series d’exercices corriges de biochimie structurale

UNIVERSITE FERHAT ABBAS –SETIF 1 FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE

DEPARTEMENT DU TRONC COMMUN

SERIES D’EXERCICES CORRIGES DE BIOCHIMIE

STRUCTURALE

A l’usage des étudiants de 2ème

année

Tronc Commun (LMD)

Elaboré par : Dr. SOUFANE S.

Dr. Khither H.

Dr. Madhoui S

Biochimie structurale (2ème année TC) Sér ie de TD N 1

1

UNIVERSITE FARHAT ABBES, SETIF 1 FACULTE SNV- DEPARTEMENT DES ETUDES DE BASE

Chapitre I : Structures et propr iétés physicochimiques des acides aminés, peptides et protéines

Sér ie de TD NO1 (2021-2022)

Exercice1

Soient les acides aminés suivants: Ala, Asp, Lys.

- Écrire l’équation d’ ionisation de ces acides aminés. -Calculer leur pHi ? - Indiquer la charge nette globale de ces acides aminés à pH =1, à pH =6 et à pH =10. - Possèdent-ils un pouvoir rotatoire ? Justifier.

Exercice2

Soit un mélange de trois peptides : A= Lys-Ala-Arg B=Glu-Leu-Asp C=Ala-Gly-Ser. 1) Calculer leur pHi. On soumet le mélange à une électrophorèse à pH=6 2) Indiquer sur un schéma la position des trois peptides à la fin de l’expérience. Justifier le résultat. 3) On dépose le même mélange au sommet d’une colonne remplie d’une résine polystyrérique substituée par des groupements sulfonâtes (SO3-), on applique un gradient de pH allant de 2 jusqu’à 13. 1. Quel type de chromatographie échangeuse d’ ion utilisé ? 2- Indiquer l’ordre de sortie des trois peptides.

3. Peut-on séparer ces peptides lorsqu’on les dépose sur la même colonne, mais cette fois-ci onapplique un gradient de pH allant de 13 jusqu’à2.

Exercice 3

Un polypeptide P composé de 12 acides aminés contient entre autre la lysine et l’aspartate comme seuls acides aminés polaires chargés. La composition en AA de P après hydrolyse acide ne montre aucun acide aminé aromatique. 1-L’action de la trypsine sur P donne dans l’ordre (à partir de l’extrémité N-ter) les fragments: T1 (Tr ipeptide) ; T2 (Tr ipeptide) ; T3 (Hexapeptide). 2-La digestion de P par la chymotrypine donne aussi dans l’ordre : CT1 (Tétrapeptide) ; CT2 (Pentapeptide) et CT3 (Tr ipeptide). 3-Le traitement au CNBr de P donne dans l’ordre : CN1 (Pentapeptide) ; CN2 (Tr ipeptide) et CN3 (Tétrapeptide). 4-L’action de Sa protéase sur P donne dans l’ordre : SP1 (heptapetide), SP2 (Tr ipeptide) et deux acides aminés libres. 5-La dégradation d’Edman sur P donne un acide aminépuisPTA-Ala. 6-L’action du chlorure de Dansyl sur P donne dansyl-Gly. 7-Son traitement par la carboxypeptidase donne un acide aminé non chiral. 8-On donne les informations suivantes : T1 et CT1 ont la même extrémité N-ter. T3 et CT3 ont la même extrémité N-ter. Question : Déduire la séquence de P.


2

Exercice supplémentaire : I . On soumet un mélange d’histidine, d’arginine et d’acide aspartique à l’électrophorèse sur papier dans un tampon à pH=5,2. 1. Donner la position relative de ces 3 aminoacides après électrophorèse, justifier la réponse. 2. Faire le schéma de l’électrophorégramme. À savoir : pHiHis= 7,6 ; pHiAsp= 3,15 ; pHiArg= 10,16. I I . On veut séparer un mélange de trois acides aminés (Glu, Leu et Lys) par chromatographie sur résine polystyrénique substituée par des groupements sulfonâtes (SO3-).Les pHi du Glu, Leu, et Lys sont respectivement : 3.22, 5.98, 9.74 à 25°c. On dépose ces AA sur la colonne à pH=2 puis on amène progressivement le pH à 8.8. 1. Quel type de chromatographie échangeuse d’ ion utilisée ? Quels AA sont élués et dans quel ordre ? 2. Peut-on séparer ces acides aminés lorsqu’on dépose ces AA sur cette colonne à pH= 10 puis on amène progressivement le pH à 2.

