La Glycolyse Exercices Exercice 1








télécharger 74.61 Kb.
titreLa Glycolyse Exercices Exercice 1
date de publication07.01.2017
taille74.61 Kb.
typeDocumentos
b.21-bal.com > Biología > Documentos

Licence de Biochimie L3 2009-20010

La Glycolyse

Exercices




Exercice 1


Quelles sont les réactions de la voie de la glycolyse dans lesquelles intervient l ’ATP en tant que substrat ou produit de la réaction?


Exercice 2


Du Glucose marqué avec du C14 sur le C-1 est incubé avec les enzymes de la glycolyse et les cofacteurs nécessaires.
A) Quelle est la distribution du C14 dans le pyruvate qui est formé? (on suppose que l’interconversion du glycéraldéhyde-3 phosphate est très rapide par rapport aux autres étapes)

B) Si l ’activité spécifique du substrat (le glucose) est de 10 mci/mM qu ’elle est l ’activité du pyruvate qui est formé

Exercice 3

Pouvez vous prédire les effets de chacune des mutations suivantes sur la glycolyse dans des cellules de foie:



a) Perte du site allostérique pour l ’ATP sur la phosphofructokinase

b) Perte du site de liaison au citrate sur la phosphofructokinase

c) Perte du domaine phosphatase de l ’enzyme bifonctionnelle qui contrôle le niveau du fructose 2,6-biphosphate

d) Perte du site de liaison pour le fructose 1,6-bisphosphate sur la pyruvate kinase

Exercice 4


Quel sont les différentes voies métaboliques que peut emprunter le pyruvate produit par la glycolyse?

Exercice 5


2 cellules de mammifères identiques sont placées l’une en présence d ’oxygène l’autre en absence.

On observe que la seconde consomme plus de glucose que la première
Expliquez ce résultat

Application de l’effet Pasteur aux technologies modernes



Why do cancer cells have High aerobic Glycolysis Gatenby R.A. and Gillies R.J.

Nature reviews nov 2004






Cycle de Krebs
Exercice 1

A votre avis comment le NADH régule la formation d ’acétyl coA?

Exercice 2


Les patients en état de choc souffrent souvent d ’acidose lactique due à une déficience en O2. Pourquoi un manque d ’O2 conduit à une accumulation d ’acide lactique? Un traitement du choc est d ’administrer du dichloroacétate, qui inhibe la kinase associée au complexe pyruvate dehydrogenase. Quelle est la raison biochimique de ce traitement ?

Exercice 3


Le cycle de Krebs (ou cycle du citrate) utilise 8 réactions pour cataboliser l’acétylcoenzyme A.

Ecrire une équation équilibrée pour chacune de ces réactions en précisant le nom de l’enzymes impliquée.

(a) Quel est (ou quels sont) le(s) cofacteur(s) qui est(sont) nécessaire(s) pour chaque réaction enzymatique?

(b) Pour chaque enzyme déterminer ce qui caractérise le type de réaction catalysée: condensation (formation d’une liaison carbone-carbone), déshydratation, hydratation, décarboxylation, oxydoréduction, phosphorylation au niveau du substrat, isomérisation.

(c) Ecrire une équation nette équilibrée pour le catabolisme de l’acétylcoenzyme A en CO2.

Exercice 4


Quel est le devenir du marquage radioactif quand chacun des composés suivants est ajouté à un extrait cellulaire contenant les enzymes et les cofacteurs de la voie de la glycolyse, du cycle de Krebs et du complexe pyruvate dshydrogénase.






A) CH3-C-COO- B) CH3-C-COO-










C) CH3-C-COO- D) CH3-C-S-CoA
E) Le Glucose 6-phosphate marqué en C-1

Exercice 5


Lors des expériences réalisées en 1941 pour étudier le cycle de l ’acide citrique, l ’oxaloacetate marqué au 14C sur le carbone le plus éloigné de la fonction cétone est introduit dans une préparation de mitochondries.





L ’analyse de l ’-cetoglutarate formé n ’a pas perdu de radioactivité. La décarboxylation de l ’-cetoglutarate conduit à un succinate dépourvu de radioactivité. Tout le marquage était dans le CO2 relargué. Pourquoi ces premiers investigateurs furent ils surpris que toute la radioactivité sorte avec le CO2?

