ATP synthase : convertir le gradient en ATP

Les sphérules pédonculées contiennent les ATP synthases. Elles exploitent l'énergie chimique du gradient de $H^+$ : elles transportent les $H^+$ de l'espace intermembranaire vers la matrice et couplent ce flux à la phosphorylation de l'ADP en ATP :

$$ADP + P_i + \text{énergie} \;\xrightarrow{\text{ATP synthase}}\; ATP + H_2O$$

Propriétés de l'ATP synthase :

• convertit $ADP + P_i \rightarrow ATP$ ;
• assure environ 90 % de la production totale d'ATP de la cellule ;
• est alimentée par la force protonmotrice des $H^+$ qui diffusent selon leur gradient de concentration ;
• illustre la chimiosmose — couplage du gradient de $H^+$ à un travail cellulaire (Peter Mitchell, 1961 ; Prix Nobel de chimie 1978).

Utilisation de l'ATP. L'ATP est la source d'énergie de toutes les activités cellulaires ; la cellule l'hydrolyse par l'enzyme ATPase :

$$ATP + H_2O \;\xrightarrow{\text{ATPase}}\; ADP + P_i + 30{,}5\ \text{kJ}$$

Bilan de la phosphorylation oxydative. L'oxydation d'un $NADH_2$ permet la synthèse de 3 ATP, celle d'un $FADH_2$ la synthèse de 2 ATP.

Repère visuel. La phosphorylation oxydative.

Ce que montre le schéma : Schéma d'ensemble : chaîne respiratoire (complexes I–IV), ubiquinone, cytochrome c, pompage des $H^+$, ATP synthase et production d'ATP à partir de $ADP + P_i$.

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Avant de continuer : vérifie que tu relis chaque structure mitochondriale à sa fonction et tu expliques comment le gradient de protons permet de produire l'ATP.