Tableau I : Classification des

Polar ité Charge Électr ique

AA Non

polaires =

Hydrophobe

AA Non

polaires =

Hydrophobe

Non Chargés

Glycine/Glycocolle

Alanine

Leucine

Isoleucine

Phénylalanine

Tryptophane

Méthionine

Proline

Classification des 20 AA selon la polarité et la capacité de groupement de prendre une

charge électrique

Nom Symbole Structure pk1

Glycine/

Glycocolle

Gly [G]

2.4

Alanine

Ala [A]

2.4

Valine

Val [V]

2.2

Leucine

Leu [L]

2.3

Isoleucine

Ile [I]

2.3

Phénylalanine

Phe [F]

2.2

Tryptophane

Trp /Try

[W]

2.4

Méthionine

Met [M]

2.1

Proline

Pro [P]

2.0

Serine

Ser [S]

2.2

AA selon la polarité et la capacité de groupement de prendre une

pk2 pk3 pH i

9.8

/

6.0

9.9

/

6.0

9.7

/

6.0

9.7

/

6.0

9.8

/

6.1

9.2

/

5.5

9.4

/

5.9

9.3

/

5.8

10.6

/

6.3

9.2

/

5.7

AA Polaires

= Hydrophile

Neutres (non

chargés)

Thréonine

Thr [T]

2.1

9.1

/

6.5

Cystéine

Cys [C]

1.9

10.8

8.3

5.0

Tyrosine

Tyr [Y]

2.2

9.1

10.1

7.4

Asparagine

Asn [N]

2.1

8.8

/

5.4

Glutamine

Gln [G]

2.2

9.1

/

5.7

Acides Chargés Négativement

Acide

Aspartique

Asp [D]

2.1

9.9

3.9

3.0

Acide Glutamique

Glu [E]

2.1 9.5 4.1 3.2

Bases

Chargés Positiveme

nt

Lysine

Lys [K]

2.2

9.2

10.8

9.8

Arginine

Arg [R]

1.8

9.0

12.5

10.8

Histidine

His [H]

1.8

9.3

6.0

7.6


1


Chapitre I : Cor r igé type des acides aminés, peptides et protéines

Sér ie de TD NO1 (2021-2022)

Exercice1

- L’équation d’ ionisation d’Ala et son pHi :

- L’équation d’ ionisation d’Asp et son pHi :

- L’équation d’ ionisation de Lys et son pHi :


2

- Indiquer la charge nette globale de ces acides aminés à pH 1, à pH = 6 et à pH = 10. ? La charge nette globale des acides aminés est obtenue en appliquant une titration,réalisée par un gradient de pH croissant (ascendant) de pH=1 à pH>10.

- Possèdent-ils un pouvoir rotatoire ? Justifier. Oui,ces acides aminés possèdent un pouvoir rotatoire puisqu’ ils possèdent tous au moins un carbone

asymétrique.

Exercice2

1) CalculpHi des trois peptides. A= Lys-Ala-Arg

B=Glu-Leu-Asp


3

C=Ala-Gly-Ser.

On soumet le mélange à une électrophorèse à pH=6 3) On dépose le même mélange au sommet d’une colonne remplie d’une résine

polystyrénique substituée par des groupements sulfonâtes (SO3-), applique un gradient de PH

de 2 à 13.

