explication

À l’état isolé, les propriétés d’un acide aminé dépendent de ses fonctions carboxylique et amine ainsi que de sa chaîne latérale ; ces deux fonctions contribuent donc à ses propriétés. Dans une protéine, l’acide aminé intégré dépend principalement de sa chaîne latérale. Son carbone α ne constitue pas le principal déterminant de ses propriétés à l’état isolé, et les fonctions carboxylique et amine ne gardent pas une influence principale après l’intégration dans la protéine.

Explication

Il existe 21 acides aminés protéinogènes, parmi lesquels figure la sélénocystéine. Celle-ci est un analogue de la cystéine où le soufre est remplacé par du sélénium ; la citrulline n’est pas protéinogène et le remplacement ne concerne pas l’azote.

Explication

Les neuf acides aminés indispensables sont l’histidine, la leucine, la thréonine, la lysine, le tryptophane, la phénylalanine, la valine, la méthionine et l’isoleucine. La citrulline n’appartient pas à cette liste.

Explication

Les chaînes latérales hydrophiles peuvent contenir de l’oxygène, du soufre ou de l’azote, ce qui leur confère une affinité pour l’eau. Elles interagissent donc avec l’eau, contrairement aux formulations affirmant une faible interaction ou l’absence de ces atomes.

Explication

Les acides aminés amphipathiques possèdent une région hydrophobe et une région hydrophile. Cette organisation leur permet de former des interfaces entre milieux lipidique et aqueux ; ils ne sont donc ni entièrement hydrophobes ni dotés d’affinités identiques pour les deux milieux.

Explication

Les acides aminés polaires chargés acides sont l’aspartate et le glutamate. Les formes basiques comprennent l’arginine, la lysine et l’histidine ; la valine et la leucine ne sont pas des acides aminés polaires chargés basiques.

Explication

La plupart des acides aminés sont chiraux grâce à leur carbone α asymétrique. La glycine est achirale car sa structure est symétrique et son carbone α ne crée pas deux configurations énantiomères.

Explication

Dans la représentation de Fischer, le carboxyle est placé en haut. L’amine à gauche correspond à la série L, tandis qu’une amine à droite correspond à la série D ; ces désignations décrivent la configuration spatiale.

Explication

Le pouvoir rotatoire mesure la déviation de la lumière polarisée par une molécule. Les séries L et D décrivent la configuration spatiale, mais elles ne permettent pas de déduire si la rotation sera lévogyre ou dextrogyre.

Explication

La phénylalanine, la tyrosine et le tryptophane sont les trois acides aminés aromatiques absorbant dans l’UV proche entre 260 et 290 nm. La glycine et la cystéine ne font pas partie de ce groupe aromatique.

Explication

Les acides aminés sont amphotères et leur charge varie avec le pH. Ils sont majoritairement cationiques en milieu acide, zwitterioniques entre leurs deux pKa et majoritairement anioniques en milieu basique. Un pH basique ne favorise donc pas principalement la forme cationique ou zwitterionique.

Explication

Le point isoélectrique pHi est le pH auquel l’acide aminé existe majoritairement sous forme d’ion dipolaire. Il se calcule avec la moyenne des deux pK qui entourent cette forme. Pour l’aspartate, ces valeurs sont 2,1 et 4,0, donnant un pHi de 3,05 ; une moyenne fondée sur 2,1 et 3,9 est donc inexacte.

Explication

Pour l’aspartate, les deux pK entourant l’ion dipolaire sont 2,1 et 4. Leur moyenne donne $pHi=\frac{2,1+4}{2}=3,05$ ; la valeur 9,8 ne fait pas partie de ce calcul.

Explication

Deux groupements thiols portés par des cystéines peuvent être oxydés en présence d’un oxydant. Ils forment alors un pont disulfure covalent, capable de rapprocher des résidus éloignés dans la séquence.

Explication

Un peptide est un enchaînement d’acides aminés unis par des liaisons peptidiques. Ces liaisons se forment par condensation avec libération d’une molécule d’eau ; l’eau n’est donc pas consommée et la quantité indiquée dans la dernière proposition est incorrecte.

Explication

Les oligopeptides contiennent au plus 10 acides aminés, tandis que les polypeptides en contiennent plus de 10. Une enképhaline est un exemple d’oligopeptide biologiquement actif constitué de 5 acides aminés, et non de 4. Une protéine est un polypeptide dont la masse moléculaire dépasse 10 000 Da.

Explication

La résonance rigidifie la liaison peptidique et place les atomes C, N, O et H dans un même plan. Elle limite la rotation autour de C–N, alors que les liaisons des chaînes latérales permettent généralement davantage de liberté conformationnelle.

Explication

Une protéine est un polypeptide de masse supérieure à 10 000 Da, soit 10 kDa. Un polypeptide peut donc être inférieur à ce seuil, tandis que 1 kDa ne correspond pas à la distinction présentée.

Explication

La liaison peptidique est stabilisée par résonance, avec délocalisation des électrons entre l’azote, le carbone et l’oxygène. Cette délocalisation ne concerne donc pas le seul oxygène.

Explication

La distance entre deux carbones alpha successifs est de 3,6 Å, quelle que soit la chaîne latérale. Elle ne dépend donc pas des acides aminés concernés et ne vaut pas 5,4 Å.

Explication

L’extrémité N-terminale porte le groupe amine libre NH3+, tandis que l’extrémité C-terminale porte le groupe carboxyle libre COO−. Le groupe carboxyle n’est donc pas associé à l’extrémité N-terminale.

Explication

Les structures secondaires non ordonnées sont flexibles et variables. Les structures ordonnées comprennent notamment les hélices α et les structures β, qui présentent une organisation définie.

Explication

Les structures secondaires reposent sur des liaisons hydrogène entre les groupes NH et carbonyle des liaisons peptidiques. Le mécanisme décrit n’implique ni interactions électrostatiques, ni interactions hydrophobes, ni interactions entre chaînes latérales.

Explication

L’hélice α droite comporte 3,6 résidus par tour, chaque résidu ajoutant 1,5 Å, pour un pas de 5,4 Å. Les autres valeurs correspondent à des inversions ou à l’hélice α gauche.

Explication

L’hélice α droite est stabilisée par des liaisons hydrogène intracaténaires entre les résidus n et n+4. Elles impliquent les groupes carbonyle et amine, et non les chaînes latérales.

Explication

La structure tertiaire est le repliement spatial d’une seule chaîne polypeptidique et constitue généralement sa conformation native fonctionnelle. L’association de plusieurs sous-unités relève de la structure quaternaire.

Explication

La structure tertiaire est stabilisée par de nombreuses interactions entre chaînes latérales, généralement faibles individuellement. Leur ensemble assure la cohésion de la protéine, plutôt qu’une interaction unique ou les seuls groupes de la liaison peptidique.

Explication

Les protéines solubles exposent plutôt leurs chaînes hydrophiles et enfouissent leurs chaînes hydrophobes. Les protéines membranaires doivent interagir avec les milieux aqueux et lipidiques.

Explication

La différence entre homopolymère et hétéropolymère repose sur l’identité des sous-unités. Un homopolymère est constitué de sous-unités identiques, tandis qu’un hétéropolymère est constitué de sous-unités différentes.

Explication

La bioénergétique regroupe les processus cellulaires fournissant l’énergie nécessaire au travail, et elle ne se limite pas aux échanges avec l’environnement. Les cellules animales utilisent principalement une énergie chimique, tandis que les plantes peuvent utiliser l’énergie lumineuse grâce à la photosynthèse ; une énergie thermique ne permet pas cette production photosynthétique.

Explication

Un système ouvert échange matière et énergie, un système fermé échange seulement de l’énergie et un système isolé n’échange rien. La cellule est thermodynamiquement assimilée à un système fermé échangeant de la chaleur et du travail ; l’absence d’échange caractérise le système isolé.

Explication

La variation d’énergie libre est la différence entre l’énergie finale et l’énergie initiale, soit $\Delta G = G_{finale} - G_{initiale}$. La variation standard ΔG°′ est définie à pH 7, tandis que ΔG décrit les conditions réelles de la cellule. Une valeur de ΔG inférieure à zéro correspond à une réaction exergonique spontanée ; une valeur supérieure à zéro correspond à une réaction endergonique non spontanée.

