Microbiologie

admin

Glycolyse

La première moitié de la glycolyse utilise deux molécules d’ATP dans la phosphorylation du glucose, qui est ensuite divisé en deux molécules à trois carbones.
Diagramme de la première moitié de la glycolyse. Le glucose est un sucre à 6 carbones; c'est un hexagone avec un oxygène dans l'un des coins et le sixième carbone à l'extérieur de l'anneau. Étape 1: L'hexokinase prend un phosphate de l'ATP et l'ajoute au glucose pour produire du glucose-6-phosphate (une structure linéaire avec un groupe phosphate au carbone 6). L'ADP est un autre produit de cette réaction. Étape 2: La phosphoglucose isomérase convertit le glucose-6-phosphate en fructose-6-phosphate en déplaçant l'oxygène à double liaison du carbone 1 au carbone 2. Étape 3: la phosphofrutokinase déplace un phosphate de l'ATP vers le fructose-6-phosphate pour produire du fructose-1,6,-diphosphate. Il s'agit d'une molécule de fructose avec des groupes phosphate sur les carbones 1 et 6. L'ADTP est un autre produit de cette réaction. Étape 4: L'aldolase divise le fructose-1,6-biphosphate en deux pour produire du glycéraldéhyde-3-phosphate (une molécule de carbone 3 avec un oxygène double lié au carbone 1 et un phosphate au carbone 3) et du dihydroxyacétone-phosphate (qui a un groupe phosphate au carbone 1 et un oxygène double lié au carbone 2). Étape 5: La triose phosphate isomérase se convertit entre le dihydroxyacétone-phosphate et le glycéraldéhyde-3-phosphate.

La deuxième moitié de la glycolyse implique une phosphorylation sans investissement en ATP (étape 6) et produit deux molécules de NADH et quatre molécules d’ATP par glucose.
Diagramme de la seconde moitié de la glycolyse. Toutes les étapes suivantes se produisent deux fois. Étape 6: La glycéraldéhyde 3-phosphate déshydrogénase convertit le glycéraldéhyde 3-phosphate (une molécule à 3 carbones avec un oxygène double lié au carbone 1 et un phosphate au carbone 3) en 1,3-bisphosphoglycérate (une molécule avec des phopshates sur les carbones 1 et 3). Le phosphate ajouté est un phosphate inorganique (pi) et ce procédé nécessite également la conversion de NAD+ en NADH et H+. Étape 7: La phosphoglycérate kinase élimine un phosphate du 1,3-bisphosphoglycérate et l'ajoute à l'ADP pour produire de l'ATP et du 3-phosphoglycérate (une molécule avec un groupe phosphate au carbone 3 et un groupe carboxyle au carbone 1). Étape 8: La phosphoglycérate mutase convertit le 3-phosphoglycérate en 2-phosphoglycérate qui a un carboxyle sur le carbone 1, un groupe phosphate sur le carbone 2 et un OH sur le carbone 3. Étape 9: L'énolase convertit le 2-phosphoglycérate en phosphoénolpyruvate (PEP) en éliminant l'oxygène du carbone 3 (et en produisant de l'eau). Étape 10: La pyruvate kinase convertit le PEP en pyruvate en enlevant le groupe phosphate et en l'ajoutant à l'ADP pour produire de l'ATP. Le pyruvate est une molécule à 3 carbones avec un carboxyle sur le carbone 1 et un oxygène à double liaison sur le carbone 2.