1. Quel type de chromatographie échangeuse d’ ion utilisée ?

La résine est chargée négativement donc est une chromatographie échangeuse de cation

2.Indiquer l’ordre de sortie des trois peptides

ApH=2, tous les peptides seront chargés +(A+, B+ et C+)(pH ˂pHi ), donc les trois peptides

s'accrocheront à la résine, Au fur et à mesure qu’on augmente le pH, les peptides élueront dès

que le pH du tampon deviendra supérieur à leur pHi (la charge devient négative). Ainsi, dans

l'ordre croissant, on recueillera :B, C en fin A.

3. Peut-on séparer ces peptides lorsqu’on les dépose sur la même colonne, mais cette fois-cion applique un gradient de pH de 13 à 2.

A pH 13, tous les peptides dans le mélange seront chargés négativement(pH ˃pHi), donc aucun des peptides ne s'accrochera à la résine et ils seront donc tous retrouvés dans l'éluant.

pHi (A) > pH A+ migration vers laCathode (Pole -)

pHi (B) < pH B- migration vers l’anode (Pole +)

pHi (C)= pH C0 reste au point de dépôt

pH=6

A C B

Cathode(-) Anode (+) Ligne de dépôt


4

Exercice 3

Peptide (P) est constitué de 12 AA, P= NH2-AA1- AA2- AA3- AA4- AA5- AA6- AA7- AA8- AA9- AA10 AA11- AA12-COOH

1- Lys et Asp sont les seuls AA chargés. 2- Hydrolyse acide : Aucun AA aromatiques Il y a la possibilité de destruction du

Trp,

3- Action de la trypsine : Coupe au niveau de Cter (après) de l’Arg ou Lys, (d’après les donné, ce peptide contient que la Lys)

Remarque : il faut placer chaque AA trouvé dans la chaine

P= NH2-AA1- AA2-Lys- AA4- AA5-Lys-AA7- AA8- AA9- AA10-AA11- AA12-COOH

4- Chymotrypsine agit après Phe, Tyr et Trp, sauf ici,d’après les données, il n’y a pas d’AA aromatiques, donc laTrp est détruit par l’action de HCL.

On place les AAtrouvé dans la chaine

P= NH2-AA1- AA2- Lys-Trp- AA5- Lys-AA7- AA8-Trp- AA10-AA11- AA12-COOH

5- CNBr : coupe après la Met


P= NH2-AA1- AA2- Lys-Trp-Met- Lys-AA7-Met-Trp- AA10-AA11- AA12-COOH

6- Sa protéase : coupe après Asp.


5


P=NH2-AA1- AA2- Lys-Trp- Met- Lys- Asp- Met-Trp-Asp- Asp- AA12-COOH

7- Reactif d’Edman : donne AA puis PTA–Ala du côté Nt donc NH2-AA1-Ala-COOH, (Ala est le 2eme AA)

P=NH2-AA1- Ala- Lys-Trp- Met- Lys- Asp- Met-Trp- Asp- AA11- AA12-COOH

8- Chlorure deDansyl , donne dansyl –Gly , donc la Gly est le 1er AA


P=NH2-Gly- Ala- Lys-Trp- Met- Lys- Asp- Met-Trp- Asp- Asp- AA12-COOH

9- Carboxypeptidase : donne un acide aminé non chiral(Gly), donc le dernier AA est laGly


P=NH2-Gly- Ala- Lys-Trp- Met- Lys- Asp- Met-Trp- Asp- AA11-Gly-COOH

10- D’après lesdonnées : T3 et CT3 ont la même extrémité N-ter. T3=NH2-Asp-…… CT3=NH2- Asp……….. Le 11eme AA= Asp

On peut déduire la séquence finale suivante :

P= NH2-Gly- Ala- Lys-Trp- Met- Lys- Asp- Met-Trp- Asp- Asp-Gly-COOH

Biochimie structurale (2ème année TC ) Sér ie de TD N°: 02

1

UNIVERSITE FARHAT ABBES, SETI F 1 FACULTE SNV- DEPARTEM ENT DES ETUDES DE BASE Travaux dir igés de Biochimie

Sér ie de TD N° 2: Structures et propr iétés physicochimiques des glucides

Exercice 01 Soit les oses A, B, C, D, E dont les structures sont données ci-après :

