Biochimie et métabolisme : enzymes et bilan énergétique
L'épreuve porte sur la structure des biomolécules, la cinétique enzymatique et les voies cataboliques productrices d'ATP. Elle exige des calculs exacts et la distinction claire entre les compartiments cellulaires.
Biomolécules
- Vingt acides aminés standard, dont neuf essentiels chez l'adulte : His, Ile, Leu, Lys, Met, Phe, Thr, Trp, Val. La liaison peptidique unit le groupe carboxyle d'un acide aminé à l'amine du suivant.
- Glucides : liaison glycosidique ; lipides : acides gras estérifiés au glycérol, β-oxydation mitochondrial aboutissant à acétyl-CoA, NADH et FADH₂.
Cinétique enzymatique
- Km traduit l'affinité (Km basse = forte affinité) ; Vmax traduit la quantité d'enzyme active.
- Inhibition compétitive : Km augmente, Vmax inchangée. Inhibition non compétitive : Vmax diminue, Km inchangée. Le tracé de Lineweaver-Burk (1/v en fonction de 1/[S]) sépare ces cas.
Bilan énergétique
- Glycolyse cytosolique : 2 ATP nets et 2 NADH. Décarboxylation oxydative du pyruvate en acétyl-CoA. Cycle de Krebs : par glucose, 6 NADH, 2 FADH₂ et 2 ATP/GTP. Chaîne respiratoire : environ 2,5 ATP par NADH et 1,5 ATP par FADH₂.
Exemple travaillé. Bilan d'un glucose avec navette malate-aspartate : 2 ATP (glycolyse) + 2 ATP (Krebs) + 10 NADH × 2,5 = 25 + 2 FADH₂ × 1,5 = 3, soit 32 ATP. Avec la navette glycérol-phosphate, les NADH cytosoliques comptent pour 1,5 : le total tombe à 30 ATP.
Pièges fréquents. Compter 4 ATP pour la glycolyse en oubliant les 2 ATP consommés ; croire qu'un inhibiteur compétitif abaisse la Vmax ; placer le cycle de Krebs dans le cytosol.