Voie d’Entner–Doudoroff

La voie d’Entner–Doudoroff est une voie métabolique qui convertit le glucose en éthanol et capture un ATP.
Le D-glucose est une molécule à 6 carbones avec un cycle hexagonal qui contient un oxygène à un coin; le sixième carbone est à l'extérieur du cycle. ATP:La D-glucose 6-phosphotransférase enlève un groupe phosphate de l'ATP pour produire la bêta-D-glucose-6P qui a un groupe phosphate sur le carbone 6. L'ADP est un autre produit de cette réaction. Bêta-D-glucose-6-phosphate: La NADP + 1-oxoréductase convertit la bêta-D-glucose-6P en D-clucono-1,5,-lactone 6-phosphate. Cette molécule a un oxygène au carbone 1 plutôt qu'un groupe OH. Cette réaction produit également du NADH ++H+ à partir du NADP. La lactonohydrolase convertit la D-glucono-1,5,-lactone 6-phosphate en 6-phsopho-D-gluconate (une forme linéaire avec le groupe phosphate au carbone 6 et un oxygène à double liaison au carbone 1). L'hydro-lyase de 6-phospho-D-gluconate convertit le 6-phsopho-D-gluconate en 2-déhydro-3-désoxy-D-gluconate-6P en ajoutant un oxygène à double liaison au carbone 2. La P-2-céto-3-désoxygluconate aldolase divise la 2-déshydro-3-désoxy-D-gluconate-6P en pyruvate (une molécule à 3 carbones avec des oxygènes à double liaison aux carbones 1 et 2) et le glycéraldéhyde-3-phosphate (une molécule à 3 carbones avec un oxygène à double liaison au carbone 1 et un groupe phosphate sur le carbone 3). Le glycéraldeyhyde-3-phosphate peut être converti en pyruvate en enlevant le phosphate et en l'ajoutant à l'ADP pour produire de l'ATP. Cette réaction produit également du NADH + H+ à partir de NAD+. Le pyruvate peut ensuite être converti en éthanol ; cette réaction produit du NAD+ à partir du NADH+H+.

La voie du pentose-phosphate

La voie du pentose phosphate, également appelée voie du phosphogluconate et shunt de l’hexose monophosphate, est une voie métabolique parallèle à la glycolyse qui génère du NADPH et des sucres à cinq carbones ainsi que du ribose 5-phosphate, un précurseur de la synthèse de nucléotides à partir du glucose.
Étape 1: Glucose-6-phosphate is a 6 carbon molecule in ring formation with a phosphate group at carbon 6. Step 2: Glucose 6-phosphate dehydrogenase converts glucose-6-phosphate to 6-P-gluconolactone thereby producing NADPH/H+ from NADP+. Step 3: Gluconolactonase converts 6-P-gluconolactone to 6-P-gluconate by hydrolysis. Step 4: 6-P-gluconate dehydrogenase converts 6-P-gluconate to ribulose 5-phosphate thereby producing NADPH/H+ from NADP+.

TCA Cycle

In this transition reaction, a multi-enzyme complex converts pyruvate into one acetyl (2C) group plus one carbon dioxide (CO2). Le groupe acétyle est attaché à un support de Coenzyme A qui transporte le groupe acétyle sur le site du cycle de Krebs. Dans le processus, une molécule de NADH est formée.
Étape 1: Un groupe carboxyle est retiré du pyruvate, libérant du dioxyde de carbone. Étape 2: NAD+ est réduit à NADH. Étape 3: Un groupe acétyle est transféré à la coenzyme A, ce qui donne de l'acétylcoa.

Dans le cycle de l’acide citrique, le groupe acétyle de l’acétyle CoA est attaché à une molécule d’oxaloacétate à quatre carbones pour former une molécule de citrate à six carbones. Par une série d’étapes, le citrate est oxydé, libérant deux molécules de dioxyde de carbone pour chaque groupe acétyle introduit dans le cycle. Dans le processus, trois NADH, un FADH2 et un ATP ou GTP (selon le type de cellule) sont produits par phosphorylation au niveau du substrat. Comme le produit final du cycle de l’acide citrique est également le premier réactif, le cycle se déroule en continu en présence de réactifs suffisants. (crédit: modification des travaux par « Yikrazuul » /Wikimedia Commons)
L'acétyle CoA est une molécule à 2 carbones avec une