Explication

Un $\Delta G$ inférieur à zéro caractérise une réaction exergonique et spontanée dans les conditions cellulaires. Il indique une diminution d’énergie libre ; une réaction endergonique correspond au contraire à un $\Delta G$ positif.

Explication

L’ATP est un nucléotide formé d’adénine, de ribose et de trois phosphates. L’ADP en porte deux et l’AMP un seul ; la dernière proposition inverse donc les nombres caractéristiques de l’ATP et de l’ADP.

Explication

La liaison ribose-premier phosphate est une liaison ester, tandis que les deux liaisons entre phosphates sont des anhydrides d’acide. L’ATP possède donc une liaison ester et deux anhydrides ; les deux formulations inversant ces types de liaison sont incorrectes.

Explication

Dans l’ATP, la liaison entre le ribose et le premier phosphate est une liaison ester, tandis que les liaisons entre les groupements phosphates sont des liaisons d’anhydride d’acide. L’hydrolyse d’un anhydride d’acide libère environ $-30\ \text{kJ/mol}$, contre environ $-14\ \text{kJ/mol}$ pour un ester-phosphate.

Explication

L’énergie catabolique sert à former l’ATP à partir de l’ADP, puis l’hydrolyse de l’ATP alimente les synthèses anaboliques. Le catabolisme ne forme pas directement l’ADP par hydrolyse d’ATP dans ce cycle, et l’anabolisme ne fournit pas l’énergie de phosphorylation.

Explication

Les valeurs sont de $-9,2\ \text{kJ/mol}$ pour le glycérol-3-phosphate, $-13,8\ \text{kJ/mol}$ pour le glucose-6-phosphate et $-43,0\ \text{kJ/mol}$ pour la créatine-phosphate. Le glucose-1-phosphate vaut $-20,9\ \text{kJ/mol}$ et le phosphoénolpyruvate $-61,9\ \text{kJ/mol}$.

Explication

L’acétyl-CoA transporte des groupements acétyles, son hydrolyse libère environ $-31,4\ \text{kJ/mol}$ et ces groupements peuvent entrer dans le cycle de Krebs. Les groupements phosphorylés relèvent notamment de l’ATP, tandis que la glycolyse ne constitue pas la voie d’entrée de l’acétyl-CoA.

Explication

Les polysaccharides donnent des monosaccharides, les lipides des acides gras et les protéines des acides aminés. Ces constituants convergent ensuite vers des molécules carbonées communes ; les protéines ne donnent donc pas directement des monosaccharides et les trois familles ne produisent pas toutes directement de l’acétyl-CoA.

Explication

En anaérobie, le pyruvate peut être converti temporairement en lactate. En conditions mitochondriales, la pyruvate déshydrogénase le transforme en acétyl-CoA ; cette enzyme n’est donc pas responsable de la formation anaérobie du lactate.

Explication

Le rationalisme rapporte la recherche scientifique de la vérité à la raison et à la logique. L’adhésion d’une communauté, les normes historiquement situées et l’accord social relèvent plutôt du relativisme scientifique.

Explication

Un paradigme est une vision du monde fondée sur des normes épistémiques créées par une communauté scientifique. Ces normes et cette vision peuvent être abandonnées, tandis qu’un paradigme n’est ni une vérité définitive ni une méthode pédagogique de classement.

Explication

Le rationalisme explique la scientificité par la raison et la logique. Les autres formulations attribuent au rationalisme ou au relativisme des caractéristiques inversées ou incompatibles avec leurs définitions respectives.

Explication

La médecine fondée sur les preuves, ou Evidence-Based Medicine, mobilise les meilleures preuves de la recherche clinique pour soigner. Les promesses industrielles et l’absence de données cliniques ne correspondent pas à cette approche.

Explication

Un essai randomisé compare des patients comparables, répartis aléatoirement entre une molécule et un placebo, souvent en double aveugle. Les effets sont mesurés médicalement et analysés statistiquement ; le choix non aléatoire et la description du double aveugle sont incorrects.

Explication

L’essai clinique randomisé est considéré comme le meilleur niveau de preuve parmi les dispositifs mentionnés. Les publications décrivant seulement quelques cas sont jugées moins solides scientifiquement.

