Stage génétique Eric Lavis
COMPLEXE ENZYME – SUBSTRAT
D'après Jacques Barrère, Lycée Paul-Louis Courier, Tours
On sait que :
Les enzymes sont des catalyseurs d'une très grande efficacité.
Au cours d’une réaction enzymatique, le substrat se transforme progressivement (phénomène
progressif nécessitant 3 à 5 minutes) en présence de l’enzyme qui reste inchangée.
Il y a spécificité entre enzyme et substrat. Il y a spécificité de la réaction catalysée par une
enzyme donnée.
Plus il y a de substrat disponible, plus la réaction est longue, mais plus la vitesse initiale est
élevée. Au-delà d'une certaine concentration de substrat, la vitesse initiale n'augmente pas avec la
concentration en substrat.
On cherche à :
Comprendre comment l'enzyme agit sur son substrat.
Expliquer la cinétique enzymatique
On pense qu'il y a interaction précise, au niveau moléculaire, entre enzyme et substrat.
Protocole d'observation :
On propose de travailler sur la carboxypeptidase, enzyme digestive responsable de l'hydrolyse de la
liaison peptidique en position C-terminale. Pour cela, on dispose du résultat de deux observations en
diffraction aux rayons X, d'une part de l'enzyme seule, d'autre part de l'enzyme en présence de son
substrat, un dipeptide glycine-tyrosine.
NB : afin d'éviter que l'enzyme ne transforme trop vite le substrat qui lui est présenté, ce dernier est ajouté par diffusion au
cristal réalisé à partir d'une solution sursaturée d'enzyme.
Rédigez un compte rendu informatique en intégrant (dans des tableaux) des images issues de
Rastop.
1. A partir de l'observation de l'enzyme seule et/ou de l'enzyme mise en présence de son substrat,
validez l'hypothèse formulée ci-dessus.
Fichiers à utiliser :
CPA.PDB : enzyme seule
CPA-SUB.PDB : enzyme et substrat
Conseils :
Utilisez la fonction permettant de colorer spécifiquement les chaînes de la molécule.
2. Montrez que le substrat vient se loger dans une "cavité" déjà présente dans l'enzyme seule.
Conseils :
Affichez simultanément les deux molécules CPA et CPA-SUB dans le même univers.
Choisissez la représentation "sphères".
Identifiez un ou deux des acides aminés qui "tapissent" la cavité dans laquelle se loge le substrat (vous
pouvez éventuellement les colorer).
Éventuellement, réalisez des coupes dans la molécule.
Indications techniques :
Pour identifier un acide aminé : positionner le curseur sur un des atomes de cet acide aminé et lire .
Pour colorer un acide aminé :
Cliquer sur le bouton "Elément"
Puis cliquer sur un des atomes de l'acide
aminé
Puis choisir sa couleur dans la palette