Oxydation bêta

Pendant l’oxydation des acides gras, les triglycérides peuvent être décomposés en groupes acétyle 2C qui peuvent entrer dans le cycle de Krebs et être utilisés comme source d’énergie lorsque les taux de glucose sont faibles.
En commençant par un acide gras (une longue chaîne carbonée). Étape 1: La conversion d'un acide gras en acyl carnitine grasse permet le transport à travers les membranes mitochondriales. L'image montre l'élimination de l'OH de l'extrémité de l'acide gras et l'ajout d'un Co-A-S à sa place. Étape 2: L'acylcoa gras est converti en bêta-cétoacylcoa, qui est divisé en un acylcoa et un acétylcoa. Le Co-A-SH est retiré. Les hydrogènes sont éliminés des carbones 2 et 3 pour former une double liaison entre ces carbones. Cela produit également la forme FADH2 FAD +. Ensuite, le CoA trans-énoyle est converti par oxydation du carbone bêta et addition d'eau. Cela produit du L-3-hydroxyacyl CoA (une molécule où ces doubles liaisons sont à nouveau rompues). Ensuite, le bêta-cétoacyl CoA est produit (qui contient un oxygène double lié ajouté au carbone 3). Ce processus produit également FADH2 à partir de FAD+. Ensuite, le bêta-cétoacyl-CoA est divisé en acétyl-CoA (une chaîne carbonée à 2) et en acyl-CoA (avec une chaîne carbonée raccourcie). Enfin, l'acétyl-CoA entre dans le cycle de Krebs.

Phosphorylation oxydative

La chaîne de transport d’électrons est une série de transporteurs d’électrons et de pompes ioniques qui sont utilisés pour pomper des ions H+ à travers une membrane. H+ s’écoule ensuite à travers la membrane par l’ATP synthase, qui catalyse la formation d’ATP. L’emplacement de la chaîne de transport des électrons est la matrice mitochondriale interne dans les cellules eucaryotes et la membrane cytoplasmique dans les cellules procaryotes.
La membrane interne des mitochondries est montrée. Sur la membrane se trouvent une série de protéines d'affilée et une grande protéine d'un côté. Dans la matrice mitochondriale interne se trouve l'équation globale montrant que 2 ions hydrogène libres + 2 électrons sortant ETC + ½ d'une molécule d'O2 produisent de l'eau. Cela arrive deux fois. Le diagramme montre 2 électrons sur la première protéine de la chaîne. Ces électrons proviennent de la division du NADH en NAD+. Les électrons sont ensuite déplacés vers la protéine suivante dans la chaîne, et le long de la ligne de 5 protéines dans la chaîne de transport des électrons. Des électrons peuvent également être ajoutés à la chaîne de la deuxième protéine à partir de la division de FADH2 en FAD +. Lorsque les électrons traversent les protéines, 1, 3 et 5 protons (H+) sont pompés à travers la membrane. Ces protons peuvent ensuite refluer vers la matrice mitochondriale par l'ATP synthase. Lorsqu'ils traversent l'ATP synthase, ils permettent la production d'ATP à partir d'ADP et de PO4,3-.

Cycle de Calvin-Benson

Le cycle de Calvin-Benson comporte trois étapes. Au stade 1, l’enzyme RuBisCO incorpore du dioxyde de carbone dans une molécule organique, la 3-PGA. Au stade 2, la molécule organique est réduite à l’aide d’électrons fournis par le NADPH. Au stade 3, RuBP, la molécule qui démarre le cycle, est régénérée pour que le cycle puisse se poursuivre. Une seule molécule de dioxyde de carbone est incorporée à la fois, de sorte que le cycle doit être complété trois fois pour produire une seule molécule de GA3P à trois carbones et six fois pour produire une molécule de glucose à six carbones.
Étape 1: Fixation du carbone. Trois molécules de CO2 entrent dans le cycle. Rubisco les combine avec 3 molécules de RUBP (une molécule à 5 atomes de carbone avec un groupe phosphate à chaque extrémité. Cela produit 6 molécules de 3-PGA (une molécule de 3 carbones avec un phosphate au carbone 3. Étape 2: réduction de 3-PGA. Les molécules 3-PGA sont converties en 6 molécules de GA3P en éliminant l'un des oxygènes du carbone 1. Ce procédé utilise également 6 molécules d'ATP (produisant de l'ADP) et 6 molécules de NADPH (produisant du NADP++H+). Étape 3: Régénération du RuBP. Cinq des 6 molécules de GA3P sont converties en 3 molécules de RuBP. Le sixième Ga3P est converti en ½ molécule de glucose (C6H12O6). La production de RuBP utilise également 3 ATP (produisant 2 ADP). Cela nous ramène au sommet du cycle.

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée.