[TP9- LA STRUCTURE TRIDIMENSIONNELLE DES ENZYMES]

« [TP9- LA STRUCTURE TRIDIMENSIONNELLE DES ENZYMES] Ss-thème : Transmission, variation et expression du patrimoine génétique Ch5 - Les enzymes, des biomolécules aux propriétés catalytiques Objectifs notionnels : catalyse, substrat, produit, complexe enzyme substrat, spécificité Nous avons étudié dans le TP8 deux enzymes ; la lactase qui digère le lactose en glucose et galactose et la GOD qui transforme le glucose et l’O2 en gluconolactone et eau oxygénée.

Elles agissent comme toutes les enzymes dans certaines conditions de température et de pH et elles présentent une spécificité de substrat et une spécificité d’action.

Nous avons également montré que la réaction enzymatique présente une vitesse maximale qui suggère la formation d’une liaison entre l’enzyme et le substrat.

Les structures moléculaires de l’enzyme et du substrat expliquent la formation du produit. Problème : En quoi la nature protéique des enzymes explique-t-elle leurs propriétés ? Activité n°1 : Les enzymes, des protéines à structure tridimensionnelle précise Les enzymes sont des protéines, constituées d’un enchaînement d’acides aminés.

Leur fonction dépend de leur forme et donc de leur séquence qui est dictée par un gène  Documents classe 1 à 3 1- A l’aide des documents, précisez comment les polypeptides issus de la traduction acquièrent leur forme finale puis expliquez comment des facteurs environnementaux (température et pH) peuvent influencer la forme de ces protéines Activité n°2 : Les enzymes, des protéines fonctionnelles La structure de certaines enzymes est connue.

C’est par la technique de la cristallographie et diffraction aux rayons X que les scientifiques ont élaboré des modèles moléculaires de l’enzyme seule ou de l’enzyme avec son substrat.

On s’intéressera ici à la carboxypeptidase, une enzyme qui hydrolyse les polypeptides Mise en situation et recherche à mener On cherche à mettre en évidence le complexe enzyme-substrat et à montrer, à l'aide des logiciels d'étude moléculaire, que l'action moléculaire d'une enzyme peut être modifiée selon le programme génétique Ressources Des acides amines au rôle bien précis : A.a.

impliqués dans le site actif de la Carboxypeptidase : His69, Glu72, Arg145 (catalyse)+His196, Tyr248,Glu 270(fixation) Etape A : Proposer une stratégie et mettre en œuvre un protocole pour résoudre une situation problème Matériel et protocole d'utilisation du matériel ● Molécules :  disponibles dans S/SVT/ « CPASEUL.pdb » : carboxypeptidase seule « sub.pdb » : substrat seul « CPASUB.pdb » : carboxypeptidase en complexe avec son substrat « mut_cpasub.pdb » : carboxypeptidase inactive en complexe avec son substrat « 2carboxypeptidases.edi » : séquences nucléotidiques des enzymes normale et mutée ● Logiciels Rastop & Anagène avec leur fiche technique NB : Rastop présente les mêmes fonctionnalités que Libmol précédemment utilisé Afin de montrer que l'action moléculaire d'une enzyme se fait au niveau du site actif et qu’elle peut être modifiée selon le programme génétique : -traiter les fichiers judicieusement choisis pour visualiser le complexe enzyme-substrat -comparer des enzymes normales et mutées Etape B : Communiquer et exploiter les résultats pour répondre au problème E3 - Présentez vos résultats sous la forme de schémas légendés mettant en évidence la complémentarité de forme entre le site actif de l’enzyme et son substrat ainsi que l’importance de la séquence d’aa du site actif des enzymes  M’appeler pour vérification de la conformité entre vos résultats et votre production E4 - Exploitez vos résultats afin de montrer en quoi l’action moléculaire de l’enzyme dépend de son information génétique Bilan A l’aide de l’ensemble des informations dégagées, répondez à la problématique Vous rédigerez un court texte dans lequel figureront les mots clés suivants : séquence d’aa, structure 3D/forme, site actif, complexe enzyme-substrat, fonction, substrat, produit, facteurs génétiques, facteurs environnementaux Fiche-protocole – candidat Matériel disponible et protocole d’utilisation du materiel Afin de visualiser le complexe enzyme-substrat ● Logiciels : Rastop & Anagène avec leur fiche technique ● Molécules : « CPASEUL.pdb » « CPASUB.pdb » « mut_cpasub.pdb » « 2carboxypeptidases .edi ».... »