1- Donnez le nom de chaque ose ? 2-Quelles est la série de la structure A et C ? 3- Donnez le nombre de carbone asymétrique des deux oses A et C ? 4- Préciser le nombre des isoméries correspondant aux structures A et C ? 5-Déterminez la nature de l’ isomérie entre A/C, A/E, A/F et E/F ? 6- Représentez selon HAWORTH les formes cycliques pyraniques et furaniques en configuration α du glucose et du fructose, et donner leurs noms. 7-Quel est le diholoside résultant de la condensation entre les sucres (A et C) et celui résultant de la condensation entres le glucose et son épimère en C4. Donnez leurs noms et écrire leurs formules développées. 8- Sont-ils des osides réducteurs ? pourquoi ? Exercice 2 Soit le polyoside suivant :

1-Donner son nom systématique ? 2- Indiquer s’ il est réducteur et s’ il présente le phénomène de mutarotation ? 3- Quels sont les produits que nous pouvons obtenir de la perméthylation suivie d’hydrolyse de ce glucide? ces produits sont-ils réducteurs ?

Biochimie structurale (2ème année TC ) Sér ie de TD N°: 02

2

4- Quels sont les résultats (bilan) d’oxydation par l’acide périodique de ce polyoside (préciser sur le schéma les sites de coupures par HIO4) ? 5- Citer les enzymes qui peuvent hydrolyser ce polyoside, en précisant le site d’action.

Exercice supplémentaire Exercice 3 Le D-glucopyranose existe sous 2 formes anomériques : α-D-glucopyranose et le β-D-

Glucopyranose dont les pouvoirs rotatoires sont : [α]20D.α = +112° et [α]20

D.β = +19° respectivement à 20°C. On prépare 75 ml de la solution aqueuse α-D-glucopyranose (solution A) à 200 g/1 et 50 ml de la solution aqueuse β-D-glucopyranose (solution B) à 100 g/1. 1)- Calculer au temps 0, l'angle de déviation du plan de polarisation de la lumière polarisée traversant un tube de 10 cm contenant la solution A puis la solution B, et déterminer ensuite le pouvoir rotatoire spécifique (PRS) du mélange A et B ? 2)- Déterminer au bout de plusieurs heures, les proportions des formes α et β dans le mélange sachant que le pouvoir rotatoire spécifique du mélange est de +52.2°.

Biochimie structurale (2ème année TC) Corr igé de la sér ie de TD N°: 01

1

Corr igé type de la sér ie des glucides

Exercice 01 1-Le nom de chaque ose : A)-Glucose B)-Mannitol C)-Fructose D)-Acide galactarique E)-Mannose F)-Galactose 2-La série de la structure A et C : Les deux oses sont de la sér ie D parce que l’hydroxyle (OH) porté par l’avant dernier carbone (OH du Cn-1) est situé à droite du plan. 3- Nombre de carbone asymétrique des deux oses A et C :

-Nombre de carbone asymétrique de la molécule A est 4 parce que la molécule A est un Aldohexose donc on applique la règle n-2. -Nombre de carbone asymétrique de la molécule C est 3 parce que la molécule C est un Cétohexose donc on applique la règle n-3.

4- Nombre des isoméries correspondant aux structures A et C : on applique la règle nc* -La molécule A : 24=16 -La molécule B : 23 =8 5-Nature de l’ isomérie entre A/C : Isomères de fonction A/E : épimères en C2 A/F : épimères en C4 E/F : Diastéréoisoméres 6- Représentation selon HAWORTH Les formes cycliques pyraniques et furaniques du glucose et du fructose (anomère α), et leurs noms.


2

7/8 -Diholoside résultant de la condensation entre le glucose et le Fructose (A et C) est le Saccharose. Ce diholoside est non réducteur parce que le type de liaison est osido-oside ou bien parce que le carbone anomér ique est engagé dans la liaison osidique.

Ou bien

α-D-glucopyranosyl (1-2) ß-D- fructofuranoside

α-D-glucopyranosyl (1-2) ß-D- fructofuranoside -Diholoside résultant de la condensation entre le glucose et son épimère en C4 (galactose) est le Lactose(sucre du lait). Ce diholoside est réducteur parce que le type de liaison est osido-ose ou bien parce que le carbone anomér ique est libre.

ß-D-galactopyranosyl (1-4) D glucopyranose

Exercice 2

1-Nom systématique : α-D- galactopynanosyl (1-6) α-D-mannopyranosyl(1-6) α-D- glucopyranosyl (1-2) β-D-fructofuranoside. 2-Ce diholoside est non réducteur parce que le type de liaison est osyl-oside ou bien parce que le carbone anomér ique est engagé dans la liaison osidique ; donc il ne présente pas le phénomène de mutarotation.


3

3-Quels sont les produits que nous pouvons obtenir de la perméthylation suivie d’hydrolyse de ce glucide : α-D- 2, 3, 4, 6 titra-O-méthyl galactopyranose α-D- 2, 3, 4 tri-O-méthyl mannopyranose α-D- 2, 3, 4 tri-O-méthyl glucopyranose β-D- 1, 3, 4, 6 titra-O-méthyl fructofuranose 4-Bilan d’oxydation par l’acide périodique de ce polyoside : *Consommation de 7 molécules HIO4 et formation de 7 molécules IO3 . *Libération de 3 molécules de l’acide formique.

5- Les enzymes qui peuvent hydrolyser ce polyoside : α-galactosidase /α-mannosidase / α-glucisidase / β- fructosidase

Exercice supplémentaire Exercice 3

1- Au temps 0 � Détermination de l’angle de déviation du plan de polarisation de la lumière de la solution A et de la

solution B:

La solution aqueuse α-D-glucopyranose (solution A) contient 0,2 g/ml (C exprimé en g/ml etƖen dm):

Selon la loi du BIOT

Tous les produits sont réducteurs parce que le type de liaison estosyl-ose ou bien parce que le carbone anomér iqueest libre


4

Donc: αA = [α]20D.α x C x Ɩ = + 112 x 1 x 0,2 = 22,4°

La solution aqueuse β-D-glucopyranose (solution B) contient 0,1 g/ml:αB = [α]20D.β x C x Ɩ =

+ 19 x 1 x 0,1 = 1,9° � Le pouvoir rotatoire d'un mélange de sucres en solution est la somme des pouvoirs dus aux

différents solutés. Si X et Y représentent les proportions des formes α et β respectivement dans le mélange, on obtient:

2- Après plusieurs heures :

Biochimie structurale (2ème année TC ) Sér ie de TD N 3

1


Chapitre I I : Structures et propr iétés physicochimiques des lipides

SERIE DE TD NO3 (2021-2022) Exercice 1

On considère les lipides suivants :

- α palmityl,β linoléyl, α' lauryl glycérol

- galactosyl, dilinolényl glycérol

- α palmityl, β oléyl, phosphatidyl choline

a. Ecrire leurs formules

b. A quelle classe de lipides (simples ou complexes) appartiennent-ils?

c. Préciser ou indiquer pour chacun de ces lipides la partie hydrophile et la partie hydrophobe.

Exercice 2

Pour neutraliser (saponifier) 1g de monoacide gras à chaine linéaire, 220,4 mg de potasse (KOH) sont

nécessaires. L’ indice d'iode Ii est égal à 100.

a. Déterminer le poids moléculaire (PM) de cet acide gras?

b. Déterminer le nombre (n) de doubles liaisons?

c. Par oxydation avec le KMnO4, on obtient un monoacide à 7 carbones et un diacide à 9 carbones.

- Quelle est la formule de cet acide gras?

- quel est son nom usuel?

Exercice 3

Soient les acides gras suivants : AG 1: C16 :0 ; AG2: C16 : 1∆9;

AG3:C18 : 2∆9,12

1)- Ecrire les formules chimiques semi-développées des 03 acides gras.

2) Quel est l’acide gras qui a le point de fusion le plus élevé ? Justifier.

3) Calculer l’ indice de saponification de l’AG1.

4) Calculer l’ indice d’ iode de l’AG2. On donne : (C : 12 ; O : 16 ; H : 1, I= 127, KOH=56).


1


Chapitre I I : Structures et propr iétés physicochimiques des lipides Correction de la sér ie TD No 3 (2021-2022)

Exercice 1 1)- α-palmityl, β-linoléyl, α'-lauryl glycérol→ triglycéride ou triacylglycérol mixte appartient à la

classe des lipides simples.

2)- galactosyl, dilinolényl glycérol

α, β-dilinolényl, α'-galactosylglycérol → glycéroglycolipide: appartient à la classe des lipides

complexes (contient un groupe glucidique).

3)- α-palmityl, β-oléyl, phosphatidyl choline

α-palmityl, β-oléylphosphatidyl-choline→glycérophospholipide: appartient à la classe des lipides

complexes qui sont des lipides qui contiennent en plus du carbone, hydrogène et oxygène, un ou plusieurs hétéroatomes (azote, phosphore, soufre).

Exercice 2 a. Détermination du poids moléculaire de l’acide gras considéré L’ indice de saponification Is est définit comme étant le nombre de milligramme de KOH nécessaire pour saponifier 1 gramme de corps gras considéré (acide gras, TG). Donc Is=220,4

Is=220,4 mg de KOH → 1g d’AG=1000 mg d’AG …………(1)

56 g/mol (PM de KOH) → PM d’AG ? ( en g/mol) …………(2)

A partir de (1) et (2) on a: PM =��×��

�,�= 254, O8 PM=254 g/mol

b. Détermination du nombre de doubles liaisons L’ indice d’ iode Ii est définit comme étant la quantité en gramme d’ iode fixée par 100 grammes de corps gras considéré. Il permet de connaître le degré d’ insaturation.

Ii=100 g→ 100 g d’AG …………(1)


2

PM de (n I2 ) → PM d’AG

n ×(127 × 2)(n:nbrededoublesliaisons)→ PM d’AG = 254 g/mol …………(2)

A partir de (1) et (2) on a: n ="#×$%(&')

$%(")×��=

��×��

��×��= 1

Donc il existe une seule double liaison dans l’AG considéré

c. Déterminattion de la formule et du nom usuel de l’AG

Par oxydation avec le KMnO4, on obtient un monoacide à 7 carbones et un diacide à 9 carbones

A travers les produits de la réaction d’oxydation par le KMnO4 on en déduit que l’acide gras en question est composé de 9+7=16 carbones et que la double laison est située au niveau du 9ème et 10èmecarbones (C9 =C10). Il s’agit d’un C16: 1∆9. Son nom systématique est cis-9-héxadécénoique. Sa formule est:

Son nom usuel est l’acide palmitoléique.

Exercice 3

1) Les formules chimiques semi-développées des 03 acides gras. AG1 : C16 :0 sa formule : CH3- (CH2)14-COOH AG2:C16 : 1∆9 sa formule : CH3- (CH2)5–CH=CH-(CH2)7-COOH AG3: C18 : 2∆9,12 sa formule : CH3- (CH2)4-CH=CH -CH2–CH=CH-(CH2)7-COOH 2) L’acide gras qui a le point de fusion le plus élevé est l’AG1 qui est un acide gras saturé comaprativement aux deux autres AGs (AG2 et AG3) qui sont insaturés. Le point de fusion augmente avec l’augmentation du nombre de carbone de la chaine mais diminue avec l’augmentation du nombre de doubles liaisons. 3) La saponification : c’est la réaction entre l’AG et les bases pour donner des sels des acides gras ou des savons - la réaction de l’AG 1 avec KOH : CH3- (CH2)14-COOH + KOH ……………. CH3- (CH2)14-COOK + H2O L’ indice de saponification de AG1 : PM (KOH) mg………………..PM (AG1) Is ………………1g (1000 mg)AG PM AG1( C16H32O2) PM AG1 : 16*12 +32+16*2 = 256 Donc : Is = 1000*56/256 = 218.75 4) Indice d’ iode : I i I i = quantité en g d’ iode fixée par 100 g de matière grasse. Ii de l’AG2 : AG2:C16 : 1∆9 :C16H30O2

