Exercices de Biochimie: Séquences peptidiques, Métabolisme, Enzymologie

Fascicule d'exercices de Biochimie
Proposé par Alexandre
Ces exercices seront corrigés et expliqués dans l'armature de biochimie du 06/12/12 (avec
l'embryo et la biostat, Enjoy !). Ils ne seront pas tous corrigés à l’oral par manque de temps mais
vous aurez une correction détaillée pour chacun d'entre eux.
Préparez-les en avance pour situez vos difficultés!
Exercice type 1 : Séquence peptidique en acides aminés n°1
Exercice bilan 2 : Séquence peptidique en acides aminés n°2
Exercice type 3 : Electrophorèse
Exercice type 4 : PKA
Exercice type 5 : Enzymologie simple
Exercice type 6 : Enzymologie complexe
Exercice type 7 : Voies métaboliques n°1
Exercice type 8 : Glycogène
Exercice type 9 : Néoglucogenèse
Exercice bilan 10 : Glycérophospholipides
Exercice type 11 : Dégradation des acides gras
Exercice type 12 : Dégradation d'un acyl-CoA marqué au carbone 14
Exercice type 13 : Voies métaboliques n°2
Exercice type 14 : Cycle de Krebs avec oxaloacétate radiomarqué
Exercice type 15 : Beta-oxydation et cycle de Krebs avec un acide gras radiomarqué
Exercice type 16 : Réaction d'oxydo-réduction
Exercice type 17 : Consommation d'oxygène pendant la chaîne respiratoire
Exercice type 18 : Oxydation/réduction pendant la chaîne respiratoire
Comme d'habitude, un petit sondage pour faire les exercices que vous préférez en priorité :)
(10 choix possibles)
http://www.pixule.com/186593210631_quels-exos-souhaitezvous-voir-corriger-en-priorite-jeudi-
en-bioch.html

Exercice type 1 : Séquence peptidique en acides aminés n°1
Le composé peptidique A contient 6 acides aminés différents dont un acide aminé sans
pouvoir rotatoire et un acide aminé qui est le précurseur de la sérotonine. Le bromure de cyanogène
sépare le composé A en un fragment B de 2 acides aminés du coté aminoterminal et d'un fragment C
de 4 AA. Le réactif d'Edman révèle la présence d'un AA hétérocyclique sur C. La trypsine provoque
une coupure dans le fragment B et dans le fragment C.
→ Parmi les séquences proposées, laquelle (lesquelles) peut (peuvent) correspondre au composé A.
A. ARG-MET-PRO-GLY-HIS-PHE
B. ARG-MET-PRO-ARG-GLY-TRP
C. LYS-MET-PRO-ARG-GLY-PHE
D. HIS-MET-PRO-ARG-GLY-PHE
E. LYS-MET-PRO-TRP-ARG-GLY
Exercice bilan 2 : Séquence peptidique en acides aminés n°2
Cet exercice est un bilan des différentes réactions chimiques pouvant agir sur une chaîne
peptidique que vous devez retenir. Vous ne retrouverez jamais une telle difficulté au concours, mais
si vous parvenez à résoudre cet exercice, les autres exos de ce type ne vous poseront aucun
problème! :)
→ Retrouver la séquence protéique du composé peptidique A (1 seule réponse possible)
1. Le composé peptidique A comporte 10 acides aminés dont 8 différents.
2. Si on réalisait une hydrolyse acide totale, un seul acide aminé serait dégradé.
3. L'action du dithiothréitol (équivalent du beta-mercaptoéthanol) sur le composé A libère un
tripeptide B du côté aminoterminal et un heptapeptide C du coté carboxyterminal.
4. L'action d'une chymotrypsine ne modifierait pas le tripeptide B mais donnerait 4 fragments dans
l'heptapeptide C (qui donnerait de carboxyterminal en aminoterminal, un acide aminé libre, un
fragment de 3 acides aminés, un fragment de 2 acides aminés et enfin un acide aminé libre).
5. L'action du réactif d'Edman sur l'heptapeptide C révèle la présence d'un acide aminé dont
l'absorbance maximale se situe à 260nm, suivi d'un acide aminé à chaîne latérale présentant une
fonction thiol ou thioether.
6. L'action de la trypsine sur le tripeptide B donnerait un fragment de 2 acides aminés du côté
carboxyterminal., et sur l'heptapeptide C elle donnerait un fragment de 4 acides aminés du coté
aminoterminal.
7. Une analyse par spectrométrie de masse nous indique la présence d'un tryptophane dans
l'heptapeptide C, qui se situe du côté aminé d'une arginine ; ainsi que la présence d'un acide aminé
sans pouvoir rotatoire dans chacun des peptides B et C et qui ne sont pas aux extrémités de ces 2
fragments.
8. L'action du bromure de cyanogène ne provoque aucune coupure supplémentaire dans les peptides
B et C mais transforme un acide aminé en homosérine dans l'heptapeptide C.

