Métabolisme des glucidesLe métabolisme des glucides est l'ensemble des processus biochimiques responsables de la formation, la dégradation et de l'interconversion des glucides chez les organismes vivants. Le glucide le plus important est le glucose, un sucre simple (ose) qui est métabolisé par presque tous les organismes connus. Le glucose et d'autres glucides participent à une grande variété de voies métaboliques présentes chez toutes les espèces vivantes : les plantes synthétisent grâce à la photosynthèse des glucides (amidon) à partir du présent dans l'atmosphère terrestre.
Acétyl-coenzyme AL'acétyl-coenzyme A, usuellement écrite acétyl-CoA, est la forme « activée » de l'acide acétique, c'est-à-dire le thioester que forme ce dernier avec la coenzyme A. C'est une molécule à haut potentiel d'hydrolyse située au carrefour de plusieurs voies métaboliques importantes. L'acétyl-CoA peut ainsi résulter, sous l'action du complexe pyruvate déshydrogénase, de la décarboxylation oxydative du pyruvate, issu par exemple de la glycolyse, ou de la dégradation des acides gras par β-oxydation (hélice de Lynen) dans le cadre de la lipolyse (dégradation des lipides).
GlycolyseLa glycolyse (γλῠκὖς glykýs « sucré » et λύσις lýsis « libération ») ou voie d'Embden-Meyerhof-Parnas est une voie métabolique d'assimilation du glucose et de production d'énergie. Elle se déroule dans le hyaloplasme (ou cytosol) de la cellule. Comme son nom l'indique elle nécessite du glucose et permet de produire du pyruvate. Ce dernier peut soit entrer dans le cycle de Krebs, qui se déroule dans la mitochondrie des eucaryotes ou le cytoplasme des bactéries en aérobiose, soit être métabolisé par fermentation en anaérobiose, pour produire par exemple du lactate ou de l'éthanol.
Cycle de KrebsLe cycle de Krebs, aussi appelé cycle de l'acide citrique par anglicisme, est une voie métabolique présente chez tous les organismes aérobies et dont la fonction première est d'oxyder les groupes acétyle, issus notamment de la dégradation des glucides, des lipides et des protéines, pour en récupérer l'énergie sous forme de huit électrons à haut potentiel de transfert et d'une molécule de GTP ou d'ATP ; les électrons à haut potentiel de transfert, récupérés sur le NADH et l'ubiquinol (, ou coenzyme réduite),
CatabolismeLe catabolisme est l'ensemble des réactions de dégradations moléculaires de l'organisme considéré. Il est le contraire de l'anabolisme, ensemble des réactions de synthèse. Le catabolisme et l'anabolisme sont les deux composantes du métabolisme. L'état de catabolisme et les destructions musculaires qui en découlent sont observées chez les grands brûlés, dont l'organisme a besoin de grandes quantités d'énergie pour opérer la cicatrisation des brûlures. Cela peut s'observer également en cas de régime hypocalorique ou d'entraînement sportif intense.
Cycle du glyoxylateupright=1.25|vignette|Cycle du glyoxylate avec cycle de Krebs. Le cycle du glyoxylate est une voie métabolique dérivée du cycle de Krebs participant à l'anabolisme des plantes, des bactéries, des protistes et des mycètes (champignons). Il convertit l' en succinate pour la biosynthèse des glucides. Il est la seule voie métabolique permettant la synthèse de glucides à partir d'acides gras. Les métazoaires en sont incapables. Il se déroule dans le glyoxysome des graines et permet leur germination en transformant ses réserves de lipides en glucides.
AnabolismeLanabolisme est l'ensemble des réactions chimiques de synthèse moléculaire de l'organisme considéré. Il n'est pas l'inverse du catabolisme, qui est un ensemble des réactions convergentes de dégradation. Le catabolisme et l'anabolisme sont les deux composantes du métabolisme. L'anabolisme est plus particulièrement une phase du métabolisme au cours de laquelle des molécules de grande taille et complexes sont synthétisées à partir de molécules plus simples. Pour ce faire, de l'énergie est utilisée au cours de cette phase.
Acide pyruviqueL’acide pyruvique est un composé chimique de formule . Il s'agit d'un ou portant à la fois une fonction acide carboxylique et une fonction cétone. Sa base conjuguée est l'anion pyruvate , un métabolite clé situé au carrefour de plusieurs voies métaboliques majeures des cellules vivantes, telles que la glycolyse, le cycle de Krebs et la néoglucogenèse, et peut être converti en acide gras, en alanine ou encore en éthanol après décarboxylation oxydative en acétyl-coenzyme A.
Voie métaboliqueUne voie métabolique est un ensemble de réactions chimiques catalysées par une série d'enzymes qui agissent de manière séquentielle. Chaque réaction constitue une étape d'un processus complexe de synthèse ou de dégradation d'une molécule biologique finale. Dans une voie métabolique, le produit de la réaction catalysée par une enzyme sert de substrat pour la réaction suivante. Les voies métaboliques peuvent être linéaires, ramifiées (ou branchées), voire cycliques.
Futile cycleA futile cycle, also known as a substrate cycle, occurs when two metabolic pathways run simultaneously in opposite directions and have no overall effect other than to dissipate energy in the form of heat. The reason this cycle was called "futile" cycle was because it appeared that this cycle operated with no net utility for the organism. As such, it was thought of being a quirk of the metabolism and thus named a futile cycle. After further investigation it was seen that futile cycles are very important for regulating the concentrations of metabolites.
