Metabolisme protidique

[Astrotech]

Bonjours a tous,
On me demande dans un exercice les voies cataboliques utilisées par E.Coli lors de l'utilisation de la L-tryptophane sur milieu uré indole.

Dois-je citer la glycolyse(?), le cycle d'uré et le cycle de krebs?
Je pense me tromper , la gycolyse n'est elle utilisé que lors de l'utilisation des glucides?

Autre point a aborder, on me demande de faire le bilan chimique+energetique de l'utilisation de ce protide par E.coli , je suis totalement perdu quand a la production d'ATP, mais j'ai lu dans mon cour que c'etait une reaction tres "couteuse" en ATP.. je suis perdu haha

Merci d'avance a celui ou celle qui repondra en essayant de m'éclaircir de ces zones obscures..

Astrotech
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[Astrotech]

Edit :
Il semblerait que la glycolyse n'intervienne pas dans l'utilisation des protides,
Donc devrais-je mettre
Cycle d'uré-->cycle de krebs-->chaine respiratoire
?

[jordant]

Bonjour, le milieu Urée-Indole contient:

• De l'urée qui sert à vérifier la présence d'une enzyme dégradant l'urée chez la bactérie: l'uréase
• Du tryptophane (Trp) pour vérifier la présence de deux enzymes chez la bactérie donc de deux voies cataboliques du tryptophane:
- La tryptophane désaminase (TDA) qui transforme le Trp en acide indole-pyruvique + NH3
- La tryptophanase qui transforme Trp en indole + NH3 + Pyruvate

Le pyruvate peut rentrer dans le cycle de Krebs ce qui produit n ATP

> Essaye de faire le bilan énergétique (=nombre d'ATP) avec ça.
> Pour le bilan chimique as-tu entendu parler des co-enzymes (NAD+, NADH) ? Car ils interviennent.

Il me semble pas qu'il y ait de cycle de l'urée chez les bactéries.

Le Trp est un acide aminé pas un protide: protide = protéine/peptide = assemblage d'acides aminés

[Astrotech]

merci beaucoup d'avoir pris le temps de me répondre.
si j'ai bien compris, l'hydrolyse du tryptophane produit de l'indole, du pyruvate et de l'ammoniac
le pyruvate rentre dans le cycle de Krebs et produit 1ATP et 5 transporteurs d'hydrogene (=co-enzymes? (4 NADH;H+ ET 1FADH2))

donc le bilan énergétique est de 1 ATP(cycle de Krebs)+14 ATP(chaîne respiratoire) on trouve donc 15ATP.

d'autre part, je viens de voir que dans mon cour que TRP+(5/2)O2------>H2O+indole+3CO2 (le tout produisant 15ATP)

dois-je juste garder cette équation?


car dans ce cas ci, comme il n'y a pas de production de pyruvate, il n'y a pas de cycle de Krebs...

bien cordialement en te remerciant de ta patience
astrotech

[A voir en vidéo sur Futura]

[jordant]

si j'ai bien compris, l'hydrolyse du tryptophane produit de l'indole, du pyruvate et de l'ammoniac
le pyruvate rentre dans le cycle de Krebs et produit 1ATP et 5 transporteurs d'hydrogene (=co-enzymes? (4 NADH;H+ ET 1FADH2))

Oui c'est presque ça mais seuls 3 NADH,H+ sont produits par le cycle de Krebs, le premier est produit par le complexe de la pyruvate déshydrogénase (PDH):
Pyruvate -----> PDH -----> Acétyl CoA (+ 1NADH,H+ + 1CO2) ------> Cycle de Krebs -----> 2CO2 + 3NADH,H+ + 1FADH2 + 1ATP + CoA

donc le bilan énergétique est de 1 ATP(cycle de Krebs)+14 ATP(chaîne respiratoire) on trouve donc 15ATP.

Exactement

d'autre part, je viens de voir que dans mon cour que TRP+(5/2)O2------>H2O+indole+3CO2 (le tout produisant 15ATP)

dois-je juste garder cette équation?


car dans ce cas ci, comme il n'y a pas de production de pyruvate, il n'y a pas de cycle de Krebs...

