Eléments de correction

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.