PM AG2 : 16*12+30+16*2 = 254 PM(I2) ………………..PM (AG2) = Ii………………100g AG2 Donc Ii = 100*127*2*n/254 ; n=1, Ii = 100


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Chapitre IV: Notions d’enzymologie Sér ie de TD NO4 (2021-2022)

Exercice 01 A quelle classe d'enzymes appartiennent les enzymes catalysant les réactions suivantes: 1- Glycéraldéhyde-3-phosphate + NAD+ +Pi → NADH + H+ + 1,3- bisphosphoglycérate 2- G6P ⇔F6P 3- ATP + D-Hexose → ADP + D-Hexose - phosphate. 4- Glucose 6-phosphate + H2O →Glucose + Pi 5- CH3-(CH2)n-COOH+ COASH + ATP → CH3-(CH2)n-COAϞSH + AMP + 2Pi 6- Mannose-6P ⇔ Glucose-6P 7- CH3-(CH2)n-CH=CH-(CH2)n’-COϞSCOA + H2O → CH3-(CH2)n-CH0H-CH2-(CH2)n’-COϞSCOA 8- Glycogene + phosphate → glycogene (n -1)+ α-D- glucose -phosphate Exercice 2 La glucokinase catalyse la réaction : D-glucose + ATP ⇔ D-glucose 6-phosphate + ADP. On donne la constante de Michaélis de la glucokinase de Bacillus stearothermophilus pour les substrats suivants:

Substrats ATP : ITP GTP UTP CTP Km (M) 6 . 10-5 6 . 10-4 1,2 . 10-3 4,5 . 10-3 3,6 . 10-3

a- Donner la classe de l’enzyme.

b- Classer les substrats par ordre d'affinité apparente croissante pour la glucokinase. Exercice 3 1) Un extrait cellulaire C contient 28 mg de protéine enzymatique par ml ; 10 µl de cet extrait catalysent la transformation de 0,70 µmol de substrat en 5 mn, dans des conditions standard de pH, de température, et à concentration saturante en substrat pendant la durée de l’expérience. a)-Calculer l’activité enzymatique de l’extrait C en µmol de substrat transformé, par mn et par mg de protéine. b)- Pour quelles raisons se place-t-on dans des conditions déterminées de pH, de température, et à concentration saturante en substrat pendant la durée de l’expérience ? 2) Que représente l’activité enzymatique moléculaire (AEM) ? Quel élément faudrait-il connaître pour pouvoir la calculer ? Exercice 4

On suit la catalyse de Glucose -6- phosphate en acide phosphogluconique par l’enzyme Glucose -6-phosphate déshydrogénase, en absence puis en présence de deux différents substrats. Les résultats suivants ont été obtenus :

Glucose -6-

phosphate (mM) Vitesses initiales (UI / ml de l’enzyme)

I= 0 Glyceraldehyde-3-P [I 1] = 4.10-5mM

Ribose-5-P [I 2] = 4.10-3mM

4,82 17,53 7,5 3,54 8,20 28,50 18,28 9,03 7,55 36,30 26 13,16 9,75 52,05 42,15 22,52

1- Tracez les graphes �� = �� dans chaque cas.

2- Déterminer graphiquement KM et Vmax. 3- Déterminer le type d’ inhibition pour chaque inhibiteur.

4- Déterminer les KI pour chacun des deux inhibiteurs.


