La spécificité d'une enzyme (pour une réaction chimique particulière et/ou un substrat particulier) peut être très grande.
- Exploiter les documents pour relier la forme tridimensionnelle d'une enzyme à son activité catalytique, et plus particulièrement à sa spécificité de substrat.
Notions évoquées dans ce dossier
- la spécificité de substrat d'une enzyme
- la conformation d'une protéine
Source : https://www.enzynov.fr/a-propos/enzymes
Document 1 - Mise en évidence de la spécificité de substrat d'une enzyme
- spécificité de substrat (une) : capacité d'une enzyme à ne catalyser des réactions que pour un réactif (substrat) particulier
ProtocoleOn mesure l'activité catalytique de la glucose oxydase en mesurant le volume de dioxygène dans l'enceinte au cours du temps (qui correspond au volume de substrat restant). On teste ensuite l'enzyme avec deux autres glucides, le fructose et le galactose.
Source : livre de 1e enseignement de spécialité (Nathan 2019, page 128) |
Résultats
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Document 2 - Conformation d'une protéine
Rappel : structure des protéines
Les protéines sont des chaînes (non ramifiées) d'acides aminés. Plusieurs "chaînes polypeptidiques" peuvent être associées et former des molécules complexes (exemple : l'hémoglobine constituée de 4 chaînes polypeptidiques). Les principales protéines sont soit globulaires, soit "fibreuses" (allongées).
- Choisir les protéines dans l'onglet "variété de formes et de fonctions"
- Choisir "protéine" dans libmol
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Certaines protéines possèdent des "ponts disulfures", liaisons chimiques particulières qui relient deux points éloignés de la chaîne polypeptidique (-S-S- sur le schéma).
Grâce à ces ponts, la chaîne polypeptidique s'entortille sur elle-même et prend une structure tridimensionnelle particulière appelée conformation. Ces ponts se mettant en place entre deux acides aminés particuliers (possédant des atomes de soufre comme la cystéine), leur place dépend de la séquence peptidique : elle est donc caractéristique de la protéine. Source de l'illustration : livre de SvT (Belin, 2010) |
Document 3 - Dénaturation de l'enzyme et effet sur son activité catalytique
On peut expérimentalement, par l'action de la chaleur ou de produits chimiques, rompre les ponts disulfures d'une protéine ; elle perd ainsi sa conformation. On dit qu'elle est "dénaturée".
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On mesure l'impact de la dénaturation d'une enzyme (par rupture des ponts disulfures entre les groupes SH d'acides aminés éloignés) sur son activité. En abscisse : nombre de groupes SH détruits. Source : livre de SvT (Belin, 2010)
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Pistes d'exploitation
- La glucose oxydase est spécifique de quel substrat ?
- Quel acide aminé est capable de mettre en place un pont disulfure ?
- Comparer les trois glucides utilisés dans l'expérience et poser une hypothèse sur l'enzyme pour expliquer sa spécificité vis à vis de l'un d'eux.
- Tester cette hypothèse en mettant en relation l'ensemble des documents (si vous n'avez pas d'hypothèse, répondez à la problématique du dossier).
Pour aller + loin : la cuisine moléculaire
La dénaturation des protéines est un phénomène courant dans la cuisine…
- fichier flash à ouvrir avec SWF Opener ou Ruffle (Source : http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/proteinstructure.html)