Exercice 6


L ’activité du cycle de l ’acide citrique est suivie par enregistrement de la quantité d ’O2 consommée. Hans Krebs a utilisé cette expérience pour étudier le cycle en 1937. Son système expérimental était le muscle du cœur de pigeon qui est riche en mitochondrie. Dans une première série d ’expérience il mesura la consommation d ’O2 en présence seulement de carbohydrate ou en présence de carbohydrate plus citrate. Les résultats figurent dans la table suivante.

(a) Combien d ’oxygène est consommé si le citrate ajouté est complètement oxydé en H2O et CO2?

(b) En vous basant sur votre réponse précédente que suggèrent les résultats donnés par la table.



Exercice 7


Un protiste eucaryote peut, dans des conditions ne permettant pas la croissance, dégrader le glucose (0,1 mole de glucose pour 1 litre de milieu) en utilisant soit la voie de la glycolyse (anaérobiose) soit la voie de la glycolyse plus le cycle de Krebs plus la chaîne respiratoire classique (aérobiose). On admettra que le glucose ne sert qu’a fournir l’énergie cellulaire sous forme d’ATP.

A/ le protiste, incubé en anaérobiose, fermente le glucose suivant l’équation globale

  • Glucose 2 C02+ 2 C2H5OH

La vitesse de production de C02 mesurée est de 4,48 µl CO2/min/mg de poids sec

1/ quelle est la vitesse de consommation du glucose exprimée en mmole/min/mg de poids sec?

2/ quelle est la vitesse de synthèse de l’ATP exprimée en mmole/min/mg de poids sec?

3/ quelle est la quantité maximum d’ATP produit à partir d’un litre de milieu?
B/ Le protiste incubé en aérobiose, oxyde le glucose suivant l’équation globale:

La vitesse de consommation d’02 mesurée est de 0.672 µl CO2/min/mg de poids sec
Glucose + 602 6C02+ 6 H2O

1/ quelle est la vitesse de consommation du glucose exprimée en mmole/min/mg de poids sec?

2/ quelle est la vitesse de synthèse de l’ATP exprimée en mmole/min/mg de poids sec?

3/ Quelle est la quantité maximum d’ATP produit à partir d’un litre de milieu?

Voie des pentoses phosphates

1- Du glucose marqué en C6 est ajouté à une solution contenant les enzymes et les cofacteurs de la fraction oxydative de la voie des pentoses phosphates. Quel est le devenir du marquage radioactif.
2- Nous devons réaliser une expérience pour doser l'importance de la glycolyse par rapport à la voie des pentoses P dans un tissu. Nous disposons de tissu, de glucose radio marqué en C1 et de glucose radio marqué en C6. Quelle expérience réaliseriez vous?

Glycémie - stockage du sucre - néoglucogenèse

1- La concentration en glucose dans le plasma sanguin humain est maintenue aux environs de 5 mM. La concentration du glucose libre à l’intérieur des cellules musculaires est beaucoup plus faible. Pourquoi la concentration en glucose est-elle si faible dans la cellule? Qu’arrive-t-il au glucose dès son entrée dans la cellule?
2- Le glycogène partiellement dégradé est reconstitué à partir du glucose alimentaire (glycogénogenèse). Quelles sont les réactions conduisant à la resynthèse du glycogène à partir du glucose ?
3- Décrire les réactions qui conduisent, dans le foie et les muscles, à la formation du glucose-6-phosphate à partir du glycogène (on ne traitera pas la régulation de la glycolyse). Dans quelle(s) voie(s) métabolique(s) s’engage majoritairement le glucose-6-phosphate formé, respectivement dans le foie et dans les muscles? On indiquera la finalité respective de chaque voie citée et on décrira les réactions auxquelles participe directement le glucose-6-phosphate en tant que réactif (substrat).
4- Un jeune enfant est admis a l’hôpital et l’on soupçonne une perturbation dans le stockage de glycogène car son foie est très gros et son taux de glucose à jeun est anormalement bas.

Une série d’examens pratiqués sur cet enfant donne les résultats suivants:

Une biopsie du foie relève un taux de glycogène hépatique anormalement élevé.

L’ingestion de galactose ou de fructose n’entraîne aucune élévation du taux de glucose sanguin

Aucune libération de glucose dans le sang n’est observée après administration du glucagon

La structure moléculaire du glycogène hépatique est normale.

Les enzymes impliqués dans la synthèse et la dégradation du glycogène ont in vitro des activités normales

Au vu de ces résultats lequel des enzymes suivants vous paraît être défectueux chez ce malade?

Glucokinase

Fructose 1.6 di P phosphatase

Hexose 1P uridyltransférase

Glucose 6 P phosphatase

Aucun de ceux-là

5- Parmi les enzymes suivantes laquelle n’est pas nécessaire pour la libération de grande quantité de glucose à partir du glycogène hépatique ?
a) Glucose 6-phosphatase

b) Fructose 1,6-biphosphatase

c) -1,6- glucosidase

d) Phosphoglucomutase

e) Glycogène phosphorylase
6- Glycolyse et néoglucogénèse peuvent elles co-éxister chez le même individu?

Lipides

Exercice 1

Comparez la dégradation et la synthèse des acides gras pour:

(a) la localisation.

(b) Transporteurs d'acyle.

(c) réducteurs et oxydants.

(d) stéréochimie des intermédiaires.

(e) direction de la synthèse ou dégradation.

(f) organisation du système enzymatique.
Exercice 2

Supposons que, pour quelques raisons bizarres, vous décidiez de faire un régime à base de graisse de baleine et de phoque, exclusivement.

(a) Comment le déficit en sucre peut affecter votre capacité à utiliser les graisses?

(b) Quelle odeur aura votre haleine?

(c) Un de vos meilleurs amis, après avoir essayé sans succès de vous convaincre d'abandonner votre régime, vous fait promettre de consommer une dose saine d'acide gras à chaîne impaire. Est ce que votre ami à votre intérêt à cœur? Expliquez.
Exercice 3

Pour chacun des acides gras insaturés suivants, indiquez si le précurseur de biosynthèse est le palmitoléate, l'oléate, le linoléate, ou le linolénate.

(a) 18:1 cis-11

(b) 18:3 cis-6,9,12

(c) 20:2 cis-11,14

(d) 20:3 cis-5,8,11

(e) 22:1 cis-13

(f) 22:6 cis-4,7,10,13,16,19
Exercice 4

Considérons un extrait cellulaire qui synthétise du palmitate. Supposons l'acide gras synthase de la préparation forme une molécule de palmitate en 5 minutes. Une grande quantité de malonyl CoA marqué au 14C sur chaque carbone est soudainement ajouté au système et la synthèse est stoppée une minute plus tard (en modifiant le pH). On analyse la radioactivité de l'acide gras du surnageant. Quel carbone du palmitate formé est le plus radioactif C-1 ou C-14?
Exercice 5

Quel est le désavantage potentiel d'avoir de nombreux sites catalytique ensembles sur une très longue chaîne polypeptidique?
Exercice 6

Un animal est nourri avec de l'acide stéarique qui est radio marqué au carbone [14C]. Une biopsie du foie révèle la présence de glycogène radio marqué. Comment cela est il possible vu que l'animal ne peut convertir les graisses en sucres?
Exercice 7

Les composés ci-dessous, marqués au 14C, sont ajoutés à un homogénat de foie qui peut effectuer la synthèse d’acides gras. Où se trouvera le 14C dans l’acide palmitique pour chacun des composés? Expliquez votre réponse sans détailler la voie dans son ensemble.


Exercice 8

Pour quelle(s) raison(s) ce sont les lipides (et non pas les glucides) qui servent au stockage de l’énergie à long terme?

annale

Université Aix-Marseille I et II - Licence de Biochimie (L3)-Les grandes voies métaboliques-


Examen de Juin 2005 - Le métabolisme des Glucides et des Acides aminés (page1)
durée totale de l’épreuve : 3h. Durée conseillée pour ce sujet : 2h1/4

Notations : 24 points pour l’épreuve Métabolisme, 18 points pour ce sujet.

Remarque : pour des raisons pratiques, le détail des notations est donné dans ce sujet pour un total de 20 points au lieu de 18.
Les documents, calculettes électroniques et téléphones ‘portables’ sont interdits

Rendre des copies séparées pour ce sujet et le sujet ‘Lipides’




Le sujet ‘glucides et acides aminés’ comporte deux pages sur deux feuilles 


Une maladie génétique grave entraîne un défaut métabolique portant sur la dégradation des 3 acides aminés ramifiés, il s’agit d’une céto-acidourie. Afin d’analyser les conséquences métaboliques de cette maladie, des expériences sont réalisées sur des hépatocytes sains en ajoutant ou non un intermédiaire (‘CMV’) du métabolisme d’un des acides aminés à chaîne ramifiée. Cet ajout est censé reproduire les conséquences métaboliques de cette maladie au niveau cellulaire.
On incube des cultures d’hépatocytes normaux avec du lactate, pyruvate, NH4Cl et ornithine.

Dans certains essais on ajoute du ‘CMV’. Dans d’autres on ajoute, en plus de ce composé, de l’oléate.

On mesure après 1h les concentrations intracellulaires de différents métabolites : CoASH, Acétyl-CoA, Propionyl-CoA, Glutamate et N-acétylglutamate (tableau 1, page 2 du sujet)

On mesure aussi certaines activités enzymatiques (tableau 2, page 2 du sujet)

On mesure également après 1 h le glucose produit, l’ammoniaque capté et l’urée produite (tableau 3, page 2 du sujet)
Rappel : le N-acétyl-glutamate est synthétisé à partir de l’acétyl-CoA et du glutamate. Cette réaction est inhibée par le Propionyl-CoA. Le N-acétyl glutamate est un effecteur allostérique positif obligatoire de la carbamyl-phosphate synthétase I.

‘CMV’= -céto-méthyl valérate
Questions :
1/ indiquez quelle enzyme est mutée dans ce type de maladie. Cette maladie porte un nom plus ‘commun’, lequel ? ? Quelles sont les conséquences physiologiques de cette maladie ? ? Pourquoi l’addition de ‘CMV’ au milieu de culture des hépatocytes est capable de reproduire les effets de cette maladie au niveau cellulaire? ? (/2 points)
2/ Les deux premières réactions du catabolisme des trois acides aminés à chaîne ramifiée sont similaires. Pour chacun de ces acides aminés, écrire ces deux premières réactions en donnant les formules et les noms des produits. Indiquez les coenzymes impliqués.

Des expériences ont permis de montrer que le foie capte les acides -cétoniques dérivés des acides aminés, tandis que les muscles les relargue. En déduire la localisation tissulaire de chacune des deux premières réactions précédentes. Donnez la structure du Coenzyme qui intervient dans la réaction qui se produit dans le muscle. (/3 points)
3/Pour l’un de ces acides aminés, suite à la première réaction, la voie de dégradation passe par le ‘CMV’ et à la suite d’autres réactions par le Propionyl-CoA qui en se carboxylant donne le précurseur direct d’un composé entrant dans le cycle de Krebs. Ecrire la formule du Propionyl-CoA ainsi que les noms et les formules du composé qui entre dans le cycle de Krebs et de son précurseur. Ecrire les deux réactions qui à partir du Propionyl-CoA conduisent à la formation de cet intermédiaire du cycle de Krebs. Un autre Acide Aminé dont la chaîne n’est pas ramifiée conduit également à la formation du Propionyl-CoA. De quel acide aminé s’agit-il ? Quel est le composé intermédiaire qui se forme à partir de cet Acide aminé et qui est le précurseur immédiat du Propionyl-CoA ? (/1,5 points).

Indiquez pour chacun des acides aminés à chaîne ramifiée sa nature cétoformatrice ou glucoformatrice et justifiez en indiquant la nature des intermédiaires intervenant dans leur dégradation et permettant l’entrée dans le cycle de Krebs.

Le ‘CMV’ est-il cétoformateur ou glucoformateur ? ? …N’est ce pas apparemment contradictoire avec un des résultats du tableau 3 ? expliquez. (/ 1,5 points)
4/ Grâce à l’action de deux enzymes dont vous donnerez les noms, le pyruvate est à l’origine de deux composés : l’un qui permet une entrée dans le cycle de Krebs, l’autre qui en fait partie. Les réactions permettant la formation de ces deux composés sont régulées par l’acétyl-CoA et le propionyl-CoA : Ecrire ces réactions ! L’une d’elles est complexe et met en jeu divers Coenzymes : détaillez son mécanisme. (3 points)
5/ Etablir un schéma métabolique qui en partant du lactate montrera que le composé mentionné dans la question 4/ qui est dérivé du pyruvate et qui fait partie du cycle de Krebs peut soit se convertir par transamination en un composé qui entre dans le cycle de l’Urée, soit en suivant les réactions du cycle de Krebs donner un -céto-acide qui peut donner du glutamate : le schéma montrera que l’ammoniaque cellulaire peut ou bien se condenser avec l’ -céto-acide et donner du Glutamate ou bien entrer dans le cycle de l’Urée.
Pour ce schéma : écrire uniquement les noms des composés et représenter uniquement les réactions en cause ! ! ne pas représenter le cycle de Krebs dans sa totalité ! !). Sur le même schéma , on complétera le cycle de l’Urée montrant la consommation d’une molécule d ‘Ammoniaque. Pour le cycle de l’Urée, vous indiquerez les noms des différents intermédiaires.
Indiquez également sur le schéma les réactions de néo-glucogénèse qui partent du composé du cycle de Krebs qui dérive directement du pyruvate, ceci uniquement jusqu’au Triose phosphate ( portez ici uniquement les noms des intermédiaires et ne pas décrire ici de manière détaillée la néo glucogénèse, vous le ferez dans la question 7/ : voir ci dessous !).

