Chapitre 11 — Le métabolisme énergétique · Topic 3 : Le cycle de Krebs · Leçon 3.3
Seconde moitié du cycle : les étapes 5 à 8, du succinyl-CoA jusqu’à la régénération de l’oxaloacétate (qui pourra relancer un tour). C’est ici que se produisent la formation du GTP, le seul FADH₂ du cycle, et le dernier NADH.
🎯 Objectifs pédagogiques
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- ordonner les étapes 5 à 8 et leurs enzymes ;
- situer la formation du GTP, du FADH₂ et du dernier NADH ;
- expliquer le lien avec la chaîne respiratoire (complexe II) et l’inhibition par le malonate.
🧭 Plan de la leçon
- Étape 5 : la formation du GTP
- Étape 6 : la succinate déshydrogénase (FADH₂)
- Étapes 7 et 8 : régénération de l’oxaloacétate
1. Étape 5 : la formation du GTP
Succinyl-CoA synthétase (aussi appelée succinyl thiokinase) : conversion réversible du succinyl-CoA en succinate. L’énergie de la liaison thioester sert à phosphoryler un GDP + Pi en GTP (liaison anhydride phosphorique). C’est l’étape du cycle qui libère de l’énergie directe.
Le GTP est une autre « monnaie énergétique », transformable en ATP par la nucléoside diphosphate kinase (NDK) :
GTP + ADP ↔ GDP + ATP
(réaction facile et rapide pour la cellule).
2. Étape 6 : la succinate déshydrogénase (FADH₂)
Succinate déshydrogénase : oxydation du succinate en fumarate, avec réduction du FAD en FADH₂. Cette enzyme est particulière :
- c’est une flavoprotéine enchâssée dans la membrane interne de la mitochondrie ;
- elle correspond au complexe II de la chaîne respiratoire ;
- son FADH₂, lié à l’enzyme, est peu mobile et forme 2 ATP par la chaîne respiratoire.
La succinate déshydrogénase est inhibée par le malonate, un inhibiteur compétitif (c’est un analogue du succinate, son substrat). C’est l’exemple historique le plus célèbre d’inhibition compétitive — à connaître pour le concours.
3. Étapes 7 et 8 : régénération de l’oxaloacétate
| # | Réaction | Enzyme | À retenir |
|---|---|---|---|
| 7 | Fumarate → L-malate | Fumarase | Hydratation réversible |
| 8 | L-malate → oxaloacétate | L-malate déshydrogénase | Déshydrogénation réversible ; NAD⁺ → NADH,H⁺ (3ᵉ NADH du cycle) |
L’oxaloacétate est ainsi régénéré : il pourra de nouveau se condenser avec un acétyl-CoA (étape 1) — c’est ce qui fait du cycle un cycle.
L’inhibition de la succinate déshydrogénase par le malonate n’est pas qu’une curiosité d’examen : c’est l’expérience qui a aidé les biochimistes à prouver l’existence du cycle. En bloquant une seule étape, on voit le succinate s’accumuler — preuve qu’il est bien sur le chemin. Le malonate reste le modèle d’école de l’inhibiteur compétitif.
Étapes 5-8 : succinyl-CoA synthétase (succinyl-CoA → succinate, GTP) · succinate déshydrogénase (→ fumarate, FADH₂, complexe II, inhibée par le malonate) · fumarase (→ L-malate, hydratation) · malate déshydrogénase (→ oxaloacétate, NADH). L’oxaloacétate régénéré relance le cycle.
🧠 À retenir absolument
- 5. Succinyl-CoA synthétase (thiokinase) : succinyl-CoA → succinate ; forme 1 GTP (→ ATP via la NDK).
- 6. Succinate déshydrogénase : succinate → fumarate ; FAD → FADH₂ ; complexe II de la chaîne respiratoire ; inhibée par le malonate (inhibiteur compétitif, analogue du succinate).
- 7. Fumarase : fumarate → L-malate (hydratation réversible).
- 8. Malate déshydrogénase : L-malate → oxaloacétate ; NAD⁺ → NADH,H⁺ (3ᵉ NADH).
- L’oxaloacétate régénéré relance le cycle.
❓ Questions fréquentes
À quelle étape se forme le GTP ?
À l’étape 5, catalysée par la succinyl-CoA synthétase (ou succinyl thiokinase) : l’énergie de la liaison thioester du succinyl-CoA sert à former un GTP, transformable en ATP par la nucléoside diphosphate kinase.
Pourquoi la succinate déshydrogénase est-elle particulière ?
Parce que c’est une flavoprotéine enchâssée dans la membrane interne : elle correspond au complexe II de la chaîne respiratoire. C’est la seule enzyme du cycle qui produit du FADH₂ (et non du NADH).
Qu’est-ce que le malonate ?
Un inhibiteur compétitif de la succinate déshydrogénase : c’est un analogue structural du succinate (le substrat), qui entre en compétition avec lui pour le site actif. C’est l’exemple classique d’inhibition compétitive.
Comment l’oxaloacétate est-il régénéré ?
Aux deux dernières étapes : la fumarase forme le L-malate par hydratation, puis la malate déshydrogénase l’oxyde en oxaloacétate (avec formation d’un NADH,H⁺). L’oxaloacétate peut alors se condenser avec un nouvel acétyl-CoA.
🚀 Pour aller plus loin
Le cycle est bouclé : faisons-en le bilan complet et voyons comment il est régulé.
Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.