= étude des variations d'énergie associées aux réactions biochimiques

-> énergie libre est l'énergie utile dans un système

• la variation de l'énergie libre selon Gibbs (deltaG) = portion de la variation totale d'énergie disponible pour accomplir une fonction au niveau cellulaire

Systèmes biologiques se conforment aux lois de la thermodynamie

-> premier principe stipule que l'énergie totale d'un système et de son milieu environnant demeure constante

• = énergie n'est ni perdue ni gagnée durant une transformation
• énergie peut être transférée d'une partie à une autre du système ou transformée en une autre forme d'énergie

-> second principe stipule que l'entropie totale d'un système doit augmenter si un processus s'effectue spontanément

• entropie représente le niveau de désordre d'un système
• relation entre la variation d'énergie libre (deltaG) d'un système en réaction et la variation de l'entropie (deltaS) est donnée par l'équation :

-> dans les conditions de réactions biochimiques puisque deltaH est proche de deltaE = la variation de l'énergie interne de la réaction peut s'exprimer par :

Conséquences des variations de deltaG

-> si négatif = réaction s'effectue spontanément avec perte d'énergie libre = exergonique

-> si positif = réaction ne se produit que s'il peut y avoir apport d'énergie libre = système endergonique

-> si = 0 = réaction est à l'équilibre

Comment s'effectuent les réactions endergoniques

= synthèse, contraction musculaire, la conduction de l'influx nerveux et le transport actif est obtenue par couplage à des réactions d'oxydation

Nature des réactions exergoniques endergoniques

-> en pratique un processus endergonique ne peut exister d'une manière indépendante

• processus fait partie d'un système couplé exergonique-endergonique

-> réactions enzymatiques sont groupées sous le terme de catabolisme

-> réactions endergoniques = anabolisme

• processus combinés = métabolisme



Valeur de l'énergie libre des groupement phosphate de l'ATP

= généralement les gp phosphate à haute énergie sont indiqués par ~P

• ATP contient deux gp P à haute énergie = liaison phosphoanhydrire
• ADP contient un gp P " = liaison phosphoanhydride
• AMP phosphate est faiblement énergétique = liaison ester normal

ATP permet le couplage de réactions thermodynamiquement défavorbales à des réactions favorables

-> réactions endo ne peuvent pas se produire sans apport d'énergie

Interconversion des nucléotides de l’adénine et maintien de l’homéostasie énergétique (rôle de l’adénylate kinase)

-> adénylate kinase permet de maintenir l'homéostasie énergétique

-> permet :

• utilisation du phosphate à haute énergie pour la synthèse de l'ATP
• re-phosphorylation de l'AMP en ADP
• d'augmenter la concentration d'AMP quand la concentration de l'ATP diminue

Hydrolyse de l'ATP directement en AMP+ PPi

-> c'est le cas par ex lors de l'activation des acides gras à longue chaîne

D'autres nucléotides triphosphate participent au transfert des phosphates à haute énergie

-> grâce à l'enzyme nucléoside phosphate kinase, UTP, GTP et CTP peuvent être synthétisés à partir de leurs formes diphosphates

La variation d'énergie libre dans les réactions d'oxydation réduction

-> variation d'énergie libre est proportionnelle à la tendance des réactifs à donner ou à accepter des e-

• = possible d'exprimer l'énergie libre comme un potentiel d'oxydo-réduction ou potentiel rédox en volts
• enzymes impliquées dans ces processus sont appelées oxydo-réductases
• classées en 4 groupes :
• ocydases
• déshydrogénases
• hydropéroxydases
• oxygénases

Enzymes dites oxydo-réductases

Oxydases

= enzymes qui utilisent l'oxygène comme accepteur d'hydrogène

-> induisent la formation de l'eau et du peroxyde d'hydrogène

• ex : hémoprotéines, flavoprotéines qui contiennent le FAD ou FMN

Déshydrogénases

= enzymes ne peuvent pas utiliser l'oxygène comme accepteur d'hydrogène

-> fonctions principales :

• transfert d'hydrogène d'un substrat à l'autre
• transport d'e- d'un substrat à l'oxygène dans la chaîne respiratoire

Hydroperoxydases

= enzymes utilisent le peroxyde d'hydrogène ou un peroxyde organique comme substrat

-> réduisent les peroxydes en utilisant divers accepteurs d'e-

Oxygénases

= enzymes catalysent le transfert direct de l'oxygène sur un substrat

Dioxygénases

= fixent deux atomes d'une molécule d'oxygène sur un substrat

ex : L-tryptophane dioxygénase

Monooxygénases

= ou hydroxylases et oxydases à fonction mixte ne fixent qu'un seul atome d'oxygène sur un substrat

-> autre atome d'oxygène réduit en eau

ex : cytochromes P450