LE CYCLE DE KREBS

La chaîne respiratoire correspond à un ensemble de complexes protéiques se localisant au niveau de la membrane interne mitochondriale. Elle permet le transport d’électrons provenant de coenzymes réduits: NADH,H+ et FADH2. Ces électrons transitent le long de la chaîne par étape jusqu’à un accepteur final, le dioxygène (pour cette vidéo). Les complexes protéiques de la chaîne utilisent l’énergie fournie lors du transfert des électrons pomper des protons (H+) à travers la membrane, créant ainsi un gradient électrochimique. Il s’agit d’un couplage chimio-osmotique.

-Objectifs:

  1. Savoir décrire la structure et le fonctionnement de la chaîne respiratoire.
  2. Connaître et comprendre ce qu’il se passe au niveau de chaque complexe de la chaîne.

-Terminale S

-Connaitre les grandes bases en bioénergétique, la notion de couplage énergétique

-Vidéos à avoir vu sur le site: Le cycle de Krebs-La glycolyse

MODULE: METABOLISME CELLULAIRE

CHAPITRE 2: Métabolisme glucidique

Cours: Le cycle de Krebs

13 min

 LES QUESTIONS POSÉES / LES RÉPONSES ASSOCIÉES

(n’hésitez pas à commenter afin d’améliorer les réponses si besoin !)

Q1: Je pense qu’il manque un H+ dans le bilan du cycle.

R1: bonne question et c’est vrai qu’avec la vidéo, je n’ai pas détaillé à ce point. Je vais ici faire le nécessaire pour que tout soit le plus clair possible, en tout cas, j’espère: 

Si je reprends rapidement le cycle de Krebs, notez qu’il y a au total 8 réactions. 

-La réaction 1 libère 1 H+

-La réaction 2 –> rien à rajouter.

-La réaction 3: au final, il n’est produit que du NADH, pas du NADH,H+ car le H+ sera utilisé lors du départ du CO2, il se retrouvera à ce niveau dans la molécule. Donc, ici, comptez 1 NADH.

-La réaction 4: ici également, je forme du NADH et pas du NADH,H+ car seul 1H est enlevé de l’alpha-cétoglutarate. Il y a une erreur dans mon NADH, H+. OK ? mettez NADH !

-réaction 5 –> rien à rajouter.

-Réaction 6 –> Rien à rajouter

-Réaction 7 –> Rien à rajouter

-Réaction 8 –> on forme du NADH,H+

 Donc, au final, on forme 3 NADH et 2 H+


Q2 (Steve): Est-ce-que la réaction faisant passer du pyruvate en l’acetyl-Coa est réversible ?

R2: Bonne question, car dans mes livres de base en biochimie, pas de réponse… Par contre, dans certains livres plus spécialisés: ils indiquent que la réaction est très EXERGONIQUE (-33 kJ.mol-1) et IRREVERSIBLE (car c’est une décarboxylation).


Q3 (Jonathan): Dans mon cours de biochimie en 1ère supérieure au niveau du bilan du cycle de krebs, il est noté que cela forme 3 H+ et non 2 H+ … erreur du prof ou bien la tienne?

R3: Bonne question, j’avais déjà répondu dans la question 1, mais je préfère revenir dessus pour ne pas que vous soyez dans le…haaaaa il a faux…. ou l’inverse… débat stérile et inutile, surtout avec les éléments de réponses ci-dessous

Les enseignants utilisent diverses sources, et pour ces bilans, et bien, franchement, ce n’est pas si évident que ça… pourquoi…. je vais vous faire la démonstration: Prenez le livre: Stryer (7° édition, page 506) voici le bilan donné:         

Vous avez bien les 2H+. (je vous ai donné le détail dans la question 1 juste au-dessus).

Puis, je me suis demandé: Est-ce que tous mes livres de biochimie donne le même bilan avec ce même niveau de détail ? Et regardez !!!

Voici le bilan pris dans un autre très gros livre de biochimie Garrett & Grisham (2° édition, page 659):

SURPRENANT NON ??  

et ce n’est pas fini…

j’ai également regardé dans un livre généraliste de classe préparatoire BCPST Michel Breuil (BCPST 1° année, page 522) :

Encore plus SURPRENANT !?!  

Tout cela pour vous dire quoi au final: J’ai essayé de vous décortiquer au maximum ce bilan (réponse 1 au-dessus), mais vous voyez que selon les livres, vous avez plus ou moins de détails, et très franchement, pour une L1, je pense que ce qui est à retenir c’est le nombre de NADH, car ce pouvoir réducteur est important pour le bilan en ATP. Le nombre de H+ est plus secondaire, pensez que tout est dynamique dans la cellule, les H+ sont présents, se fixent, sont relargués selon les réactions. Tout se réalise dans un même milieu, et j’ose à peine imaginer ce que ça pourrait être si j’avais la capacité d’être à l’intérieur et de ‘voir’ tout cela… N’hésitez pas à en parler à votre enseignant, savoir ce qu’il considère LUI pour son cours, ce bilan … ou ce bilan… voilà ma réponse, à bientôt !

14 Commentaires

  1. djomolisho

    En examinant les huit réactions du cycle de Krebs ( critique)
    _ pourquoi n’es pas passer directement dans le cytosol du pyruvate d’ l’oxaloacétate ??

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    • Rym

      C’est quoi la GDP et pourquoi en l’utilise et pas l’adp

      Réponse
      • Dimitri

        Salut Rym, en fait, le GDP est un équivalent structural à l’ADP. La base n’est pas la même, mais énergiquement, si.

        Ici dans ce cycle, avant finalement de former de l’ATP, il se forme du GTP. Pense le en tant qu’équivalent énergétique.

