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Métabolisme anaérobie du glucose



  1. #1
    Amanuensis

    Métabolisme anaérobie du glucose


    ------

    Bonjour,

    Quel est le maximum de conversions ADP + Pi -> ATP le vivant arrive-t-il à obtenir à partir du glucose (CH2O)6, sans faire intervenir d'autres molécules de l'extérieur autre que l'eau (i.e., pas d'oxygène, ni d'un quelconque autre oxydant) ?

    On voit en général indiqué 2, mais il y a des indications de 4 de temps en temps, mais je n'ai pas réussi à trouver si c'est avec un oxydant pris à l'extérieur (autre que O2) ou non.

    Un exemple de bilan (pour 2 ATP) pris à la frontière de la cellule est (CH2O)6 -> 2 CH3-CHOH-CO2H + énergie ; cela ne fait intervenir rien d'autre pris à l'extérieur (en interne la réaction n'est pas directe, mais ce n'est pas le point ; toutes les molécules internes sont recyclées). Je cherche d'autres bilans équilibrés ayant cette propriété. Soit de la forme

    (CH2O)n + mH2O -> produits rejetés à l'extérieur + énergie

    avec régénération complète de toute autre molécule intervenant en interne, à l'exception de ADP, Pi et ATP. En particulier les NAD+ doivent être régénérées.

    J'en ai trouvé bien d'autres pour 2 ATP, mais pas pour plus.

    Merci d'avance,

    -----
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

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  3. #2
    noir_ecaille

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    L'eau ne sert qu'à hydrolyser certaines liaisons. J'ai l'impression que vos équations sont trop réductrices et qu'il manque certains acteurs si on s'en tient à la dégradation du glucose.

    Vous pouvez consulter :
    - la glycolyse
    - le cycle de Krebbs
    "Deviens ce que tu es", Friedrich W. Nietzsche

  4. #3
    noir_ecaille

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Oups. J'avais lu "aérobie". On peut donc oublier le cycle de Krebbs.
    "Deviens ce que tu es", Friedrich W. Nietzsche

  5. #4
    noir_ecaille

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Quelques voies de fermentation :
    - alcoolique
    - fermentation lactique
    "Deviens ce que tu es", Friedrich W. Nietzsche

  6. #5
    Amanuensis

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Lactique c'est celle que j'ai indiquée. Je connais tout cela, ce que je cherche sont les cas avec 3 ou 4 ATP, si cela existe.

    J'ai essayé de mettre suffisamment d'information dans le message #1 pour éviter que des intervenants perdent du temps à donner des informations déjà présentes ou ne répondant pas à la question...
    Dernière modification par Amanuensis ; 02/04/2013 à 17h58.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Alhec

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Tu devrais mettre les références de où tu as lu " 3 à 4 ATP", ça aiderait dans nos recherches.

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  10. #7
    Amanuensis

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Je sais bien, mais je ne la retrouve plus. C'était peut-être dans un lien indiqué par Geb, mais cela n'aide pas des masses, il y en a beaucoup

    Peut-être lié à des métabolismes rejetant H2 ou CH4.

    Mais ce que je trouve sur ces cas n'indique pas s'il y a des ATP en plus après l'étape pyruvate, et n'indique pas le contraire non plus.
    Dernière modification par Amanuensis ; 02/04/2013 à 18h08.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  11. #8
    Alhec

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Oui mais connaissant le personnage, il est capable de s'en souvenir et de te donner de mémoire la référence, tu ne devrais pas perdre espoir

  12. #9
    Amanuensis

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Ce que je comprends, c'est que cela commence toujours par l'étape pyruvate soit

    (CH2O)3 + NAD+ -> CH3-CO-CO2- + NADH + 2H+

    qui récupère de l'énergie sur 2 ATP.

    Ensuite faut une étape pour régénérer NAD+, et il y a beaucoup de possibilités.
    Dernière modification par Amanuensis ; 02/04/2013 à 18h13.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  13. #10
    Alhec

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    juste une remarque, la glycolyse produit bien 4 ATP, mais comme 2 sont utilisés dans les premières étapes, le résultat net est un gain de 2 ATP. Ca ne serait pas simplement ça?

  14. #11
    Amanuensis

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Je ne pense pas. Le texte (de mémoire) disait 0 à 2 ATP supplémentaires, pas compatible avec la confusion entre production brute et nette dans la première étape.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  15. #12
    Amanuensis

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    J'ai peut-être trouvé une possibilité, dans http://genomebiology.com/2009/10/6/R...e/F5?highres=y

    Le pyruvate peut amener à l'acétyl-CoA

    CH3-CO-CO2- + CoA-H + NAD+ -> CO2 + CoA-CO-CH3 + NADH

    puis l'acétyl-CoA donnerait un acétate en régénérant le CoA, et en produisant 1 ATP (à droite plutôt en bas de la figure).

