le potentiel électrochimique de membrane: stœchiométrie fuites et
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1 jeudi 21 mai 15 Arnaud MOURIER PhD
Le potentiel électrochimique de membrane: stœchiométrie fuites et rendement
2015 meet chondrie
Couplage entre la chaine respiratoire et l’ATP synthase
<Arnaud MOURIER PhD
jeudi 21 mai 15 2
∆P
Rendement des oxydations phosphorylantes: ATP/O
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JATP
JO2 =
ATP
O =
ATP
2e- =
P
O
Mesure de l’ADP/O
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Mesure du JO2
Avantage:
Rapide et ne nécessite qu’un oxigraphe et une méthode robuste de quantification de l’ADP.
Inconvénient:
Repose sur l’approximation que tout l’ADP est utilisé par l’ATP synthase pour synthétiser l’ATP et conduit a un surestimation de l’ATP/O.
Mesure de l’ATP/O
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Mesure du JO2 Mesure du JATP
0!100!200!300!400!500!600!700!800!900!
PGM3! PGM4! PGMc! S3! S4! Sc!
JO2
(nat
O/m
in/m
g pr
otéi
ne)!
PGM = pyruvate + glutamate + malate S = Succinate + Rotenone
Aliquots précipité dans le PCA 7%
15’’ 30’’ 45’’ 1’
Centrifugation max speed 10 minutes
Neutralisation avec du KOH-MOPS
JATP = JATP – JATPoligo
JATP
JO2 ≅ 2,5-3 JATP
JO2 ≅ 1,5-2
PGM Succinate
Origine possible d’une perte de couplage des OXPHOS
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∆P Perméabilité membranaire aux protons
ATP
O
Perméabilité passive aux protons
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C'est une propriété intrinsèque de la membrane interne, qui dépend:
l de sa composition en lipides, l du rapport protéines/lipides de cette membrane, l de la température, l De la force proton motrice,
Perméabilité régulée aux protons
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UC
P1
Inhibiteurs
GTP GDP ATP ADP
Activateurs
FA libres
Perméabilité active aux protons
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H + H + H + H +
H +
Mise en évidence d’une augmentation de la perméabilité aux protons
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JO2
(nat
O/m
in/m
g)
ΔP (mV)
Etat non-phosphorylant
Perméabilité
JO2 ∆P
Stœchiométrie du système des oxydations phosphorylantes
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Modèle Mitchellien de translocation de proton par des boucles redox.
1 H+/e-
Patinage des pompes a protons
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Le transfert d’électrons et relargage des protons est chimiquement couplé de façon stœchiométrique.
2e- 2H+ 2e- 2H+
Stœchiométrie du système des oxydations phosphorylantes
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4H+/2e-
2H+/2e- 3H+/ATP 4H+/2e-
Patinage des pompes a protons
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e-
e-
Le transfert d’électrons et relargage des protons n’est pas chimiquement couplé de façon stœchiométrique.
4H+/2e- 4H+/2e-
Patinage des pompes a protons en condition de fort ∆P
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e-
H+
½ O2 H2O ½ O2 H2O
Stœchiométrie maximale Diminution de stoechiométrie patinage
e-
H+
Patinage des pompes a protons en condition de fort ∆P
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½ O2
e-
H+
H2O
Nicholls dg, 1977 EJB
H+/e-
Patinage des pompes a protons en condition de fort ∆P
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Le transfert d’électrons et relargage des protons n’est pas chimiquement couplé de façon stœchiométrique.
H+
ADP+Pi ATP
BBA 1983
H+/ATP
Perméabilité passive aux protons
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JO2
(nat
O/m
in/m
g)
ΔP (mV)
Etat non-phosphorylant
Perméabilité
Patinage
JO2 ∆P =
Changement de stœchiométrie de l’ATP synthase.
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H+/ATP
Almitrine
∆P
ATP
O
ATP synthétisés par proton transloqué
Changement de stœchiométrie de l’ATP synthase.
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H+ transloqués par molecule d’ATP hydrolysées
Almitrine
H+
ADP+Pi ATP
H+/ATP
Résumé:
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La mesure de l’ATP/O permet de connaitre le rendement du système des oxydations phosphorylantes.
La stœchiométrie H+/e- de la COX et ATP synthase peut varier en condition de fort ∆P. La stœchiométrie de l’ATP synthase peut être modifiée par des agents chimiques tels que l’almitrine.