Eléments de correction
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Eléments de correction Les interactions à l’échelle moléculaire Définir les interactions étudiées ; il s’agit ici des liaisons susceptibles d’être établies au sein des molécules biologiques (protides, lipides, glucides) ou entre celles-ci. Des liaisons fortes, les liaisons covalentes et des liaisons faibles (hydrogène, ionique et hydrophobe) sont responsables de la structuration et du fonctionnement des molécules organiques ; quelles sont les principales propriétés de ces interactions, pour quelles conséquences fonctionnelles ? A. Les interactions au sein des biomolécules à l’origine de leurs propriétés fonctionnelles 1. Exemple de la molécule de globine - Forme globulaire mise en évidence par diffractométrie - Résultat de la superposition de trois niveaux structuraux : la structure primaire assurée par les liaisons peptidiques (interactions fortes) la structure secondaire illustrée par des hélices α, les liaisons H sont ici déterminantes la structure tertiaire, résultant de l’arrangement spatial des structures secondaires locales, maintenue essentiellement par des interactions faibles ; l’existence de la poche hydrophobe contenant l’héme et qui permet la fixation de O2. 2. Dépendance des interactions intramoléculaires vis-à-vis des facteurs environnementaux - pour les liaisons fortes, elles nécessitent des catalyseurs pour être formées ou rompues ; elles ont donc un effet stabilisateur et permettent la construction de polymères ( peptides, protéines, osides, …) - pour les liaisons faibles, elles sont plus dépendantes du pH, de la température (expérience de dénaturation), de la présence/ absence des molécules d’eau. 3. Un rôle structural majeur pour les macromolécules protéines globulaires, protéines fibreuses, osides de réserve, osides de structure. La structure tridimensionnelle de ces molécules à l’origine de leur fonction est le résultat des interactions fortes et faibles qui opèrent entre leurs différents éléments. B. Les interactions intermoléculaires à l’origine d’associations supramoléculaires 1. Exemple de la membrane plasmique Edifice supramoléculaire constitué par l’interaction de différentes catégories moléculaires (glycérophospholipides, cholestérol, protéines) Mise en évidence de la dynamique intramembranaire avec les expériences de photoextinction Rôle prépondérant des interactions hydrophobes (plus ou moins importantes suivant la nature et les proportions des composés membranaires). 2. Généralisation : propriétés des interactions entre molécules dans les édifices supramoléculaires - Ce sont uniquement des interactions faibles (hydrogène, ioniques et hydrophobes) - Mais leur effet cumulatif, leur grand nombre permet de garantir la grande stabilité de ces édifices (l’union fait la force) tout en autorisant une relative souplesse comme en témoigne la fluidité membranaire, la dynamique des microtubules… - Elles sont prépondérantes dans les structures limitantes (membranes, paroi et matrices animales) C. Les interactions intermoléculaires et l’activité métabolique 1. L’interaction enzyme-substrat : une interaction moléculaire à court terme Exemple de l’action d’une enzyme sur son substrat ; courbe vi en fonction de [S] Montrez que l’on peut proposer le modèle de Mickaélis d’une association transitoire [ES] Autre exemple possible la perméase à glucose ; dans ce cas le glucose n’est pas modifié par l’interaction. L’affinité de la protéine pour son ligand peut être déterminée grâce au KM. 2. Modulation possible de l’interaction protéine-ligand par des effecteurs Prendre le cas d’une enzyme allostérique ou d’une protéine allostérique ; dégagez l’importance de l’effet coopératif Evoquez l’existence d’autres sites d’interactions que le site actif ( effet hétérotrope, inhibition non compétitive) 3. Généralisation : caractéristiques de ces interactions - ce sont toujours des interactions faibles - elles sont rapides, plusieurs dizaines de réactions catalysées par une enzyme en une seconde - elles sont précises (notion de spécificité) - elles sont modulables Elles sont donc fondamentales pour les processus biologiques Conclusion Récapitulatif des diverses familles d’interactions à l’échelle moléculaire ; toute activité biologique est le résultat de la somme d’interactions. Ouverture sur les interactions entre les individus ou entre les individus et leur environnement.
