TERMINALE SPE SVT THEME 3 TP 2 PROPRIETES DES ENZYMES

THEME 3

GLYCEMIE ET DIABETE

TP2

Quelques propriétés des enzymes

Les enzymes sont des protéines (et quelquefois des ARN) qui catalysent les réactions biochimiques. Lors du TP1 , nous avons étudié l’activité de l’amylase.

Amidon + Amylase → AmidonAmylase → Maltose + Amylase

Substrat + Enzyme → SubstratEnzyme → Produit + Enzyme

La fixation de l’enzyme sur le substrat est donc essentielle et elle dépend de la forme de l’enzyme et du substrat et de la complémentarité entre ces 2 molécules.

Or la forme d’une protéine dépend de la température et du pH. (cela peut s’illustrer par la différence de forme des protéines de blanc d’oeuf cru et cuit)

Travail avec le logiciel «Lactase»

La réaction est:

LACTOSE+EAU+LACTASE---->ES-----> GLUCOSE+GALACTOSE+LACTASE

Il s'agit d'une réaction de catabolisme (on casse une grosse molécule pour en donner 2 petites) et plus particulièrement une hydrolyse.

Le logiciel lactase permet de visualiser cette réaction:

 

Illustration de la cinétique enzymatique

Le logiciel illustre qu'à partir d'une certaine température, les enzymes se dénaturent et ne sont donc plus fonctionnelles.

 

Repérer les enzymes dénaturées 

Il illustre également que selon le pH les enzymes se chargent électriquement du fait des fonctions amines et carboxyliques des acides aminés. (charge positive pH acide, charge négative pH basique)

 

pH acide: charges positives

Essayer d'expliquer la charge des protéines en fonction du pH.

Plus la pente initiale de formation des produits ou de disparition du substrat est forte, plus la réaction E S est efficace.

Avec le logiciel Enzymes, on a pu mettre en évidence certaines notions:

-plus il y a d'enzymes et plus il y a de substrats plus la réaction est rapide (augmentation de la probabilité de rencontres)

-il existe un pH optimal: dépend de la charge de l'enzyme qui modifie sa forme et donc son site de fixation et d'action

-il existe une température optimale: augmentation de la probabilité de rencontre avec l'augmentation de la température mais augmentation des quantités d'enzymes dénaturés avec une température trop élevée.

 

Température

 

pH

 

Quantité d'enzymes

 

Quantité de substrats

Donc pour qu'une enzyme agisse, il faut qu'elle rencontre un substrat et qu'elle ait une forme lui permettant de fixer et d'agir sur le substrat. La température, le pH, les mutations la présence d'inhibiteurs peuvent modifier la probabilité de rencontres et donc l'efficacité de l'enzyme.

Ici vous avez l'effet d'un inhibiteur illustré. Le site de fixation est occupée le substrat ne peut se fixer.

Les inhibiteurs peuvent être utilisés en traitement comme les IMAO inhibiteurs de monoamine oxydases qui permettent d'empêcher la destruction des neurotransmetteurs et de traiter certains troubles dépressifs.

https://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_08/i_08_m/i_08_m_dep/i_08_m_dep_imao.html

Nous avons ensuite étudier l'effet de mutations sur l'activité d'une enzyme et en particulier sur la fixation avec le substrat.
Avec le logiciel anagène, nous avons identifié des mutations de la carboxylase.

Repérage d'une mutation (attention à l'échelle)

Il y a 2 mutations dans cet exemple:
position69  His par Gly
position248 Tyr par Gly

Avec RasTop, on peut observer l'effet sur la forme de la molécule.

 

Comparaison des 2 enzymes 

Pour l'enzyme mutée, on observe que les acides aminés en jeu sont plus éloignés du substrat ce qui rend la fixation moins efficace et donc l'action de l'enzyme moins efficace.