Cette équation montre juste ce qu'il se passe par rapport à la chaîne respiratoire, en effet elle ne fait pas apparaître le pyruvate mais il intervient, elle ne fait pas apparaître non plus les transporteurs d'hydrogène (=co-enzymes) et le NH3. L'équation détaillée serait:
Trp + 1H2O +2H2O +4NAD+ + 1FAD +1ADP+ 1Pi + CoA + (5/2)O2 => Indole + NH3 + 4NADH,H+ + 1FADH2 + 1ATP + 3CO2 + 5H2O

Pour faire apparaître le pyruvate, puisque Trp + H2O ---> Pyruvate + NH3 + Indole on pourrait écrire:

Pyruvate + NH3 + Indole + 2H2O +4NAD+ + 1FAD +1ADP+ 1Pi + CoA => Indole + NH3 + 4NADH,H+ + 1FADH2 + 1ATP + 3CO2

En enlevant le NH3 + Indole des 2 côtés ça donne:
Pyruvate + 2H2O +4NAD+ + 1FAD +1ADP+ 1Pi + CoA => 4NADH,H+ + 1FADH2 + 1ATP + 3CO2

Mais si tu veux rester sur la formule de ton cours je pense qu'il est plus correct d'écrire: Trp +(5/2)O2 ---> 5H2O + Indole + 3CO2.

Car (1/2)O2 + 2e- + 2h+ ---> 1H2O

[Astrotech]

woaw, un grand merci a toi..
je t'avoue que je ne suis qu'en première donc ces notions sont encore vastes pour moi, mais j’espère arriver un jour a comprendre aussi facilement que toi
mais tu m'a expliqué de façon clair et précises ce dont j'avais besoins, merci !

sinon histoire de t’embêter une dernière fois , lorsque on me demande de citer les 3 différentes voies cataboliques utilisée,
je ne dois juste citer , comme tu l'a dit précédemment le cycle de Krebs et la chaîne respiratoire?

la dernière voie catabolique a citer ne serait elle pas en rapport avec l'ammoniac produit, qui est considéré comme un "déchet" si je ne dis pas de bêtises, donc nécessaire a dégrader?
le fait est que nous n'avons pas parlé dans mon cour du cycle d'urée et comme tu l'a dit, il n'intervient pas dans l'utilisation des acides aminés par les bacteries.. c'est louche haha!

(au fait, nous n'avons pas etudié le complexe de la pyruvate déshydrogénase, donc je pense que mon prof a essayé de le 'symplifié' en nous le mélangeant avec le cycle de Krebs, et ce serait donc pourquoi je trouve la production de 4 NADH,H+ dans celui ci )

[Astrotech]

et ducoup, en relisant tes indications, je me demande si le complexe de la pyruvate déshydrogénase ne serait pas justement une voie catabolique, ce qui donnerait du sens lorsque mon prof me demande de citer les "3 voies cataboliques utilisée"
donc je devrais plutot mettre :
1)le complexe de la pyruvate déshydrogénase
2)le cycle de Krebs
3)la chaine respiratoire

[jordant]

Je pense que les trois voies cataboliques sont celles utilisant comme enzyme:
1) la TDA
2) La tryptophanase
Car ce sont ces enzymes que l'on recherche dans un milieu urée indole (pour faire le lien avec cette donnée de l'exercice) de manière à identifier des bactéries sur la base de l'absence/présence de ces enzymes.

Le cycle de Krebs serait à mon sens la troisième voie catabolique bien qu'elle dépende du coup de la tryptophanase

Je ne pense pas que le NH3 soit dégradé par les bactéries, mais en captant un H+, il donne du NH4+ (ammonium) qui lui est utilisé en tant que donneur d'éléctrons dans la chaîne respiratoire de certaines bactéries nitrifiantes pour synthétiser de l'ATP, mais E.coli n'en est pas capable.

