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ECOLE DE BIOLOGIE INDUSTRIELLE Enzymologie & cinétique chimique Nom: Enzymologi

ECOLE DE BIOLOGIE INDUSTRIELLE Enzymologie & cinétique chimique Nom: Enzymologie Fondamentale Domaine Discipline Niveau d'approfondissement N° d'ordre Ecole Maître d'Oeuvre Biologie Biochimie 3 1 EBI Identifiant: BIO322B Année obligatoire: 2 Crédits EC TS : 4 Statut: Obligatoire Objectifs: L’étude des mécanismes de la cinétique chimique et de la catalyse seront abordés dans la première partie de ce module en préalable à l’étude de la catalyse enzymatique. L’étude de la catalyse enzymatique est abordée à partir d’une approche thermochimique et cinétique. Le modèle classique de Michaelis Mentel est démontré à partir de la notion de fonction de saturation. Ensuite sont présentées les grandeurs cinétiques caractéristiques du catalyseur biologique : KM, VM, kcat, KI. Ce cours axé sur l’approche cinétique, doit donner à l’étudiant les outils nécessaires à l’étude du génie enzymatique (Génie de la réaction biochimique – PRO401B). La troisième partie du cours est consacrée à l’étude des mécanismes réactionnels de la catalyse enzymatique. L’approche mécanistique permet de démontrer la très grande spécificité du catalyseur biologique par rapport au catalyseur chimique. Cette étude passe par une étape de définition de la notion de site actif (théorique et pratique), ensuite sont présentés quelques mécanismes classiques en enzymologie. Au terme de cette étude, l’étudiant doit être capable de pouvoir établir la relation entre l’aspect cinétique et mécanistique de la catalyse enzymatique. Enfin en dernière partie de ce cours quelques aspects de l’enzymologie appliquée seront abordés notamment l’analyse enzymatique et ses développements. Prérequis: connaissances de base en biochimie et chimie générale Domaines connexes: Biochimie métabolique (BIO322B), Chimie Organique (CHM223B), Biologie Moléculaire (BIO261B et BIO361B), Génie de la réaction biochimique (PRO401B) Préalables à: Immunologie (BIO372B), Toxicologie générale (BIO381B), Génie de la Réaction Biochimique (PRO401B). Télécharger l'organisation du cours Homepage du cours d’enzymologie : http://bioinfo.ebi-edu.com/cours PLAN DU COURS Séance 1 : Cinétique chimique Séance 2 : Cinétique chimique Séance 3 : Cinétique chimique Séance 4 et 5: I. Introduction à l'étude de l'enzymologie I.1. Vocabulaire I.2. Visualisation tridimensionnelle I.3. Propriétés générales des enzymes Ecole de Biologie Industrielle Catalogue de cours BIO322B I.4.L'activité de certaines enzymes est régulée I.5.Les enzymes transforment les différentes formes d'énergies I.6.Les enzymes n'altèrent pas l'équilibre de la réaction chimique catalysée I.7.Les enzymes abaissent les énergies d'activation des réactions qu'elles catalysent I.8 La formation d'au moins un complexe enzyme-substrat est l'étape caractéristique de la catalyse enzymatique I.9.Classification systèmatique et nomenclature Liens internet liés à la séance : Home Page RASMOL http://www.umass.edu/microbio/rasmol/index.html Protein data bank http://www.rcsb.org/pdb/ Structure des protéines enzymatiques : http://www.clunet.edu/BioDev/omm/aa/aa.html http://webhost.bridgew.edu/fgorga/proteins/default.html Séance 6: II. Approche thermodynamique II.1. L’énergie libre II.2. La théorie de l’état de transition II.3 L’efficacité catalytique des enzymes II.4. Mise en évidence du complexe ES, équation de Scatchard II.5. La fonction de saturation Liens liés à la séance 6, http://users.swing.be/chimiecinetique/index1.html http://www.biochimie.univ-montp2.fr/licence/enzymo/citfor.htm Séance 7 et 8 : III. Spécificité et efficacité de la catalyse enzymatique III.1. Les enzymes sont hautement spécifiques III.2. Le point de vue cinétique III.3. Mise en équation