19 avril O7

BIOCHIMIE 1
ère
ANNEE Page 1 sur 2
Contrôle du 19 avril 2007
UNIVERSITE D’AUVERGNE
INSTITUT UNIVERSITAIRE DE TECHNOLOGIE
DEPARTEMENT DE GENIE BIOLOGIQUE
Aurillac 2006-2007
Biochimie première année- Contrôle du 19 avril 2007
I- ENZYMOLOGIE. Durée 1 heure, Note/20
1. Relation de Michaelis-Menten pour un enzyme caractérisé par une k
cat
de 30 s
-1
et
une K
M
de 0,005 M
 Quelle est la concentration molaire de l’enzyme si la vitesse maximum de la
réaction catalysée par cet enzyme est de 180 µM.min
-1
? (note/4)
 A quelle concentration du substrat la vitesse de la réaction sera-t-elle égale au
quart de la vitesse maximum ? (note/3)
 Déterminer la fraction de l’enzyme sous forme de ES dans chacun des cas
suivants : [S] = 0,5K
M
, 2K
M
, 10K
M
(note/3)
2. Inhibition enzymatique
La représentation graphique de Lineweaver-Burk d’une cinétique enzymatique en
présence d’inhibiteurs donne les résultats suivants :
Inhibition Enzymatique
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
-0,2 0,0 0,2 0,4
1/[S], µM
-1
1/v, (µmol/min)
-1
Sans
inhibiteur
Inhibiteur A.
[A] = 2 mM
Inhibiteur B.
[B] = 100 µM
0,0223
-0,0333
0,1125
-0,1015
 Quels sont les types d’inhibition en présence ? (note/5)
 En tenant compte des valeurs portées sur le graphique, calculer les
constantes d’inhibition. (note/5)

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Contrôle du 19 avril 2007
II- BIOÉNERGÉTIQUE, Durée 1 heure, Note/20
1. Variation d’énergie libre
 Calculer les ∆G°’ des réactions suivantes : (note/5)
- Phosphocréatine + ADP  créatine + ATP
- ATP + fructose  ADP + fructose-6-phosphate
 Calculer la variation de l’énergie libre (∆G) de la réaction
Phosphocréatine + ADP  créatine + ATP qui a lieu dans les conditions
cellulaires d’un neurone à 25°C. (note/5 )
On donne :
a) Phosphocréatine + H
2
O  créatine + H
3
PO
4
; ∆G°’ = - 10,3 kcal/mol
b) Fructose-6-phosphate + H
2
O  fructose + H
3
PO
4
; ∆G°’ = - 3,8 kcal/mol
c) ATP + H
2
O  ADP + H
3
PO
4
; ∆G°’ = - 7,3 kcal/mol
d) Dans les neurones et à 25°C on trouve les concentrations cellulaires
suivantes : phosphocréatine (4,7 mM), créatine (1,0 mM), ADP (0,20 mM) et
ATP (2,6 mM).
e) 25 °C = 298 °K
R = 1,987cal.mol
-1
.K
-1
2. Sens des réactions d’oxydoréduction
Laquelle des réactions suivantes, dans les conditions standard, procède-t-elle dans le
sens indiqué ?
a) Malate + NAD
+
→ oxaloacétate + NADH+H
+
. (note/2)
b) Acétoacétate + NADH+H
+
→ β-hydroxybutyrate + NAD
+
. (note/2)
c) Pyruvate + NADH+H
+
→ lactate + NAD
+
. (note/2)
d) Pyruvate + β-hydroxybutyrate → lactate + acétoacétate. (note/2)
e) Malate + pyruvate → oxaloacétate + lactate. (note/2)
On donne : La demie-réaction E’
0
(V)
Oxaloacétate + 2H
+
+ 2e
-
→ malate - 0,166
Acétoacétate + 2H
+
+ 2e
-
→ β-hydroxybutyrate - 0,346
Pyruvate + 2H
+
+ 2e
-
→ lactate - 0,185
NAD+ + 2H
+
+ 2e
-
→ NADH+H
+
- 0,320

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Aurillac 2006-2007
Biochimie première année- Correction du contrôle du 19 avril 2007
I- ENZYMOLOGIE. Durée 1 heure, Note/20
1. Relation de Michaelis-Menten pour un enzyme caractérisé par une k
cat
de 30 s
-1
et une K
M
de 0,005
M
Quelle est la concentration molaire de l’enzyme si la vitesse maximum de la réaction catalysée par
cet enzyme est de 180 µM.min
-1
?
V
M
= k
cat
[E]
0
M10
s.mol.mol3060 s.L.mol10180
k
V
]E[
7
11
ES
11
S
6
cat
M
O−
−−
−
−
−−
−−
−−
−
−
−−
−−
−−
−−
−−
−
=
==
=
×
××
××
××
×
=
==
==
==
=
O
]E[ M10
7−
−−
−
=
==
=
 A quelle concentration du substrat la vitesse de la réaction sera égale au quart de la vitesse
maximum ?
M1067,1]S[;3
]S[ M005,0
;
]S[ M005,0
1
1
4
1
]S[
K
1
1
V
v
3
M
M
−
−−
−
×
××
×=
==
==
==
=
+
++
+
=
==
==
==
=
+
++
+
=
==
=
M1067,1]S[
3−
−−
−
×
××
×=
==
=
 Déterminer la fraction de l’enzyme sous forme de ES dans chacun des cas suivants : [S] = 0,5K
M
,
2K
M
, 10K
M
33,0
3
1
K5,0K
1
1
]E[ ]ES[ V
v
M
M
0M
=
==
==
==
=
+
++
+
=
==
==
==
=
67,0
5,11
K2
K
1
1
]E[ ]ES[ V
v
M
M
0M
=
==
==
==
=
+
++
+
=
==
==
==
=
91,0
1,11
K10
K
1
1
]E[ ]ES[ V
v
M
M
0M
=
==
==
==
=
+
++
+
=
==
==
==
=

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Biochimie première année- Correction du contrôle du 19 avril 2007 ; suite…
2. Inhibition enzymatique
La représentation graphique de Lineweaver-Burk d’une cinétique enzymatique en présence d’inhibiteurs
donne les résultats suivants :
Inhibition Enzymatique
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
-0,2 0,0 0,2 0,4
1/[S], µM
-1
1/v, (µmol/min)
-1
Sans
inhibiteur
Inhibiteur A.
[A] = 2 mM
Inhibiteur B.
[B] = 100 µM
0,0223
-0,0333
0,1125
-0,1015
Sans
inhibiteur InhibiteurA. [A] = 2 mM Inhibiteur B. [B] = 100
µM
K
M,
µM
9,85 30,01 9,85
V
M
, µmol/min
44,84 44,84
8,89
Résultats
Inhibiteur A : - V
M
n'est pas modifiée mais K
M
est augmentée ; c'est une inhibition compétitive.
K
Mapparent
= K
M
(1+[I]/Ki) ;
30,01µM = 9,85µM(1+2mM/Ki) ;
2,05 = 2mM/Ki ;
Ki = 0,98 mM
Inhibiteur B : - K
M
n'est pas modifiée mais V
M
est diminuée ; c'est une inhibition non-
compétitive.
V
M
apparent = V
M
/(1+[I]/Ki) ;
8,89µmol/min = 44,84µmol/min/(1+100µM/Ki) ;
4,04 = 100µM/Ki ;
Ki = 24,73 µM

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Biochimie première année- Correction du contrôle du 19 avril 2007 ; suite…
II- BIOÉNERGÉTIQUE, Durée 1 heure, Note/20
1. Variation d’énergie libre
 Calculer les ∆G°’ des réactions suivantes : (note/5)
1- Phosphocréatine + H
2
O  créatine + H
3
PO
4
; ∆G°’ = - 10,3 kcal/mol
2- ADP + H
3
PO
4
 ATP + H
2
O ; ∆G°’ = + 7,3 kcal/mol
• = 1+2- Phosphocréatine + ADP   créatine + ATP ; ∆
∆∆
∆ G°’ = - 3 kcal/mol
1- Fructose + H
3
PO
4
 Fructose-6-phosphate + H
2
O; ∆G°’ = + 3,8 kcal/mol
2- ATP + H
2
O  ADP + H
3
PO
4
; ∆G°’ = - 7,3 kcal/mol
• = 1+2- ATP + fructose   ADP + fructose-6-phosphate; ∆
∆∆
∆ G°’ = - 3,5 kcal/mol
 Calculer la variation de l’énergie libre (∆G) de la réaction
Phosphocréatine + ADP  créatine + ATP qui a lieu dans les conditions
cellulaires d’un neurone à 25°C. (note/5 )
mol/cal398,2G
10.2,010.7,4 10.6,210.1
Ln298987,13000
]ADP][PCr[ ]ATP][Cr[
LnRT'GG
33
33
−
−−
−=
==
=∆
∆∆
∆
×
××
×
×
××
×
×
××
××
××
×+
++
+−
−−
−=
==
=×
××
×+
++
+°
°°
°∆
∆∆
∆=
==
=∆
∆∆
∆
−
−−
−−
−−
−
−
−−
−−
−−
−
2. Sens des réactions d’oxydoréduction
Laquelle des réactions suivantes, dans les conditions standard, procède-t-elle dans le sens indiqué ?
a) Malate + NAD
+
→ oxaloacétate + NADH+H
+
. (note/2)
b) Acétoacétate + NADH+H
+
→ β-hydroxybutyrate + NAD
+
. (note/2)
c) Pyruvate + NADH+H
+
→ lactate + NAD
+
. (note/2)
d) Pyruvate + β-hydroxybutyrate → lactate + acétoacétate. (note/2)
e) Malate + pyruvate → oxaloacétate + lactate. (note/2)
Dans les conditions standard la concentration de chacun des composés d’une réaction
d’oxydoréduction est égale à 1 M avant le démarrage de la réaction. La réaction aura lieu dans
le sens de la réduction du couple le plus oxydant (∆E’
0
> 0). Par conséquent seulement les
réactions c et d se font dans le sens indiqué.