Générateur de schéma du cycle de Krebs
Des schémas annotés du cycle de Krebs : la boucle en huit étapes avec intermédiaires et enzymes, une version simple pour le lycée, le décompte des carbones et le lien avec la glycolyse. Utilisé pour les fiches, les cours et les articles.
Cycle de Krebs : exemples de schémas
Chaque carte montre ce que son prompt a réellement dessiné : la boucle complète avec huit enzymes et le nombre de carbones, une version lycée avec seulement les intermédiaires et les produits, les carbones comptés perle par perle, et la glycolyse qui alimente deux tours de cycle. Cliquer sur une carte place ce prompt dans le champ pour que vous le modifiiez.
Le cycle de Krebs expliqué : un tour en huit étapes
Partez du haut, où l'acétyl-CoA se joint à l'oxaloacétate, et suivez les flèches numérotées dans le sens horaire à travers la matrice mitochondriale.
- 1
1–2 Citrate synthase, aconitase
L'acétyl-CoA (2C) s'unit à l'oxaloacétate (4C) pour former le citrate (6C), réarrangé en isocitrate.
- 2
3–4 Deux décarboxylations oxydatives
Un CO₂ part pour donner l'α-cétoglutarate (5C), un autre pour le succinyl-CoA (4C), chacun avec un NADH.
- 3
5–6 GTP, puis FADH₂
La succinyl-CoA synthétase produit le seul GTP du tour ; la succinate déshydrogénase réduit le FAD en FADH₂.
- 4
7–8 Retour à l'oxaloacétate
La fumarase ajoute de l'eau pour donner le malate ; la malate déshydrogénase fait le 3e NADH et l'oxaloacétate.
Compter les carbones dans le cycle de l'acide citrique : 2 entrent, 2 sortent
La même boucle, chaque intermédiaire dessiné comme une chaîne de perles de carbone, pour que les deux décarboxylations apparaissent comme des perles qui partent.
- 1
6C : citrate et isocitrate
Les 2 carbones de l'acétyl-CoA rejoignent les 4 de l'oxaloacétate ; le citrate devient isocitrate, les 6 restent.
- 2
6 → 5 → 4 : deux CO₂ partent
Un carbone part en CO₂ pour donner l'α-cétoglutarate (5C), un second pour donner le succinyl-CoA (4C).
- 3
4C jusqu'au bout
Succinate, fumarate et malate gardent quatre carbones ; la fin du cycle les réoxyde en oxaloacétate.
Schémas du cycle de Krebs, de l'acide citrique et du TCA, du simple au détaillé
Trois noms pour une seule voie, et une figure qui va de cinq légendes sur une fiche de lycée aux formules topologiques d'un examen de biochimie. Précisez laquelle votre cours attend.
Cycle de Krebs schéma simple
La boucle avec seulement les noms et les produits : l'acétyl-CoA qui entre, les huit intermédiaires dans l'ordre, et CO₂, NADH, FADH₂ et ATP qui sortent en flèches latérales, sans enzymes. Certaines fiches de lycée la réduisent encore à quatre cases, un composé à 6 carbones, un à 5, un à 4 et l'oxaloacétate, ce qui suffit à montrer les deux étapes à CO₂.
Cycle de Krebs avec les enzymes
Chaque flèche porte le nom de l'enzyme qui la catalyse : citrate synthase, aconitase, isocitrate déshydrogénase, α-cétoglutarate déshydrogénase, succinyl-CoA synthétase, succinate déshydrogénase, fumarase, malate déshydrogénase. Signalez les trois déshydrogénases qui produisent du NADH et rappelez que la succinate déshydrogénase est la seule ancrée dans la membrane interne, où elle forme aussi le complexe II.
Cycle TCA avec les structures
La version biochimie : chaque intermédiaire en formule topologique, pour voir que le citrate et l'isocitrate portent trois groupes carboxyle (l'acide tricarboxylique qui donne son nom au cycle), l'α-cétoglutarate sa fonction cétone et le succinyl-CoA son thioester. Demandez que la liaison rompue à chaque décarboxylation soit mise en évidence.