    Mais alors

    1) Quelle est la réaction ? (CoA-CO-CH3 + H2O -> CoA-H + CH3-CO2- + H+ + énergie (1 ATP) ??)

    2) Comment sont régénérés les NAD+ ?
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

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  17. #13
    Alhec

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    La réaction dont tu parles implique un complexe transporteur d'électron, je pense donc qu'elle n'entre pas dans le contexte des réactions sur lesquels tu te renseignes.

    Pour le reste, ta cellule (une bactérie je pense) à l'air de respirer, donc le NADH doit céder des électrons aux complexes de transport ce qui régénère le NAD+.
    Dernière modification par Alhec ; 02/04/2013 à 23h59.

  18. #14
    Amanuensis

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Ne pourrait-on avoir

    Genre : (Pour 1/2 glucose)

    Première oxydation (1 ATP)

    (CH2O)3 + NAD+ --> CH3-CO-CO2- + NADH + 2H+

    Seconde oxydation (1 ATP ?)

    CH3-CO-CO2- + CoA-H + NAD+ -> CO2 + CoA-CO-CH3 + NADH

    CoA-CO-CH3 + H2O -> CoA-H + CH3-CO2H

    Et régénération des NAD+ par (énergie ?)

    2NADH + 2 H+ -> NAD+ + 2 H2

    Bilan à ce stade

    (CH2O)3 +H2O -> CH3-CO2H + CO2 + 2 H2

    Et encore récupérer de l'énergie (?) par

    CO2 + 4 H2 -> CH4 + 2 H2O

    D'où un bilan (1 glucose)

    (CH2O)6 -> 2 CH3-CO2H + CO2 + CH4

    Combien d'ATP ?
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  19. #15
    Alhec

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    2NADH + 2 H+ -> NAD+ + 2 H2


    A ma connaissance, ça ne marche pas, si on regarde les potentiels redox. Cela dit, ça doit être possible mais alors il faut consommer de l'ATP pour "forcer" la réaction

    CO2 + 4 H2 -> CH4 + 2 H2O

    Ceci fonctionne, mais c'est l'équation bilan d'un système de respiration anaérobie.

  20. #16
    Alhec

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Dans ce que tu proposes, tu consommes énormément de NADH, par rapport à ce que tu produits non? Et comme produire le H2 va te couter cher, je ne pense pas que ce soit viable. Mais à confirmer.

  21. #17
    Amanuensis

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Normalement c'est équilibré, j'ai vérifié plusieurs fois.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  22. #18
    Alhec

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Et le problème du NADH qui ne peut pas réduire le H+?

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  24. #19
    Amanuensis

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Citation Envoyé par Alhec Voir le message
    Et le problème du NADH qui ne peut pas réduire le H+?
    Je pose la question !

    Qu'est-ce qui se couple avec NADH + H+ -> NAD+ + 2 H ?

    On a pyruvate -> acide lactique, pyruvate -> CO2 + éthanol, quoi d'autre n'impliquant que ce qui vient du pyruvate, ou CO2 ou H2O ?
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  25. #20
    dr.Garou

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Il me semble qu'il y a effectivement une voie qui conduit du pyruvate à l'acide acétique en libérant un CO2 et un H2. Cette réaction est effectuée par des bacteries du genre clostridium (Clostridium pasteurianum notamment):

    une pyruvate décarboxylas-transacétylase à TPP effectue l'étape 1: CH3COCOO- + CoA ---> CO2 + Acétyl-CoA + 2[H]
    une phosphotransacétylase l'étape 2: Acétyl-CoA + HPO4-- ---> Acétyl-P + CoA
    une hydrogénase la dernière étape: 2[H] ---> H2

    L'acétyl-P permet ensuite de récupérer un ATP à partir d'un ADP.

  26. #21
    noir_ecaille

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Si on parle de respiration même anaérobie, alors il s'agit d'un remplacement du O2 par un autre accepteur final de protons et électrons tout en oxydant les pyruvates (issus de la glycolyse) en CO2. Le bilan ATP resterait le même qu'avec une respiration aérobie.

