6-Les enzymes, des biomolécules catalytiques

Étude expérimentale 2 - La spécificité d'une enzyme pour un substrat

La pomme de terre contient de l'amidon, fabriqué par les cellules des tubercules grâce à une enzyme qui catalyse la formation de liaisons entre les molécules de glucose successives.

Notions évoquées dans ce dossier
  • la spécificité de substrat d'une enzyme

Source : https://www.thoughtco.com/amyloplast-definition-4142136

L'enzyme est l'amylosynthétase. On dispose de trois glucides : le glucose-1-phosphate, le glucose et le saccharose.

Matériel

Sur le bureau du Professeur Sur votre paillasse
  • Filtrat de pomme de terre maintenu dans de la glace (contient l'enzyme)
  • solution de glucose-1-phosphate à 10 g.L-1
  • solution de glucose à 10 g.L-1
  • solution de saccharose à 10 g.L-1
  • eau distillée
  • 1 pipette de 10 mL (pour l'enzyme)
  • 4 pipettes de 1 mL (pour l'eau distillée et les substrats)
  • 1 flacon de Lugol
  • 1 marqueur pour verrerie
  • 8 tubes à essai
  • 8 pipettes poires (prélèvements)
  • 1 plaque de coloration
  • 1 bain marie thermostaté
  • 1 thermomètre
  • 1 chronomètre
  • 1 paire de gants
  • 1 paire de lunettes de protection

Le Lugol est une substance toxique (irritante). Protégez-vous avec les lunettes et les gants.

NB : lire le protocole en entier avant de commencer toute manipulation.

  1. Identifier les tubes à essai (1 à 6, T et E), les plaques de coloration (dates des prélèvements et n° des tubes 1 à 6) et les pipettes (noms des tubes).
  2. Remplir les tubes en suivant le tableau ci-dessous :
Tube n° 1 2 3 4 5 6 T E

Verser dans le tube

eau distillée

enzyme (E)

substrats (S)

eau distillée

enzyme (E)

filtrat de pomme de terre

solution de glucose-1-phosphate

solution de saccharose

solution de glucose

solution de glucose-1-phosphate

filtrat de pomme de terre

Volume

1 mL

10 mL

Rôle

témoins

tests

(réserve)

  1. Placer les tubes au bain marie à 25°C ± 2°.
  1. Après avoir vérifié que le contenu des tubes est à température, ajouter le plus rapidement possible 1 mL des tubes T ou E dans les tubes 1 à 6 :
Tube n° 1 2 3 4 5 6

Le tube contient déjà :

eau distillée

filtrat de pomme de terre (E)

solution de glucose-1-phosphate

solution de saccharose

solution de glucose

solution de glucose-1-phosphate

Ajouter 1 mL du tube :

T (eau distillée)

E (enzyme)

Rôle

témoins

tests

  1. Déclencher immédiatement le chronomètre (temps t0).
  1. Prélever une goutte dans chaque tube toutes les 3 minutes pendant 12 minutes et la placer dans le puits correspondant sur la plaque. NB : utiliser une pipette différente pour chaque tube.

  1. Verser une goutte de Lugol dans le puit que vous venez de remplir, pour vérifier s’il y a eu synthèse d’amidon ou non.
  2. Noter les résultats obtenus (pas de coloration : - ; coloration : + ou ++ selon son intensité).
  3. Mettre en évidence la présence éventuelle de produit dans les tubes à la fin de l'expérience (avec la Liqueur de Fehling ou des bandelettes réactives).
  4. À la fin de l'expérience, rincer et ranger le matériel et la paillasse.

Piste d'exploitation des résultats

  1. Quel est le substrat ? L'enzyme ? Les produits ? Les réactifs colorés ?
  2. De l'amidon a-t-il été produit à partir de tous les glucides utilisés (glucose, glucose-1-phosphate, saccharose) ? Qu'est-ce que cela montre sur le fonctionnement de l'enzyme ?

Source (optimum thermique de l'enzyme) : "Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, Volume 68"