Explication

Les essais cliniques randomisés servent de base aux recommandations des sociétés savantes et aux décisions de santé publique. Ils occupent ainsi une place centrale dans la production de la preuve, plutôt qu’un rôle limité à la promotion commerciale.

Explication

Les essais cliniques évaluent principalement la morbidité et la mortalité, qui renseignent respectivement sur l’évolution de la maladie et la survie. La qualité de vie et les effets secondaires ressentis sont insuffisamment pris en compte, et la mortalité ne mesure pas le vécu subjectif.

Explication

Les recommandations de bonnes pratiques fondées sur les essais cliniques peuvent standardiser les prescriptions. Elles peuvent aussi réduire l’écoute individualisée et déshumaniser la relation médecin-patient, plutôt que renforcer l’écoute ou humaniser cette relation. Elles ne rendent pas la décision médicale indépendante des recommandations standardisées.

Explication

Les essais sponsorisés par les industries peuvent valoriser des résultats favorables issus de petits groupes. Cette situation expose à un manque d’objectivité et à un usage marketing ; elle ne garantit donc ni l’équilibre de présentation ni la représentativité des groupes.

Explication

La relation de De Broglie est $\lambda = \frac{h}{mv}$ : $h$ est la constante de Planck, tandis que la masse et la vitesse figurent au dénominateur. À vitesse constante, une masse plus grande diminue la longueur d’onde, et l’expression inverse proposée est incorrecte.

Explication

L’hybridation est une opération mathématique qui transforme les fonctions d’onde de l’atome isolé en fonctions décrivant l’atome engagé dans une combinaison chimique. Elle ne modifie pas la masse du noyau et ne se limite pas aux molécules sans liaisons multiples.

Explication

L’hybridation $sp^3$ produit quatre orbitales orientées selon une géométrie tétraédrique, avec des angles d’environ $109°28'$, comme dans le méthane. La géométrie plane correspond à l’hybridation $sp^2$, et non à $sp^3$.

Explication

L’hybridation $sp^2$ donne trois orbitales coplanaires à $120°$ et laisse une orbitale $p$ non hybridée. L’hybridation $sp$ donne deux orbitales alignées à $180°$. La géométrie linéaire correspond donc à $sp$, tandis que la géométrie tétraédrique relève de $sp^3$.

Explication

La formule brute donne la nature des éléments, leurs proportions relatives et la masse moléculaire. Elle ne renseigne pas sur l’agencement des atomes ni directement sur la présence des doubles liaisons, informations apportées par d’autres représentations.

Explication

La formule topographique utilise une ligne brisée dont les extrémités et les jonctions représentent les carbones. Les carbones ne sont pas écrits explicitement et la plupart des hydrogènes sont omis ; elle est donc moins détaillée qu’une formule développée.

Explication

La classification dépend du nombre de carbones directement liés : un carbone primaire en possède un, un secondaire deux, un tertiaire trois et un quaternaire quatre. Les propositions associant trois carbones au secondaire ou un carbone au secondaire sont donc incorrectes.

Explication

Les composés acycliques sont linéaires ou ramifiés. Les composés carbocycliques ont des cycles contenant seulement du carbone, tandis que les composés hétérocycliques possèdent au moins un hétéroatome dans leurs cycles.

Explication

Un groupe fonctionnel est un groupe d’atomes qui confère à une molécule des propriétés physiques et chimiques caractéristiques, indépendamment de sa structure générale. Il ne s’agit donc pas nécessairement d’un atome isolé, et ses propriétés ne sont pas décrites comme indépendantes de toute structure générale.

Explication

Les alcanes ne possèdent que des liaisons simples C–C, les alcènes comportent au moins une double liaison C=C et les alcynes au moins une triple liaison C≡C. Les arènes sont caractérisés par des cycles à liaisons conjuguées ; une liaison double ne définit donc pas les alcynes.

Explication

Un alcool porte un groupe OH, un éther un oxygène lié à deux carbones, un thiol un groupe SH et une amine un azote lié à un ou plusieurs carbones. Le groupe hydroxyle caractérise l’alcool, pas l’amine.