    Si on s'en tient à une dégradation sans respiration aérobie/anaérobie, reste les voies de la fermentation pour recycler les NAD/FAD.
    Dernière modification par noir_ecaille ; 03/04/2013 à 21h27.
    "Deviens ce que tu es", Friedrich W. Nietzsche

  27. #22
    noir_ecaille

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Je m'interroge concernant les archées respirant du soufre. Ont-elles le même bilan ATP que les cellules respirant de l'oxygène (O2, NO32-, NO2-, SO42-, SO32-...) ?
    "Deviens ce que tu es", Friedrich W. Nietzsche

  28. #23
    Amanuensis

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Citation Envoyé par dr.Garou Voir le message
    Il me semble qu'il y a effectivement une voie qui conduit du pyruvate à l'acide acétique en libérant un CO2 et un H2. Cette réaction est effectuée par des bacteries du genre clostridium (Clostridium pasteurianum notamment):

    une pyruvate décarboxylas-transacétylase à TPP effectue l'étape 1: CH3COCOO- + CoA ---> CO2 + Acétyl-CoA + 2[H]
    une phosphotransacétylase l'étape 2: Acétyl-CoA + HPO4-- ---> Acétyl-P + CoA
    une hydrogénase la dernière étape: 2[H] ---> H2

    L'acétyl-P permet ensuite de récupérer un ATP à partir d'un ADP.
    Intéressant.

    Comment se passe l'étape 2[H] ---> H2 ?
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  29. #24
    Amanuensis

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Citation Envoyé par noir_ecaille Voir le message
    Je m'interroge concernant les archées respirant du soufre. Ont-elles le même bilan ATP que les cellules respirant de l'oxygène (O2, NO32-, NO2-, SO42-, SO32-...) ?
    Non, pas du tout. Et le bilan n'est pas le même pour les différents oxydants cités. Confusion entre l'atome (oxygène) et l'énergie de liaison (qui dépend de la molécule).

    il s'agit d'un remplacement du O2 par un autre accepteur final de protons et électrons tout en oxydant les pyruvates (issus de la glycolyse) en CO2. Le bilan ATP resterait le même qu'avec une respiration aérobie
    Incorrect.

    Au passage, CO2 peut servir d'accepteur final (méthanogènes), une sorte de "respiration".
    Dernière modification par Amanuensis ; 04/04/2013 à 05h07.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

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  31. #25
    Amanuensis

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Citation Envoyé par dr.Garou Voir le message
    Il me semble qu'il y a effectivement une voie qui conduit du pyruvate à l'acide acétique en libérant un CO2 et un H2. Cette réaction est effectuée par des bacteries du genre clostridium (Clostridium pasteurianum notamment):
    Cela ressemble (bilan, si ce n'est les détails) à ce qu'il se passe dans un hydrogénosome :

    http://cgdc3.igmors.u-psud.fr/microb...metab_ener.htm

    Cela donnerait bien un total de 4 ATP par glucose.

    Mais le devenir du NADH n'est pas clair ; toujours la même question !

    Si j'écris la première étape de la fermentation comme

    (CH2O)3 +NAD+ -> pyruvate + NADH + 2 H+

    La seconde étape (bilan)

    pyruvate + H2O -> CO2 + H2 + acétate

    laisse un NADH + H+ en trop...

    ----

    Je reste coincé sur le même point...

    Peut-être tout simplement le NADH+H+ est utilisé pour de l'anabolisme, par exemple pour réduire une autre molécule entrante (un glucose par exemple) ?
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  32. #26
    Alhec

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Le NADH dans les hydrogénosomes est oxydé par un complexe protéique. Les hydrogénosomes dérivent des mitochondries et contiennent des NADH dehydrogenases.

  33. #27
    Amanuensis

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Que devient l'hydrogène ?
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  34. #28
    Alhec

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Il y a production de H2 in fine. Peut-être les H+ sont-ils utilisés à cette fin.

  35. #29
    Amanuensis

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Dans les réactions telles que je les ai écrites, non. La conversion pyruvate -> acétate + CO2 nécessite de libérer H2 pour récupérer un O, et j'ai considéré que le H2 venait de là.

    Genre (décomposition libre, juste pour illustrer)

    pyruvate -> acétate + CO (équilibré), puis CO + H2O -> CO2 + H2
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  36. #30
    Alhec

    Re : Métabolisme anaérobie du glucose

    Je ne comprends plus rien.
    Tu parles bien de la réaction qui a lieu dans les hyrdogénosomes? Si oui, c'est bien le mécanisme que j'ai indiqué pour l'origine du H2.

    pyruvate: CH3-CO-COOˉ
    acétate: CH3-COOˉ

    pyruvate + CoA-SH -> Acetyl CoA avec libération de CO2
    puis transfert du CoA au succinate qui devient succinyl CoA et libération d'acétate.
    succinate: ˉOOC-CH2-CH2-COOˉ
    succinylCoA: ˉOOC-CH2-CH2-CO-S-CoA

    L'oxygène en plus vient du succinate.

    Je réponds à ta question?

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