L'urée qui est présent dans le milieu n'a je pense rien à voir Il sert juste a vérifier la présence d'une enzyme qui le dégrade: l'uréase pour les mêmes raisons que la TDA et la tryptophanase.

[jordant]

Excuse moi je n'ai pas vu la deuxième partie de ton message, si tu veux prendre en compte la PDH ce serait dans l'ordre:
1) Tryptophanase
2) PDH
3) CK

Je ne pense pas qu'on puisse considérer la chaîne respiratoire comme une voie catabolique

[Astrotech]

d'accord ca marche, je vais essayer d'approfondir la notion de voie catabolique !
je vais essayer avec ca, je te tiendrai au courant lors de la correction

[jordant]

Correction: Le but de l'exercice étant sans doute d'étudier les voies classiques de production d'énergie je pense que ce que tu as dit dans ton dernier message est la réponse attendue

[Astrotech]

c'est en effet le cas, le premier exercice portait sur l'utilisation du raffinose (donc metabolisme glucidique),
celui dont je te parle est nommé "le métabolisme protidique" (hors acide aminé≠protides , j'ai retenu!)

donc bon je vais essayer de caser le "complexe de la pyruvate déshydrogénase" même si nous ne l'avons pas vraiment etudié,
ce que je ne comprends toujours pas, c'est que tu parle de la tryptophanase commme d'une voie catabolique, mais c'est une enzyme non? pourquoi serait elle avec des pseudo "reactions" comme le CK ou la chaine respiratoire?

(et merci de tes réponses qui me sont très formatrices)

[jordant]

En effet, une voie métabolique possède en général plusieurs réactions.
métabolisme = catabolisme (dégradation) + anabolisme (fabrication)

J'ai juste eu du mal à en trouver 3 en me focalisant sur le Trp donc j'ai caser la TDA et la tryptophanase ^^ Alors que l'exercice était sans doute plus général en prenant juste le Trp comme exemple pour contextualiser les choses

[Astrotech]

d'accord! merci pour ton aide !

[jordant]

Je t'en prie !

[Astrotech]

bon... dernière fois que je te dérange, promis!
j'ai eu une discussion il y a peu avec mon professeur sur l'utilisation des glucides par les bactéries, j'en suis venu a lui demander , lors de la culture d'un bactérie non-exigeante, lorsque le milieu contient 2 types différents de glucides : admettons, du lactose en grande quantité et du glucose en faible quantité, la bactérie va t'elle privilégier la consommation du glucose (une ose "simple") mais en plus faible quantité (pour ensuite s'attaquer au lactose) ou bien commencer par consommer directement le diholoside (le lactose) qui est present en plus grande quantité;même si cela nécessite la synthèse d'une enzyme particulière (et donc perte d'energie ?) ?

[jordant]

Peu importe la quantité de glucides les bactéries vont toujours utiliser en premier celui qui est le plus facilement assimilable : en général le glucose.

L'utilisation du lactose nécessite la synthèse par la bactérie de 3 enzymes:
- la bêta galactosidase (hydrolyse le lactose en glucose + galactose)
- une pérmease (pour importer le lactose dans le cytoplasme)
- Une acetyltransferase

Ces trois enzymes sont codées par trois gènes qui sont organisés en opéron (=unité de transcription : les 3 gènes sont transcrits ensemble en une fois)

Cet opéron se nomme opéron lactose et est dit "inductible" car la transcription est induite par un inducteur: le lactose notamment.

Sans rentrer dans les détails, la transcription de ces gènes pour l'utilisation du lactose est induite uniquement si ces deux conditions sont réunies:
- Absence de glucose dans le milieu
- Présence de lactose dans le milieu

> Donc même si le lactose est présent, tant qu'il y a du glucose l'operon ne sera pas induit car la synthèse des trois enzymes est coûteuse en énergie et serait donc inutile.

Dans ce cas on aura une courbe de croissance en deux temps on appelle cela la diauxie

Les mots-clés sont en gras si tu veux faire des recherches