Cycle de l'acide citrique et décompte des carbones
Le nombre de carbones écrit sur chaque intermédiaire, ou dessiné en perles : 2 rejoignent 4 pour faire 6, un CO₂ ramène à 5, un second CO₂ à 4, et quatre carbones tournent jusqu'à l'oxaloacétate. Un piège utile à légender : les deux CO₂ qui sortent d'un tour ne sont pas les deux carbones apportés par l'acétyl-CoA ; ceux-là partent lors des tours suivants.
Glycolyse et cycle de Krebs
Le trajet de la respiration jusqu'au cycle : le glucose donne deux pyruvates dans le cytoplasme, le pyruvate entre dans la mitochondrie, la pyruvate déshydrogénase forme l'acétyl-CoA avec un CO₂ et un NADH chacun, puis deux tours de cycle. Bilan pour un glucose à ce stade : 4 ATP ou GTP, 10 NADH, 2 FADH₂, 6 CO₂.
Régulation du cycle de Krebs
La boucle avec ses points de contrôle en barres d'inhibition et flèches d'activation : citrate synthase freinée par l'ATP, le NADH et le succinyl-CoA ; isocitrate déshydrogénase, le principal frein, freinée par l'ATP et le NADH et accélérée par l'ADP et le Ca²⁺ ; α-cétoglutarate déshydrogénase freinée par le NADH et le succinyl-CoA. Pour la biochimie médicale et les questions d'état énergétique qui vont avec.
Schéma de la chaîne respiratoire
Elle ne fait pas partie du cycle de Krebs mais c'est l'étape qu'il alimente, et une figure à part : complexes I à IV dans la membrane mitochondriale interne, ubiquinone et cytochrome c transportant les électrons entre eux, protons pompés dans l'espace intermembranaire et ATP synthase qui les laisse revenir. Le NADH cède ses électrons au complexe I, le FADH₂ reste sur le complexe II, et l'oxygène les reçoit au complexe IV. Demandez-la par son nom.
Les 8 étapes du cycle de Krebs
Lecture dans le sens horaire depuis le haut de la boucle. La troisième colonne est ce qu'un schéma annoté inscrit sur la flèche latérale de chaque étape.
| Étape et enzyme | Réaction | Ce qui sort ou se forme |
|---|---|---|
| 1 Citrate synthase | Acétyl-CoA (2C) + oxaloacétate (4C) → citrate (6C) | Le CoA-SH est libéré ; l'étape est irréversible |
| 2 Aconitase | Citrate → isocitrate, via le cis-aconitate | Rien ne sort ; le groupe hydroxyle est déplacé |
| 3 Isocitrate déshydrogénase | Isocitrate (6C) → α-cétoglutarate (5C) | CO₂ et le premier NADH ; principal point de contrôle |
| 4 α-Cétoglutarate déshydrogénase | α-Cétoglutarate (5C) → succinyl-CoA (4C) | Le deuxième CO₂ et le deuxième NADH |
| 5 Succinyl-CoA synthétase | Succinyl-CoA → succinate | GTP (ou ATP) par phosphorylation au niveau du substrat ; CoA-SH libéré |
| 6 Succinate déshydrogénase | Succinate → fumarate | FADH₂ ; l'enzyme est le complexe II de la chaîne respiratoire |
| 7 Fumarase | Fumarate + H₂O → malate | Rien ne sort ; une molécule d'eau est ajoutée |
| 8 Malate déshydrogénase | Malate → oxaloacétate | Le troisième NADH ; l'oxaloacétate est prêt pour l'acétyl-CoA suivant |
Certains manuels comptent neuf ou dix étapes. Ils dessinent le cis-aconitate comme un intermédiaire à part, ou commencent par l'étape de la pyruvate déshydrogénase qui forme l'acétyl-CoA et ne fait pas partie du cycle lui-même. Les ouvrages anciens appellent l'enzyme de l'étape 5 succinate thiokinase, et le cœur et le muscle y produisent de l'ATP quand le foie produit du GTP. Indiquez les noms et le nombre d'étapes de votre cours.
Qu'est-ce que le cycle de Krebs ?
