Résumé Enzymologie Approfondie
Les organismes vivants sont le siège d'un grand nombre de réactions biochimiques très diverses. Ces réactions s'effectuent dans des conditions où, normalement, elles ne pourraient se faire. Si elles ont lieu, c'est parce qu'elles sont catalysées par des macromolécules biologiques : les enzymes. De plus les enzymes sont caractérisées par une très haute spécificité de reconnaissance des molécules sur lesquelles elles agissent. L'enzymologie est donc la partie de la biochimie qui étudie les propriétés structurales et fonctionnelles des enzymes (la relation structure - fonction). En particulier, elle s'applique à décrire la vitesse des réactions catalysées par les enzymes. Il est difficile de situer exactement la découverte de la notion d'enzyme et surtout d'enzyme en tant que seul catalyseur des réactions chimiques qui se déroulent dans les organismes vivants.
Résumé:
Objectifs de l’enseignement:
Comprendre au niveau structural et cinétique les interactions moléculaires protéine/protéine et protéine/Ligand, connaître le fonctionnement des différents types d’enzymes Michaéliènnes, à plusieurs substrats et allostériques, connaitre les applications du génie enzymatique en industrie).
Connaissances préalables recommandées:
Les pré-requis pour ce module consistent à avoir des connaissances suffisantes acquises dans la matière de Biochimie enseigné en L2.
Contenu de la matière :
I.Généralités:
II.Structure et propriétés des enzymes:
-Enzymes monomériques (chymotrypsine)
-Enzymes oligomériques
-Isoenzymes (LDH)
-Complexes multienzymatiques (FAS)
III.Interactions protéines-ligands:
-Association sur un site.
-Association sur n sites équivalents et indépendants.
-Association d’un ligand sur deux sites différents.
IV.Cinétique Enzymatique:
-Cinétique michaélienne à un substrat (rappel)
-Cinétique à deux substrats
-Cinétique à plusieurs substrats
V.Fonctionnement et régulation des enzymes allostériques:
-Propriétés structurales
-Propriétés fonctionnelles
-Détermination des constantes cinétiques à partir de représentation graphique (Hill…)
VI.Mécanisme de la catalyse:
-Topologie et identification des centres actifs.
-Fonctionnement des coenzymes.
-Activation des zymogènes.
-Marqueurs spécifiques des centres catalytiques.
-Mécanismes d’action des sérines protéases.
-Mécanisme d’action des pyridoxal transférases.
VII.Isolement et purification des enzymes:
-Origine
-Méthodes d’études
VIII.Génie enzymatique:
-Nature et origine des enzymes
VIII.1-Méthodes d’immobilisation des enzymes:
-Méthode physique : immobilisation par adsorption
-Méthode chimique : immobilisation par fixation covalente sur un support.
-Immobilisation des enzymes et utilisation en bioréacteurs
VIII.2-Applications des enzymes en biotechnologie:
-Préparations industrielles des enzymes
- Production à l’échelle industrielle
-Applications dans les domaines industriels (pharmaceutiques, cosmétiques, agronomiques)
-Biocapteurs enzymatiques
-Les enzymes artificielles
IX.Travaux dirigés:
-L'objectif est de développer l’aptitude à raisonner sur des problèmes d’enzymologie et d'apprendre à appliquer les concepts vus en cours pour interpréter des données expérimentales. Les TD se feront sous forme de :
-Exercices illustrant chaque chapitre
-Analyses d’articles portant sur les différents points abordés en cours
X.Travaux Pratique:
-Protocole de purification d’enzymes :
-Extraction,
-Fractionnement
-Purification
-Critères d’homogénéité
-Etude des activités des enzymes et l’influence de certains paramètres physico-chimiques.