Compléter le schéma en y incluant la formation de N-acétylglutamate. On indiquera également l’entrée de l’oléate et du ‘CMV’ dans le cycle de Krebs. Indiquez la relation du glutamate et du N-acétyl-glutamate avec le cycle de l’Urée. (/3 points).


6/ Expliquez les effets du ‘CMV’ et de la combinaison ‘CMV’+ oléate sur les concentrations des divers métabolites reportées sur le tableau 1. A partir de là et en vous référant à ce qui est indiqué précédemment (en particulier en question 3/), expliquez les résultats reportés sur le tableau 2 : quelles enzymes sont régulées ? par quels produits ? s’agit-il d’activation ou d’inhibition ? justifiez. Ensuite, expliquez pourquoi les synthèses du glucose et de l’Urée sont-elles inhibées par la présence de ‘CMV’(tableau 3) et pourquoi l’oléate les protège-il de cette inhibition (tableau 3)? La quantité d’Ammoniaque captée est-elle en accord avec la quantité d’Urée produite ?

A la lumière de ces données, indiquez les régulations (positives ou négatives) des activités enzymatiques par le N-acétyl glutamate et par les composés dérivés du ‘CMV’ et de l’Oléate. En utilisant une couleur différente, indiquez ces régulations sur le schéma précédent de la question 5/. Que va-t-on remarquer en ce qui concerne l’ammonièmie et la glycémie en cas de jeûne chez un enfant déficient en Propionyl-CoA carboxylase? expliquez ( /4 points)
7/ Etablir maintenant un autre schéma représentant toutes les réactions de la Néo-glucogénèse à partir du lactate avec les formules des composés et le nom des enzymes. Notez les différences avec la Glycolyse et les expliquer. Faire également un bilan énergétique complet de la Néoglucogénèse à partir du lactate. (/2 points)

Tableau 1





concentration des métabolites (micro-moles/g de cellules)

additions


CoASH

Acétyl-CoA

Propionyl-CoA

Glutamate

N-acétylglutamate

sans addition

+ ‘CMV’

+ ‘CMV’ + Oléate

525

120

165

226

125

174

7

113

77

6

3

10

443

220

462


Tableau 2


additions



Pyruvate Deshydrogénase

Pyruvate Carboxylase

Carbamyl Phosphate

synthétase I

activité enzymatique (micro-moles / heure)

sans addition

+ ‘CMV’

+ ‘CMV’ + Oléate

485

266

145

205

20

160

555

254

500



Tableau 3

additions



Glucose produit

Ammoniaque capté par les cellules

Urée produite

micro-moles/g de cellules/ heure

sans addition

+ ‘CMV’

+ ‘CMV’ + Oléate

95

37

126

1059

459

1090

517

216

460



_______________________________________________

similaire:

La Glycolyse Exercices Exercice 1 iconLa Glycolyse Exercices Exercice 1

La Glycolyse Exercices Exercice 1 iconExercices de génétiques

La Glycolyse Exercices Exercice 1 iconAdresse exercices

La Glycolyse Exercices Exercice 1 iconComposés organiques : exercices

La Glycolyse Exercices Exercice 1 iconExercices supplémentaires de génétique

La Glycolyse Exercices Exercice 1 iconFiche n°1 Le dommage réparable exercices

La Glycolyse Exercices Exercice 1 iconCours sous forme de texte à trous Résolutions d’exercices

La Glycolyse Exercices Exercice 1 iconCouplage des évènements biologiques et géologiques : corrigé tp et exercices

La Glycolyse Exercices Exercice 1 iconAnglais 1 grand cahier de 200 pages à diviser en 2 parties (cours/exercices)

La Glycolyse Exercices Exercice 1 iconExercice 7








Tous droits réservés. Copyright © 2016
contacts
b.21-bal.com