Le cycle de Krebs, aussi appelé cycle de l'acide citrique ou cycle des acides tricarboxyliques (TCA), est la boucle de huit étapes de la matrice mitochondriale qui oxyde le groupe acétyle à deux carbones de l'acétyl-CoA en deux CO₂, stocke l'énergie sous forme de 3 NADH, 1 FADH₂ et 1 GTP ou ATP par tour, et se termine en régénérant l'oxaloacétate de départ. Un schéma du cycle de Krebs dessine cette boucle avec ses intermédiaires dans l'ordre et ses produits qui sortent aux étapes qui les forment.
Points clés
- Il se déroule dans la matrice mitochondriale. Toutes ses enzymes sont dissoutes dans la matrice, sauf la succinate déshydrogénase, située dans la membrane interne ; chez les bactéries, le cycle se déroule dans le cytoplasme.
- Chaque tour fait entrer 2 carbones et sortir 2 CO₂. L'acétyl-CoA (2C) s'unit à l'oxaloacétate (4C) pour former le citrate (6C) ; deux décarboxylations le ramènent à quatre carbones et le reste de la boucle reconstruit l'oxaloacétate.
- L'essentiel de l'énergie sort sous forme de NADH et de FADH₂, pas d'ATP. Un tour produit 3 NADH, 1 FADH₂ et seulement 1 GTP ou ATP directement ; les transporteurs d'électrons valent environ 9 ATP de plus une fois utilisés par la chaîne respiratoire.
- Le cycle tourne deux fois par glucose. La glycolyse coupe le glucose en deux pyruvates, chacun devient un acétyl-CoA, donc par glucose le cycle donne 4 CO₂, 6 NADH, 2 FADH₂ et 2 GTP ou ATP.
- Il a été élucidé par Hans Krebs dans les années 1930 sur le muscle de vol du pigeon. Le nom de cycle de l'acide citrique vient de son premier produit, celui de cycle TCA du fait que le citrate et l'isocitrate sont des acides tricarboxyliques.
Cycle de Krebs vs cycle de Calvin
Le cycle de Krebs démonte le carbone et le cycle de Calvin l'assemble : le cycle de Krebs oxyde des groupes acétyle en CO₂ dans la mitochondrie et charge le NAD⁺ et le FAD en électrons, tandis que le cycle de Calvin fixe le CO₂ en sucre dans le chloroplaste en dépensant de l'ATP et du NADPH. Tous deux sont des boucles fermées qui régénèrent leur molécule de départ, d'où la comparaison.
| Cycle de Krebs | Cycle de Calvin | |
|---|---|---|
| Où | Matrice mitochondriale | Stroma du chloroplaste |
| Fait partie de | La respiration cellulaire (dégrade des molécules) | La photosynthèse (fabrique du sucre) |
| CO₂ | Libéré, 2 par tour | Fixé, 1 par tour, par la RuBisCO |
| Transporteurs d'électrons | NAD⁺ et FAD réduits en NADH et FADH₂ | NADPH oxydé en NADP⁺ |
| ATP | 1 GTP ou ATP produit par tour | 3 ATP consommés par CO₂ fixé |
| Molécule régénérée | Oxaloacétate (4C) | RuBP (5C) |
Sur un schéma, suivez les flèches de CO₂ : dans le cycle de Krebs elles sortent de la boucle, dans le cycle de Calvin elles y entrent. Les plantes font tourner les deux, le cycle de Calvin dans les chloroplastes le jour et le cycle de Krebs dans les mitochondries en permanence.
Questions sur le cycle de Krebs
Un schéma du cycle de Krebs est-il le même qu'un schéma du cycle de l'acide citrique ?
Oui. Cycle de Krebs, cycle de l'acide citrique et cycle TCA (acides tricarboxyliques) sont trois noms pour une même voie, les trois schémas montrent donc la même boucle. Les cours de SVT disent plutôt cycle de Krebs, les cours de biochimie cycle de l'acide citrique ou cycle TCA. Utilisez dans le titre le nom de votre cours ; les intermédiaires et les produits ne changent pas.
Où se déroule le cycle de Krebs ?
Dans la matrice mitochondriale, l'espace délimité par la membrane mitochondriale interne. La seule exception est la succinate déshydrogénase (étape 6), ancrée dans la membrane interne elle-même. Chez les bactéries, qui n'ont pas de mitochondries, le cycle se déroule dans le cytoplasme.
