Présentation

Lactase et béta-galactosidase
Les activités suivantes permettent de connaître
quelques propriétés des protéines à travers
l’utilisation de sites
La lactase des Mammifères:
Dans l’entérocyte :
La lactase est une enzyme enchâssée dans la membrane des
entérocytes. L’hydrolyse du lactose est donc extracellulaire, dans le
milieu intestinal. Les produits de l’hydrolyse, glucose et galactose sont
transportés dans les entérocytes.
http://pathman.smpdb.ca/pathways/SMP00458/pathway
un site présentant les acteurs de la digestion du lactose dans l’intestin et les liens vers leurs
caractéristiques
Les domaines de la lactase humaine :
http://www.uniprot.org/uniprot/P09848
Les domaines de la LCT avec les séquences correspondantes. On observe que cette protéine a
plusieurs domaines dont certains se répètent. La modélisation 3d n’est pas encore disponible.
Cette protéine est membranaire
Copier coller la séquence (format fasta >…) de la protéine LCT (voir site
précédent) dans
http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/
Puis submit
Ce site permet de visualiser les domaines extracellulaires, membranaires et cytoplasmiques d’une
protéine à partir de l’analyse de sa séquence.
Résultat :
http://www.cbs.dtu.dk/cgi-bin/nph-webface?jobid=TMHMM2,4D8F6FA4039DE821&opt=none
La protéine LCT a un domaine enchâssé dans la membrane, une grande
partie extracellulaire et un petit domaine cytoplasmique
Le gène humain LCT :
Liens sur le gène humain :
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/3938
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/IEB/Research/Acembly/av.cgi?db=human&l=LCT
Proche du gène MCM6 sur le K2
minichromosome maintenance complex component 6

Le gène MCM6 contrôle la réplication de l’ADN.
La tolérance au lactose chez l’adulte est liée à des mutations situées
dans des introns du gène MCM6.
Le gène de la lactase chez les Vertébrés :
Homologie entre galactosidases :
Dans ce site : http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/3938 cliquer dans les menus à droite
sur HomoloGene
On obtient la comparaison du gène humain avec ses quatre domaines à ceux
d’autres Vertébrés.
Le gène présentant quatre domaines est conservé chez les Vertébrés.
http://h-invitational.jp/evola_main/atv.cgi?hit=HIT000321293
Autre arbre phylogénique
Certaines bactéries possèdent la capacité à hydrolyser le lactose :
La beta galactosidase d’Ecoli : modèle moléculaire
1JYN sur protein data (recherche sur google ouvrir le premier site
proposé RCBS…)
Télécharger la molécule pour l’utiliser dans rastop : cliquer sur
download files puis pdb file (gz). L’enregistrer dans un dossier qu’on
pourra ouvrir avec rastop.
La molécule présente quatre sous-unités.
Le lactose figure dans ce modèle. On peut le colorer et lui donner une forme en boules par
exemple pour bien le distinguer de la protéine.
Site de la béta-galactosidase d’Ecoli
http://www.uniprot.org/uniprot/P00722
Travail sur le site actif :
Chercher dans ce site les numéros des acides aminés du site actif. Les repérer dans la protéine
afficher dans rastop (1JYN). On aura au préalable identifié le lactose (couleur et boules).
Pour sélectionner directement les numéros d’AA : ctrlE et indiquer le numéro puis colorer et
mettre en bâtonnets. Différencier les aa de fixation (binding site) des aa catalytiques (active
site). C’est le Glu 537 qui est l’acide aminé essentiel de l’hydrolyse du lactose.
Attention, dans la séquence l’acide aminé Met est le numéro 1, alors qu’il n’est pas
comptabilisé dans le modèle 3d. Il faut donc enlever 1 à chaque numéro d’acide aminé pour
faire la mise en évidence du site actif avec rastop.
Les acides aminés du site actif sont autour du lactose. Les deux acides aminés
catalytiques sont des acides glutamiques

On peut comparer la béta-galactosidase à la lactase : leur séquence et leur organisation sont
différentes.
Copier la séquence entière
La mettre dans http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/
Puis submit
La galactosidase de Ecoli n’est pas membranaire.
La bactérie absorbe le lactose grâce à un transporteur et hydrolyse le
lactose dans le cytoplasme où se trouve l’enzyme.
Compléments
Cette betagalactosidase est-elle homologue de celle des Vertébrés ?
Copier coller la séquence dans
http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi
Dans la page des résultats choisir taxonomy reports
Dans la liste des espèces, on retrouve l’homo mais la betatgal d’ecoli est homologue de la
glucuronidase.
Remarque : le même travail fait avec la lactase humaine montre qu’il n’y a pas d’homologie
avec des lactases bactériennes mais avec des betaglucosidases