UE 3.5C – Chimie bio-inorganique – 6 ECTS

UE 3.5C – Chimie bio-inorganique – 6 ECTS
Noms des enseignants de l’UE :
O. Reinaud (coordinateur), JP. Mahy, D. Mansuy, F. Banse, D. Padovani
Objectifs pédagogiques :
Connaître et comprendre le rôle des ions métalliques en biologie à l’aide de
principes de base de chimie de coordination, chimie redox et chimie biologique :
Structure, mécanisme et réactivité des grandes classes de métallo-enzymes, Transfert
d’électrons, transport ou activation de petites molécules (H2O, O2, NO), (bio)chimie
radicalaire (vit. B12)
Rôle biologique, inhibition, conséquences pharmacologiques.
Conception et études de systèmes modèles. Chimie biomimétique, chimie bio-
inspirée.
Prérequis :
Bases de chimie de coordination et d’enzymologie. Notions de chimie redox
Programme :
Panorama
-Rôle des métaux en biologie, présentation du domaine de la chimie bio-
inorganique
-Bases de la chimie de coordination des métaux de transition en milieu biologique
-Transfer d’électrons en biologie : bases moléculaires, exemple de la chaîne
respiratoire
-Utilisation du dioxygène par les organismes aérobies : activation de O2 pour la
production d’énergie, la défense de l’organisme, et les grandes voies métaboliques
-Les dangers de l’activation de O2 : stress oxydant et systèmes de défense
-Diversité des enzymes à fer impliquées dans la vie aérobie
-Implications des métallo-enzymes en pharmacologie et toxicologie.
Les hémoprotéines (D. Mansuy, J.-P. Mahy)
-Modulation et contrôle de la réactivité de l’hème par l’apoprotéine : transfert
d’électrons, activation de O2 (P-450, cyclooxygénase) et de H2O2 (peroxydases,
catalase)
-Design rationnel de systèmes biomimétiques, modèles de P-450 et de peroxydases,
catalyseurs d’oxydation
Les protéines à cuivre (O. Reinaud)
-Types 1 et A : transfert d’électrons
-Type 2 : oxydation de la dopamine (dopamine beta-hydroxylase), de peptides
(peptidyl amidading hydroxylase) et d’amine (amine oxydases), protection contre
l’anion superoxyde (superoxyde dismutases)
-Type 3 : du transport de O2 vers l’activation de O2 (tyrosinase, catécholase)
-Centres de réduction de O2 à 4 électrons : céruloplasmine, cytochrome c oxydase

-Systèmes modèles
Les enzymes à fer non héminique (F. Banse)
-(Bio)chimie des fer-oxo
-(Bio)chimie de la vitamine B12 et dérivés (cobalt) (D. Padovani)
Compétences acquises :
La connaissance et la compréhension des grandes classes de métallo-enzymes doit
permettre à l’étudiant de i) raisonner de manière transversale, cad de faire un lien
entre ses connaissances en chimie et en enzymologie, ii) de comprendre
l’importance et le sens des réactions redox dans le métabolisme, la signalisation et la
protection, iii) de prédire les réactions de transformation de xénobiotiques iv) de
comprendre le mécanisme d’action d’inhibiteurs ciblant spécifiquement une
enzyme et donc d’être en mesure d’en imaginer de nouveaux, iv) de découvrir la
chimie bio-inspirée et ses développements potentiels. La découverte des
mécanismes moléculaires des métallo-enzymes devient alors une source
d’inspiration et de création pour le chimiste.
Evaluation :
Contrôle terminal (100%)