TD1-s4-2012.doc

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| |UNIVERSITE MOHAMMED I | |
| |Faculté des sciences | |
| |Département de biologie | |
Année universitaire 2012/2013
Biochimie métabolique
Pr. SAALAOUI Ennouamane
TD N° 1
Exercice N°1 :
Calculez l'enthalpie libre de la réaction d'hydrolyse de l'ATP (?G0' =
-30,5kJ.mol-1) à 37°C pour les concentrations physiologiques suivantes :
[pic] Quelle(s) conclusion(s) pouvez vous apporter ? Exercice N°2 : L'aspartase (aspartase lyase) et la fumarase (fumarate hydratase)
catalysent respectivement les réactions (i) et (ii) dont les variations
d'énergies libres standards sont respectivement de -3,8kcal.mol-1 et -
0,96kJ.mol-1.
(i) fumarate + NH4 aspartate
(ii) fumarate + H2O malate
1) écrivez la réaction globale de formation de l'aspartate à partir du
malate
2) calculez la variation d'énergie libre standard de cette réaction 3) quelles conclusions pouvez-vous apportez ?
4) calculez la constante d'équilibre de cette réaction à 37°C.
On incube des extraits d'E.coli contenant ces deux enzymes avec 0,1M
de malate et 1M d'ammonium.
5) calculez la concentration d'équilibre de l'aspartate. Exercice N°3 : Décrire les grandes voies métaboliques et les apports alimentaires
nécessaires à l'équilibre énergétique chez l'homme sachant que les 410 g
de glucides ne représentent que 70% de ses besoins énergétiques quotidiens.
Les quantités en gramme des protéines et des lipides représente 14% et 16%
de la masse totale.
La valeur calorique des lipides est égale à 38 joules/g tandis que
pour les glucides et les protéines, elle est égale à 17 j/g.
1/ Déterminer le pourcentage des valeurs caloriques des 3 types de
macromolécules.
2/ Interpréter ce résultat.
Exercice N°4 : Le tableau ci-dessous donne les potentiels de réduction standards des
transporteurs d'électrons impliqués dans la chaîne respiratoire
[pic] 1/ Calculer l'énergie libre standard des deux réactions
d'oxydoréductions entre le NAD et l'ubiquinone ainsi qu'entre le FAD et
l'ubiquinone.
2/Interpréter ce résultat
Solution :
Exercice N°1 :
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Dans cet exercice, on
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Ke 1.10 *
7.99 =1.082 1.46*4.02= 1.667 8.12 3.52
lnKe 0.079
0.511
?G37°joule/mole = -30500 +2577 lnK -30296
-29183
Conclusions : L'enthalpie libre de la réaction d'hydrolyse d'ATP dans le
cas du muscle est plus négative ce qui implique qu'elle est plus
exergonique et ça s'explique aussi par le besoin énergétique dans le cas
des muscles lors d'un effort.
Le système ATP + H2O est plus instable que le système ADP + Pi puisqu'il
possède moins de mésomères Exercice2 :
1/ (i) fumarate + NH4+ aspartate
le ?G° -3,8kcal.mol-1
(ii) fumarate + H2O malate
le ?G° - 0,96kJ.mol-1.
................................................... (ii)R malate fumarate + H2O
le ?G° +0,96kJ.mol-1.
2/ La conversion du malate en fumarate est endergonique et sa constante
d'équilibre est inférieure à 1 mais la conversion du fumarate en aspartate
est suffisamment exergonique pour pousser la réaction à son terme. La somme
des deux réactions peut s'écrire.
malate + NH4+
aspartate + H2O 3/ donc le ?G° est égal à la somme des deux réactions qui donnent lieu à
notre réaction résultante
?G°= -3.8+0.96 = -2.84 kJ.mol-1 = -RT lnK
4/ D'où K= 110
5/ K= [ Asp] / [NH4+] * [malate] donc [ Asp]eq = 110 *1 * 0.1 = 11
M
Exercice N°3 :
Ce table récapitule les données de l'énoncé avec les résultats demandés.
100%580g
14%85g
16%95g
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Exercice 4 :
1/
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Pour le FAD ainsi que le FMN, le E est égal à -0.2 V
donc le ?E=0.245 V et ?G°' =-2 9600 0.245 = - 47040
J/mole
2/ Ces résultats sont en accord avec la situation in vivo puisque la
voie principale de la chaîne respiratoire passe via le complexe I et la
voie via le complexe II est moins importante. Dans cet exercice, on voit
que la première est plus exergonique et plus spontanée que la seconde et
les détails seront donnés dans le chapitre du cours qui abordera plus en
détail la CR.