III.4. Signification physique des paramètres d'état stationnaire III.5. Equation générale III.6. Unités et linéarisations III.7. Cinétiques à deux substrats Liens liés à la séance 7 Tutorial pour le tracé des données d'analyse cinétique de la réaction catalysée par une enzyme http://cti.itc.virginia.edu/%7Ecmg/Demo/contents.html Animation illustrant l'activité enzymatique http://bcs.whfreeman.com/thelifewire/content/chp06/0602001.html Séance 9 : Action des inhibiteurs sur l'activité enzymatIque Introduction Mode d'action des inhibiteurs Analyse cinétique des effets d'inhibition Considération sur les paramètres Kcat et Km Quelques exemples d'inhibiteurs Séance 10 : Quizz (cours et TD) Séance 11: Influence du pH sur l'activité enzymatique Ecole de Biologie Industrielle Catalogue de cours BIO322B Introduction, équation générale de la vitesse Analyse des résultats expérimentaux Influence de la température sur la vitesse des réactions enzymatiques Séance 12 et 13: Introduction à l'étude des mécanismes de la catalyse enzymatique Introduction Les voies réactionnelles de catalyse en milieux acqueux Catalyse générale acide-base Catalyse covalente Les enzymes et les différents mécanismes de catalyse Les facteurs de l'efficacité et de la spécificité enzymatique Tutoriel de différents mécanismes enzymatiques http://cti.itc.virginia.edu/%7Ecmg/Demo/mechanism/mech.html Séance 14 : Introduction au génie enzymatique Obtention des enzymes Analyse enzymatique Electrodes à enzymes, Biocapteurs, Réacteurs enzymatiques Séance 15: Devoir de synthèse TRAVAUX DIRIGES TD n° 1 : Cinétiques chimiques http://www.biochimie.univ-montp2.fr/licence/enzymo/citfor.htm http://users.swing.be/chimiecinetique/index1.html TD n° 2 : Cinétiques chimiques TD n° 3 : Cinétiques chimiques TD n°4 : Structure des protéines http://www.biochimie.univ-montp2.fr/prot_prot/interacag/html/index.htm TD n° 5, 6 : Cinétiques enzymatiques TD n° 7, 8 : Cinétiques à deux substrats, inhibitions TD n° 9 : Etude des sites actifs TD n° 10 : Effet du pH et de la température TD n° 11 : Etude de la chymotrypsine TD n° 12 : Analyse enzymatique http://www.novozymes.com/cgi-bin/bvisapi.dll/discover/discover.jsp?lang=fr http://www.activescience-gsk.com/miniweb/content/enzymes/whyare.cfm TRAVAUX PRATIQUES Quatre séances de 3 h consacrées à la détermination des grandeurs cinétiques et une séance de 3 h sur l’approche de l’étude d’un mécanisme réactionnel. On utilise pour cela des enzymes parfaitement caractérisées telles que la b galactosidase, phosphatase Ecole de Biologie Industrielle Catalogue de cours BIO322B alcaline ou alcool déhydrogénase. L’activité enzymatique est suivie soit par une méthode colorimétrique ou électrochimique. TP I : Détermination des paramètres cinétiques d’une enzyme (b galactosidase ou alcool déhydrogénase) par une méthode colorimétrique. Mise en évidence de la VM détermination du KM influence de la concentration en enzyme sur la VM. TP II : Etude de l’influence d’inhibiteurs compétitifs et non compétitifs sur l’activité enzymatique. Détermination graphique des constantes cinétiques caractéristiques des phénomènes observés. TP III : Etude de l’influence du pH et de la température sur l’activité enzymatique. Détermination expérimentale des groupements impliqués dans la catalyse enzymatique. BIBLIOGRAPHIE • La Biochimie de Lubert STRYER, L. STRYER Médecine-Sciences, Flammarion. Partie II chapitre 7, 8, 9, 10. 1992. • Enzyme structure and mechanism second edition, A. FERSHT W. H. Freeman and Co 1985. • Enzyme assays, a pratical approach. R. EISENTHAL and J. DANSON IRL PRESS at Oxford University Press 1993. • Enzymes, J. PELMONT. Maloine. 1989. • Principes de l’analyse enzymatique. H. BERGMEYER Ecole de Biologie Industrielle Catalogue de cours BIO322B uploads/Finance/ bio-322-b.pdf