Acide acétiqueL'acide éthanoïque ou acide acétique est un acide carboxylique avec une chaîne carbonée théorique en C2, analogue à l'éthane, de formule semi-développée CH3-CO-OH ou courte AcOH, où Ac signifie « CH3CO », du groupe acétyle. L'adjectif du nom courant provient du latin la, signifiant vinaigre. En effet, l'acide acétique représente le principal constituant du vinaigre après l'eau, puisqu'il lui donne son goût acide et son odeur piquante détectable à partir d'.
ÉnolaseL'énolase, également connue sous les noms de phosphopyruvate hydratase ou 2-phosphoglycérate déshydratase, est une métalloenzyme responsable de la catalyse qui convertit le 2-phospho-D-glycérate (2PG) en phosphoénolpyruvate (PEP), la et avant-dernière étape de la glycolyse : L'énolase appartient à la classe de lyases. L'énolase peut aussi catalyser la réaction inverse, selon les concentrations du substrats dans le milieu. Le pH optimal pour cette enzyme est de 6,5.
AmphibolicThe term amphibolic (ἀμφίβολος) is used to describe a biochemical pathway that involves both catabolism and anabolism. Catabolism is a degradative phase of metabolism in which large molecules are converted into smaller and simpler molecules, which involves two types of reactions. First, hydrolysis reactions, in which catabolism is the breaking apart of molecules into smaller molecules to release energy. Examples of catabolic reactions are digestion and cellular respiration, where sugars and fats are broken down for energy.
BioénergétiqueLa bioénergétique est une branche de la biochimie qui analyse les flux d'énergie dans les systèmes vivants. Constituant un champ de recherche biologique très actif et multidisciplinaire, la bioénergétique étudie les processus cellulaires, comme la respiration ou la photosynthèse, qui permettent de stocker, sous forme d’un excès de molécules d'ATP, l’énergie chimique nécessaire pour de nombreuses réactions biologiques. Un concept central est celui de la transduction d’énergie, les organismes vivants convertissant l’énergie d'une forme à une autre : lumineuse, osmotique, chimique.
Fermentationvignette|Fermentation industrielle. La fermentation est un processus métabolique convertissant généralement des glucides en acides, en gaz ou en alcools pour en extraire une partie de l'énergie chimique tout en ré-oxydant les coenzymes réduites par ces réactions. Il s'agit d'une voie métabolique d'oxydoréduction dans laquelle l'accepteur ultime d'électrons est souvent confondu avec le produit final des réactions. Elle se caractérise par une dégradation partielle de la substance fermentescible et ne permet qu'une production d'énergie limitée.
Ethanol fuel in BrazilBrazil is the world's second largest producer of ethanol fuel. Brazil and the United States have led the industrial production of ethanol fuel for several years, together accounting for 85 percent of the world's production in 2017. Brazil produced 26.72 billion liters (7.06 billion U.S. liquid gallons), representing 26.1 percent of the world's total ethanol used as fuel in 2017. Between 2006 and 2008, Brazil was considered to have the world's first "sustainable" biofuels economy and the biofuel industry leader, a policy model for other countries; and its sugarcane ethanol "the most successful alternative fuel to date.
Biochimievignette|Représentation tridimensionnelle de la neuraminidase. Les coordonnées des atomes ont été obtenues par cristallographie aux rayons X sur un échantillon de protéine cristallisée. vignette| Relations schématiques entre la biochimie, la génétique et la biologie moléculaire. La biochimie est l'étude des réactions chimiques qui se déroulent au sein des êtres vivants, et notamment dans les cellules. La complexité des processus chimiques biologiques est contrôlée à travers la signalisation cellulaire et les transferts d'énergie au cours du métabolisme.
Cycle du carbonevignette|redresse=2|Schéma du cycle du carbone : l'immense réservoir de carbone est la lithosphère qui stocke 80 000 000 Gigatonnes (Gt) de carbone minéral, sous forme de roches carbonatées et 14 000 Gt de carbone dans la matière organique fossile (réévaluation par rapport aux données du schéma). L'hydrosphère est un réservoir intermédiaire qui stocke 39 000 Gt de carbone sous forme de . L’atmosphère et la biosphère sont des petits réservoirs : le premier stocke 750 Gt principalement sous forme de , le second deux à trois fois plus selon les auteurs.
Dioxyde de carboneLe dioxyde de carbone, aussi appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un composé inorganique dont la formule chimique est , la molécule ayant une structure linéaire de la forme O=C=O. Il se présente, sous les conditions normales de température et de pression, comme un gaz incolore, inodore, à la saveur piquante. Le est utilisé par l'anabolisme des végétaux pour produire de la biomasse à travers la photosynthèse, processus qui consiste à réduire le dioxyde de carbone par l'eau, grâce à l'énergie lumineuse reçue du Soleil et captée par la chlorophylle, en libérant de l'oxygène pour produire des oses, et en premier lieu du glucose par le cycle de Calvin.
Croissance bactérienneLa notion de croissance bactérienne recouvre deux aspects : la croissance de la cellule bactérienne (taille, masse, volume), et le phénomène de division cellulaire (population). Pour simplifier, on assimile souvent la croissance à la division cellulaire. Le plus simple est de considérer la croissance comme un ensemble de réactions (du métabolisme) conduisant à la synthèse de biomasse bactérienne. La croissance est alors définie par l'augmentation de biomasse sèche.
