168 DeUXiÈMe partie La cellule
travail renouvelle la totalité de son ATP en moins d’une minute :
toutes les secondes, 10 millions de molécules d’ATP sont utilisées et régénérées. Sans la régénération de l’ATP grâce à la
phosphorylation de l’ADP, les humains devraient consommer
quotidiennement une quantité d’ATP équivalant à leur masse
corporelle.
Puisqu’un processus réversible ne peut libérer de l’énergie
dans les deux sens, la régénération de l’ATP à partir de l’ADP
est nécessairement endergonique :
ADP 1 P i → ATP 1 H 2 O
DG 5 130,5 kJ/mol (dans des conditions normales)
Protéine motrice
ATP
ATP
Protéine de transport
Soluté
Vésicule
Voie cytosquelettique
Soluté transporté
P i
ADP
ATP
P i
ADP P i
P
(a) Travail de transport : l’ATP réalise la phosphorylation
des protéines de transport.
(b) Travail mécanique : l’ATP se lie de façon non covalente
aux protéines motrices et est ensuite hydrolysé.
Déplacement de la
protéine et de la vésicule
m Figure 8.10 Comment l’ATP fournit l’énergie nécessaire au
organites)lelongdes«voies»cytosquelettiquesdanslacellule(voiraussilafigure6.21,p.123).
l’ADP,c’est-à-direàlarégénérationdel’ATP.L’énergiechimiquepotentielleemmagasinéedansl’ATPassurelamajeurepartiedutravailcellulaire.
La synthèse de l’ATP à partir
de l’ADP et du
consomme
de l’énergie.
L’hydrolyse de l’ATP pour
former de l’ADP et du
produit de l’énergie.
Énergie destinée au travail cellulaire (processus
endergoniques qui consomment de l’énergie)
Énergie provenant
du catabolisme
(processus exergoniques
qui libèrent de l’énergie)
ADP
ATP + H 2 O
P i
P i
P i
P
P i
P i
Acide
glutamique
Ammoniac
6G Glu
14,2 kJ/mol
6G Glu
14,2 kJ/mol
6G Glu
14,2 kJ/mol
6G ATP <30,5 kJ/mol
6G nette <16,3 kJ/mol
6G ATP <30,5 kJ/mol
ADP
ADP
ATP
ATP
Glu
Glutamine
Glu
NH 3
Glu
NH 3
NH 2
NH 3
Acide
glutamique
Intermédiaire
phosphorylé
Glu
Glu
Glutamine
Glu
NH 2
ADP
Glu
NH 2
1
2
(a) Conversion de l’acide glutamique en
glutamine. En elle-même, la synthèse de
la glutamine à partir d’acide glutamique (Glu)
est endergonique (la valeur de 6G est positive),
de sorte qu’elle n’est pas spontanée.
(b) Réaction de conversion couplée
avec l’hydrolyse de l’ATP. Dans la cellule,
la synthèse de la glutamine se déroule en
deux étapes, couplée par un intermédiaire
phosphorylé. L’ATP phosphoryle l’acide
glutamique, le rendant moins stable.
L’ammoniac déplace le groupement
phosphate, formant la glutamine.
(c) Variation de l’énergie libre pour
une réaction couplée. L’addition de 6G
pour la conversion de l’acide glutamique
en glutamine (
14,2 kJ/mol) et de 6G pour
l’hydrolyse de l’ATP (<30,5 kJ/mol) donne
la variation d’énergie pour la réaction totale
(<16,3 kJ/mol). L’ensemble du processus
étant exergonique (la variation nette de G
est négative), il se produit spontanément.
1
2
m Figure 8.9 Comment l’ATP effectue du travail chimique : le couplage de l’énergie au moyen
nécessaireàunprocessusendergonique:lasynthèsecellulairedelaglutamine(unacideaminé)àpartird’acide glutamique(unautreacideaminé)etd’ammoniac.
travail renouvelle la totalité de son ATP en moins d’une minute :
toutes les secondes, 10 millions de molécules d’ATP sont utilisées et régénérées. Sans la régénération de l’ATP grâce à la
phosphorylation de l’ADP, les humains devraient consommer
quotidiennement une quantité d’ATP équivalant à leur masse
corporelle.
Puisqu’un processus réversible ne peut libérer de l’énergie
dans les deux sens, la régénération de l’ATP à partir de l’ADP
est nécessairement endergonique :
ADP 1 P i → ATP 1 H 2 O
DG 5 130,5 kJ/mol (dans des conditions normales)
Protéine motrice
ATP
ATP
Protéine de transport
Soluté
Vésicule
Voie cytosquelettique
Soluté transporté
P i
ADP
ATP
P i
ADP P i
P
(a) Travail de transport : l’ATP réalise la phosphorylation
des protéines de transport.
(b) Travail mécanique : l’ATP se lie de façon non covalente
aux protéines motrices et est ensuite hydrolysé.
Déplacement de la
protéine et de la vésicule
m Figure 8.10 Comment l’ATP fournit l’énergie nécessaire au
organites)lelongdes«voies»cytosquelettiquesdanslacellule(voiraussilafigure6.21,p.123).
l’ADP,c’est-à-direàlarégénérationdel’ATP.L’énergiechimiquepotentielleemmagasinéedansl’ATPassurelamajeurepartiedutravailcellulaire.
La synthèse de l’ATP à partir
de l’ADP et du
consomme
de l’énergie.
L’hydrolyse de l’ATP pour
former de l’ADP et du
produit de l’énergie.
Énergie destinée au travail cellulaire (processus
endergoniques qui consomment de l’énergie)
Énergie provenant
du catabolisme
(processus exergoniques
qui libèrent de l’énergie)
ADP
ATP + H 2 O
P i
P i
P i
P
P i
P i
Acide
glutamique
Ammoniac
6G Glu
14,2 kJ/mol
6G Glu
14,2 kJ/mol
6G Glu
14,2 kJ/mol
6G ATP <30,5 kJ/mol
6G nette <16,3 kJ/mol
6G ATP <30,5 kJ/mol
ADP
ADP
ATP
ATP
Glu
Glutamine
Glu
NH 3
Glu
NH 3
NH 2
NH 3
Acide
glutamique
Intermédiaire
phosphorylé
Glu
Glu
Glutamine
Glu
NH 2
ADP
Glu
NH 2
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(a) Conversion de l’acide glutamique en
glutamine. En elle-même, la synthèse de
la glutamine à partir d’acide glutamique (Glu)
est endergonique (la valeur de 6G est positive),
de sorte qu’elle n’est pas spontanée.
(b) Réaction de conversion couplée
avec l’hydrolyse de l’ATP. Dans la cellule,
la synthèse de la glutamine se déroule en
deux étapes, couplée par un intermédiaire
phosphorylé. L’ATP phosphoryle l’acide
glutamique, le rendant moins stable.
L’ammoniac déplace le groupement
phosphate, formant la glutamine.
(c) Variation de l’énergie libre pour
une réaction couplée. L’addition de 6G
pour la conversion de l’acide glutamique
en glutamine (
14,2 kJ/mol) et de 6G pour
l’hydrolyse de l’ATP (<30,5 kJ/mol) donne
la variation d’énergie pour la réaction totale
(<16,3 kJ/mol). L’ensemble du processus
étant exergonique (la variation nette de G
est négative), il se produit spontanément.
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m Figure 8.9 Comment l’ATP effectue du travail chimique : le couplage de l’énergie au moyen
nécessaireàunprocessusendergonique:lasynthèsecellulairedelaglutamine(unacideaminé)àpartird’acide glutamique(unautreacideaminé)etd’ammoniac.