Énergétique biochimique

Série : Manuels universitaires

L'ensemble du fonctionnement du vivant est étudié ici en abordant le rôle des concepts d'ordre énergétique : le but est de mettre en relief le rôle des causes d'ordre énergétique dans la genèse, la nature et le fonctionnement du vivant en tenant compte des développements récents de l'énergétique des systèmes complexes, inhomogènes et hors d'équilibre. Ce livre s'adresse aux chercheurs, mais surtout aux étudiants des cursus scientifiques (sciences physiques et chimiques, sciences de la nature et du vivant, écoles d'ingénieurs...).

en co-édition avec AUF

« L'auteur du présent ouvrage, le Professeur René Buvet, était un universitaire hors du commun. Chimiste brillant, sorti major en 1952 de l'Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielle de Paris, il fut notamment à l'origine de la création de la Faculté des sciences de l'Université de Paris Val de Marne, où il créa la Maîtrise de Sciences et Techniques de Génie Biochimique et Biologique. Dès les années 60, il mit l'accent sur le caractère essentiel des relations du monde universitaire avec l'industrie. Il prit très vite conscience des synergies attendues de la relation université-entreprise, aussi bien pour les progrès de la science que pour l'avenir des étudiants. L'insertion des étudiants a en effet été l'une de ses préoccupations majeures. Il laisse un héritage scientifique et intellectuel considérable, qu'il est un devoir de valoriser. « Energétique Biochimique », qui met en lumière le rôle des concepts d'ordre énergétique dans la justification de l'ensemble du fonctionnement du vivant, en est un exemple vivant. »
Professeur Michel Guillou. Directeur général de l'AUPELF. Recteur de l'UREF.

INTRODUCTION. ENERGETIQUE ET BIOLOGIE.
I. LA NOMENCLATURE BIOCHIMIQUE. 1. Importance d'une nomenclature précise et sans ambiguïté. 2. La Classification des enzymes, ses insuffisances. 3. Classification et nomenclature des substrats. 4. Niveaux d'oxydo-réduction des substrats biochimiques. 5. Classification des réactions métaboliques.
II. ETATS D'EQUILIBRE DES SYSTEMES CONSTITUES DE CARBONE, HYDROGENE, OXYGENE ET AZOTE. 1. Problème posé. 2. Systèmes comportant un excès d'hydrogène. 3. Systèmes comportant un excès d'oxygène. 4. Systèmes présentant un défaut d'hydrogène et d'oxygène. 5. Conclusion générale.
III. LE METABOLISME HYDROGENATIF. L'ORIGINE DE LA VIE. 1 - Problèmes posés. 2. Historique. 3. Approche systématique. 4. Conclusions.
IV. L'ANABOLISME PHOTOSYNTHETIQUE OXYDATIF. ACTE PRIMAIRE DE LA PHOTOSYNTHESE. 1. L'anabolisme photosynthétique global. 2. Analyse expérimentale de la photosynthèse globale. Actes primaires et secondaires de la photosynthèse. 3. Processus moléculaires d'absorption de lumière. 4. Propriétés des espèces excitées. 5. Conception du système d'accumulation photosynthétique d'énergie redox. 6. Réalisations biologiques de l'appareil photosynthétique. 7. Les photophosphorylations. 8. Biosynthèse de glucose à partir de CO2. 9. Coordination entre les 2 phases lumineuse et obscure de la photosynthèse.
V. CRITERES DE DEROULEMENT DES REACTIONS D'OXYDO-REDUCTION. Problème posé. 2. Stoechiométries des réactions rédox. 3. Compléments d'énergétique des réactions rédox. 4. Critères cinétiques généraux de déroulement des réactions rédox. VI. LE METABOLISME DE L'OXYGENE. 1. Importance biologique du métabolisme de l'oxygène. 2. Espèces dérivées de l'oxygéne en milieu aqueux. 3. Energétique des couples redox dérivés de l'oxygène. 4. Réduction électrochimique de l'oxygène. 5. Réduction radiochimique de l'oxygène. 6. Réduction chimique de l'oxygène. 7. Réduction photochimique de l'oxygène. 8. Réductions biochimiques de l'oxygène. 9. Devenir de l'eau oxygénée. 10. Peroxydations des lipides polyinsaturés. 11. Monoamineoxydations.
VII. TRANSPORTEURS D'ELECTRONS ET CHAINE DE TRANSFERT D'ELECTRONS MITOCHONDRIALE. 1. Définition et importance biologique. 2. Les coenzymes transporteurs d'électrons. 3. Organisation membranaire et fonctionnelle de la chaîne de transfert d'électrons.
VIII. LE METABOLISME DES SUBSTRATS PLURICARBONES : DONNEES ENERGETIQUES. 1. Spécificité des substrats monocarbonés. 2. Propriétés acide-base. 3. Potentiels redox. 4. Enthalpies libres d'addition de H2O à C=C. 5. Enthalpies libres d'addition de AH à C=O. 6. Enthalpies libres des réactions de condensation. 7. Enthalpies libres de réactions de synthèse ou dégradation de liaisons C-C. IX. LE METABOLISME DES SUBSTRATS PLURICARBONES : REACTIONS D'OXYDOREDUCTION. 1. Importance métabolique des réactions redox. 2. Transitions entre Degrés de Fonction 0 et 1. 3. Transitions entre Degrés de Fonction 1 et 2. 4. Transitions entre les degrés de fonction 2 et 3. 5. Conclusion : Origines des fonctions condensées riches en énergie.
X. LE METABOLISME DES SUBSTRATS PLURICARBONES : REACTIONS DE CONDENSATION-HYDROLYSE. 1. Problèmes généraux. 2. Hydrolyse des composés condensés acylés et transacylations. 3. Hydrolyse des dérivés condensés orthophosphorylés et transorthophosphorylations. 4. Hydrolyse des dérivés condensés hémiacétaliques et transhémiacétalisations.
XI. LE METABOLISME DES SUBSTRATS PLURICARBONES : REACTIONS DE SYNTHESE ET DEGRADATION. 1. Principe général et classement des réactions de synthèse et dégradation. 2. Synthèses et dégradations par addition-élimination de C-H à C=O. 3. Synthèse terpénique. 4. Polymérisations radicalaires et synthèse stéroïdique.
XII. LE METABOLISME DES SUBSTRATS MONOCARBONES. 1. Importance biochimique des substrats monocarbonés. 2. Données énergétiques. 3. Productions, fixations et réduction biochimiques de CO2. 4. Biochimie de H2C=O. 5. Biochimie du groupe méthyle.
XIII. LE METABOLISME DE L'AZOTE. 1. Etats de l'azote en biochimie. 2. Le cycle biochimique redox de l'azote. 3. Métabolisme de N (III-). Le cycle de l'azote organique. 4. Excrétion de N (III-).
XIV. LES METABOLISMES FERMENTATIFS ANAEROBIES. 1. Principe. 2. La fermentation lactique. 3. La fermentation éthanolique. 4. Les fermentations acidogènes. 5. La fermentation méthanique. 6. Les gazéifications par voie sèche.
BIBLIOGRAPHIE