Quelles sont les 8 étapes du cycle de Krebs ?
1 l'acétyl-CoA s'unit à l'oxaloacétate pour former le citrate ; 2 le citrate devient isocitrate ; 3 l'isocitrate devient α-cétoglutarate en libérant CO₂ et NADH ; 4 l'α-cétoglutarate devient succinyl-CoA en libérant CO₂ et NADH ; 5 le succinyl-CoA devient succinate en formant du GTP ou de l'ATP ; 6 le succinate devient fumarate en formant du FADH₂ ; 7 le fumarate fixe une molécule d'eau pour devenir malate ; 8 le malate devient oxaloacétate en formant du NADH.
Quels sont les réactifs et les produits du cycle de Krebs ?
Par tour, il consomme 1 acétyl-CoA, 3 NAD⁺, 1 FAD, 1 GDP (ou ADP) avec un phosphate et 2 H₂O, et produit 2 CO₂, 3 NADH, 1 FADH₂, 1 GTP (ou ATP) et du CoA. L'oxaloacétate est utilisé à l'étape 1 et reformé à l'étape 8, il n'est donc ni réactif ni produit au bilan.
Combien d'ATP le cycle de Krebs produit-il ?
Directement, un GTP ou ATP par tour, soit deux par glucose. En comptant les 3 NADH et le FADH₂ à environ 2,5 et 1,5 ATP chacun dans la chaîne respiratoire, un tour vaut environ 10 ATP, soit environ 20 par glucose.
Le cycle de Krebs a-t-il besoin d'oxygène ?
Il n'utilise pas d'oxygène lui-même, mais il s'arrête sans lui, d'où son classement parmi les processus aérobies. Le cycle a besoin d'un apport continu de NAD⁺ et de FAD, qui ne sont régénérés que si la chaîne respiratoire peut céder ses électrons à l'oxygène. Sans oxygène, le NADH s'accumule et les étapes de déshydrogénation s'arrêtent.
Pourquoi le cycle de Krebs tourne-t-il deux fois par glucose ?
Parce qu'un glucose donne deux pyruvates lors de la glycolyse, et que chaque pyruvate devient un acétyl-CoA. Chaque acétyl-CoA fait tourner le cycle une fois, donc par glucose chaque produit double : 4 CO₂, 6 NADH, 2 FADH₂ et 2 GTP ou ATP.
Que devient le pyruvate avant le cycle de Krebs ?
Il est transporté dans la matrice mitochondriale et converti en acétyl-CoA par le complexe pyruvate déshydrogénase, avec libération d'un CO₂ et d'un NADH. Cette réaction de liaison ne fait pas partie des huit étapes, mais la plupart des schémas la dessinent comme la flèche qui entre en haut de la boucle.
Existe-t-il un moyen mnémotechnique pour les intermédiaires ?
Un moyen courant, en anglais, est « Citrate Is Krebs' Starting Substrate For Making Oxaloacetate » : citrate, isocitrate, α-cétoglutarate, succinyl-CoA, succinate, fumarate, malate, oxaloacétate. Les initiales suivent la boucle dans le sens horaire depuis le haut, elles donnent donc aussi l'ordre pour légender un schéma.
Quelles enzymes contrôlent le cycle de Krebs ?
La citrate synthase, l'isocitrate déshydrogénase et l'α-cétoglutarate déshydrogénase, les trois étapes à forte chute d'énergie. Beaucoup d'ATP et de NADH les ralentit ; le calcium accélère les deux déshydrogénases et l'ADP l'isocitrate déshydrogénase, si bien que le cycle tourne plus vite quand un muscle travaille.
Quelle différence entre le cycle de Krebs et la chaîne respiratoire ?
Le cycle de Krebs arrache des électrons aux groupes acétyle et les charge sur le NAD⁺ et le FAD ; la chaîne respiratoire, dans la membrane interne, les prend au NADH et au FADH₂, les cède à l'oxygène et utilise l'énergie pour produire l'essentiel de l'ATP de la cellule. On les dessine en figures séparées, le cycle dans la matrice et la chaîne à travers la membrane.
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