        Il existe. Maintenant, à savoir ‘pourquoi’…? hélas, je n’étais pas là à ce moment là 🙂 Ici, à prendre comme état de fait.

        Plein de courage et à demain pour la suite 🙂

        Dimitri

        Réponse
      • Rym

        Je me confond un peu
        Est qu’une mollécule lévogyre est forcément de la série L!??
        Est qu’il y a une relation entre le pouvoire rotatoire et l’appartenance à les série D ou L !???
        Svp j’ai besoin de votre aide !

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        • Dimitri

          Bonjour Rym, non attention, lévogyre n’est pas synonyme de série L…
          La série dépend justement de ce pouvoir rotatoire… alors que dextrogyre et lévogyre dépend de l’orientation de l’avant dernier groupement -OH (Fischer)

          Réponse
  2. Océane

    bonjour merci pour vos vidéos elles sont géniales
    cependant il y a point que je n’ai pas compris, pour passer du Citrate au cis-aconitate on utilise l’enzyme aconitase est ce que c’est la même pour passer du cis-aconitate à l’isocitrate svp ? Si non cette réaction est catalysée par quelle enzyme?

    Réponse
  3. sall

    bonjour moi je trouve que c’est très bien expliqué la seul partie au j’ai pas compris c’est le passage du pyruvate en acétyl CoA si on regarde bien le pyruvate on trouve qu’il est reliez a 5 doublet d’électron je me demande comment c’est possible le premier au méthyl le deuxième a l’hydrogène deux autre a l’oxygène et le cinquième au groupement carboxylique

    Réponse
    • sall

      moi je pense que la formule c’est COOH-CO-CH3 au lieu de COO-CHO-CH3

      Réponse
      • Dimitri

        Bonjour Sall, oui, tout a fait, BRAVO ! il y a une erreur dans la formule, j’en parle dans les commentaires.. hélas, peu visible… donc pas de souci 🙂

        Réponse
        • sall

          merci beaucoup grâce a ce cours j’ai bien compris le cycle de krebs c’était bien expliqué

          Réponse
          • Dimitri

            Merci ! plein de courage pour la suite 😉

  4. aryne

    Thanks for such a beautiful post, very informative and useful article

    Réponse
  5. Christophe ROLIN

    Hello Dimitri,

    Je reviens sur ce problème d’écriture du bilan du cycle de Krebs.
    Avant toute chose, je suis tout à fait d’accord avec ton point de vue quand tu dis qu’on est ici sur un détail (d’ailleurs, les différentes sources divergent) en ce qui concernent le bilan protonique. Je ne me fais aucun souci pour le principe de conservation de la charge électrique par plus que jes protons eux même, ils le respectent ! 😉
    Lorsqu’on écrit des mécanismes réactionnels , étape par étape, transfert par transfert, ce n’est qu’une représentation simplifiée et mécaniste de l’esprit. Les choses sont sans doute bien différentes en réalité. Cela étant précisé, il convient de respecter certaines règles d’écriture si on ne veut pas aboutir à des contradictions.
    Aussi, dans le cas présent, il me semble que le problème provient de l’écriture de réactions chimiques sans tenir compte rigoureusement de la conservation de la charge.
    De ce point de vue, l’étape 4 (Décarboxylation oxydative de l’alpha cétoglutarate) pose problème et elle affecte le bilan global protonique : l’Alpha céto glutarate porte 2 charges négatives et le produit final n’en porte qu’une !

    A l’étape 1, si on couple l’oxydation du glutarate à la réduction NAD+ / NADH,H+ : Cette étape est à première vue correcte électriquement mais elle demande 2 H…or le mécanisme proposé n’en libère qu’un.

    Les étapes 2 et 3 implique des molécules neutres (CO2 et CoASH) et n’interviennent donc pas dans le débat.

    Ta proposition de ramener la réduction à NAD+ / NADH règle le problème du nombre d’hydrogène…mais pas celui de la charge électrique. D’ailleurs, on trouve dans tes équations des carbones trivalents…

    Aussi, voici ce que je propose : le passage du NAD+ en NADH ne peut s’envisager que via un hydrure shift…qui par conséquence génèrera un carbocation intermédiaire de surcroît stabilisé par résonance…

    De même, lors du départ du CO2, il faut veiller à laisser la charge négative carbone alpha…

    Cette vision exige naturellement une rééquilibration des charges sur l’ensemble de la molécule mais à partir du moment où on écrit des formules à électrons localisés, on sait qu’on renonce à décrire correctement les structures intermédiaires.

    Sur papier, cette façon de voir les choses, si elle n’est peut-être pas réaliste, a le mérite de respecter la conservation de la charge et de la masse. Ce n’est déjà pas si mal 😉

    Je t’envoie le détail de ma proposition par mail.

    Merci pour la qualité de ton job 😉

    Réponse
    • Dimitri

      Je n’ai qu’un mot à dire : GENIAL !
      c’est méga Top !
      J’ai sur 3 vidéos youtube le pb de carbones avec plus de liaisons… mauvais ‘copier-coller’ de mes formules (c’était sur la glycolyse/ fermentation/cycle de krebs)… je l’ai vu que bien trop tard après avoir posté tout ça… aïe…
      Depuis, j’ai refait la glycolyse (en me supprimant du coup + de 300 000 vues… haa la la dommage… on serait à 1/2 million pour une vidéo de bioch’ 🙂 mais j’ai préféré la supprimer et corriger… un jour je ferai pareil pour le cycle de Krebs 🙂

      En tout cas, c’est GENIAL tout ton retour et détail, je vais même coller ta création juste en dessous si tu me le permets.
      Un ENORME MERCI et à très vite !!!

      Dimitri

      Réponse

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