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Chapitre IV: Notions d’enzymologie Correction de la Sér ie de TD NO4 (2021-2022)

Exercice 01 A quelle classe d'enzymes appartiennent les enzymes catalysant les réactions suivantes : 1- Glycéraldéhyde-3-phosphate + NAD+ +Pi → NADH + H+ + 1,3- bisphosphoglycérate

………………...Oxydoréductase 2- G6P ⇔F6P………………..Isomérase 3- ATP + D-Hexose → ADP + D-Hexose - phosphate. …………………..Transférases 4- Glucose 6-phosphate + H2O →Glucose + Pi………….Hydrolases 5- CH3-(CH2)n-COOH+ COASH + ATP → CH3-(CH2)n-COAϞSH + AMP + 2Pi….Ligases

(synthétases) 6- Mannose-6P ⇔ Glucose-6P……………………Epimérase 7- CH3-(CH2)n-CH=CH-(CH2)n’-COϞSCOA + H2O → CH3-(CH2)n-CH0H-CH2-(CH2)n’-

COϞSCOA…………………Lyases (synthèse). 8- Glycogene + phosphate → glycogene (n -1)+ α-D- glucose -phosphate………..Transférases Exercice 02

1- Classe d’enzymes : la glucokinase est une transférase. 2- Classement en fonction d’affinité : Km = 1/affinité Substrats ATP : ITP GTP UTP CTP Km (M) 6 . 10-5 6 . 10-4 1,2 . 10-3 4,5 . 10-3 3,6 . 10-3

affinité 16.66*103 1.66*103 0.83*103 0.22*103 0.27*103

Classement en ordre croissant : UTP, CTP, GTP, ITP, ATP.

Exercice 03 1- l’extrait C : 28 mg d’enzyme 1 ml = 1000µl X 10 µl Donc on a 28.10-2 mg d’enzyme L’activité enzymatique (AE) : on a 0.70µmole/5 mn → don AE = 0.70/5 = 0.14 µmole/1mn 0.14 µmole/mn → 28.10-2 mg d’enzyme AES → 1 mg d’enzyme Donc AES = 0.5 µmole de S transformé/mn/mg d’enzyme (ou UI expliquez). 2 - On place l’enzyme dans des conditions standards (pH, T°, [S] saturante) qui permettent une activité optimale de l’enzyme. 3- AEM = nombre de mole de S transformé/mn/mole d’enzyme Il faudrait connaitre le PM de l’enzyme.


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Exercice 4

1- Tracez les graphes �� = � �� dans chaque cas.

2- Déterminer graphiquement KM et Vmax 1/Km = -14 Km = 7.14 *10-2mM 1/Vmax =2.1 Vmax =47.64*10-2UI 1/Km(Glyceraldehyde-3-P )= -24 Km1 = 4.16 *10-2mM 1/Vmax (Glyceraldehyde-3-P )=3.5 Vmax1=28.57*10-2UI 1/Km(Ribose-5-P ) = -14 Km 2= 7.14 *10-2mM 1/Vmax (Ribose-5-P )=3.9 Vmax2 =25.46*10-2UI

3- Déterminer le type d’ inhibition pour chaque inhibiteur . Km > Km1 Km1diminue Km1 =Km /Fi Vmax >Vmax1 Vmax diminue Vmax1 = Vmax/Fi

Km = Km2 même affinité Vmax >Vmax2 Vmax diminue Vmax2 = Vmax/Fi

4- Déterminer les KI pour chacun des deux inhibiteurs.

Sachons que : Fi = 1+ ([I])/KI) Fi-1= [I]/KI KI = [I]/ (Fi-1) a)- Glyceraldehyde-3-P est un inhibiteurs In-compétitive ([I]= 4*10-5 mM) Km1 =Km /Fi Fi =Km/Km1 =7.14 *10-2/4.16*10-2= 1.71 KI = [I]/ (Fi-1) KI = 4.10-5 / (1.71-1) = 5.63 *10-5 mM

a)Ribose-5-P est un inhibiteur Non compétitif([I]= 4*10-3 mM) Vmax2 =Vmax /Fi Fi =Vmax/Vmax2 =47.46 *10-2/25.45*10-2= 1.87 KI = [I]/ (Fi-1) KI = 4.10-3 / (1.87-1) = 4.6 *10-3 mM

Donc Glyceraldehyde-3-P est un inhibiteurs In-compétitive

Donc Ribose-5-Pest un inhibiteur Non compétitif

series d’exercices corriges de biochimie structurale

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