Exercice type 3 : Electrophorèse
Dressez le profil des charges électriques globales des séquences de peptides ci-dessous à
pH=1, pH=6 et pH= 12.
→ Existe-t-il un ou plusieurs pH pour lequel(s) les 3 polypeptides seront séparés sur une
électrophorèse ?
1) LYS-HIS-ARG-LYS-GLU
2) GLY-LYS-VAL-ALA-GLU
3) ASP-ARG-ASN-ALA-ASP
Exercice type 4 : PKA
Voici les valeurs de pKa pour 4 acides aminés :
pKa1 pKa2 pKa3
GLY 2,3 9,6
MET 2,3 9,2
ASP 2,2 9,8 3,9
LYS 2,2 9,0 10,5
→ De quelle manière se comporte chacun des Acides aminés ci-dessus sur une électrophorèse (dire
s'ils se comportent comme des anions / comme des cations) à pH = 1,0 ? A pH = 4,0 ? A pH = 7,0 ?
A pH = 11,0 ?
→ Existe-t-il un pH qui permettrait de distinguer de manière nette les 4 Acides aminés sur une
électrophorèse ? Si oui, lequel ?

Exercice type 5 : Enzymologie simple
Le diabète MODY-2 est dû à une anomalie de la glucokinase. Au laboratoire, nous
entreprenons d’étudier l’activité de cette enzyme, obtenue à partir de cellules d’un sujet « sain » et
d’un sujet malade, en faisant varier la concentration en substrat [S] (le substrat dans le cas présent
est le glucose) et en mesurant la vitesse enzymatique initiale (V0). Les mesures sont réalisées dans
un volume réactionnel final de 1 ml. Les résultats sont rapportés dans le tableau ci-dessous :
[S] (mM) 0,5 1 1,5 2 3 4 8 16
Sujet sain
V0 (mM.mn-1)
0,45 0,75 0,9 1,2 1,7 2,1 2,4 2,4
Sujet malade
V0 (mM.min-1)
0,1 0,15 0,22 0,3 0,45 0,5 0,6 0,6
→ Déterminer la Vmax, la Km chez le sujet sain et chez le sujet malade.
→ Parmi les propositions suivantes indiquer la (les) bonne(s) réponse(s):
A. L’affinité de la glucokinase du sujet malade pour le glucose est inférieure à celle du sujet sain.
B. La vitesse maximale de la glucokinase du sujet malade est inférieure à celle du témoin.
C. Lorsque l’enzyme du sujet malade est saturée, l’activité enzymatique est de 6 UI (unité
enzymatique).
D. Dans le cas de la glucokinase du sujet malade, le glucose est considéré comme un inhibiteur
compétitif.
E. La réaction catalysée par la glucokinase est réversible.
Exercice type 6 : Enzymologie complexe
L'activité d'une enzyme est mesurée en fonction de la concentration en substrat en absence et
en présence d'inhibiteur. On trouve les résultats suivants :
[S] x 10-5MVitesses (µmoles/min)
Sans inhibiteur Avec inhibiteur
0,3 10,4 4,1
0,5 15,3 6,4
1 22,5 11,3
3 33,8 22,6
9 40,5 33,8
→ Déterminer Vmax et Km en absence et en présence d'inhibiteur.
→ Quel est le type d'inhibition ?

Exercice type 7 : Voies métaboliques n°1
-C'est par le métabolite 1 que débute la glycolyse.
-L'enzyme E8 fait partie de la deuxième étape de la glycolyse, et appartient également de la voie
des pentoses phosphates.
-Le glycogène est une association de molécules des métabolites 1 et 3.
-Les enzymes 4 et 5 catalysent les deux réactions du segment oxydatif de la voie des pentoses
phosphates.
-L'enzyme E6 est une isomérase.
-L'enzyme E7 est une épimérase.
-Les métabolites 5, 6 et 7 sont des pentoses
-Les réactions allant du métabolite 5 au glucose-6-phosphate (en passant par la transaldolase et la
transcétolase) appartiennent au segment non-oxydatif de la voie des pentoses phosphates.
-Dans un premier temps, six molécules des métabolites 6 et 7 donneront cinq molécules du
métabolite 2. Dans un deuxième temps, les cinq molécules du métabolite 2 donneront cinq
molécules de glucose-6-phosphate grâce à l'enzyme E8.
→ Quels sont les métabolites 1 à 7 ? Quels sont les substrats A à F ? Quelles sont les enzymes E1 à
E8 ?
Le métabolite 1 est …............................................ Le métabolite 2 est …............................................
Le métabolite 3 est …............................................ Le métabolite 4 est …............................................
Le métabolite 5 est …............................................ Le métabolite 6 est …............................................
Le métabolite 7 est …............................................
Le substrat A est …..................... Le substrat B est …..................... Le substrat C est ….....................
Le substrat D est …..................... Le substrat E est …..................... Le substrat F est ….....................
L'enzyme E1 est …................................................ L'enzyme E2 est …................................................
L'enzyme E3 est …................................................ L'enzyme E4 est …................................................
L'enzyme E5 est …................................................ L'enzyme E6 est …................................................
L'enzyme E7 est …................................................ L'enzyme E8 est …................................................
Métabolite 1
Glucose-6-phosphate
Métabolite 3
Métabolite 2
Métabolite 4
Métabolite 6
Métabolite 7
E3
E1 E2
E4
E5
E6
E7
Transaldolase
Transcétolase
E8
A
BC
D
E
E
F
F
Métabolite 5