Sujet_ET1_2013

1
BIO241  Examenterminal1èresession(17mai2013)
Documentsetcalculatricesnonautorisés
7pages
Notationsur60
_____________________________________________
PARTIE A
Protéines/Bioénergétique/Enzymologie/Métabolisme 45 pts 
Question16pts
Ondisposed’unmélangede3protéines,A,BetC,dontlescaractéristiquessontdonnéesdansle
tableauci‐dessous.LaprotéineAestforméede2chaînespolypeptidiques(A‐IetA‐II)liéespardes
pontsdisulfure.
ProtéineMM(g.mol‐1)pHi
ProtéineA
A‐I
A‐II
80.000
60.000
20.000
7
5
9
ProtéineB40.0006,8
ProtéineC40.0004,1
a‐Lemélangeprotéiqueestanalysésurgeldepolyacrylamide(SDS‐PAGE)enprésencedesodium
dodecylsulfate(SDS).Leséchantillonssonttraitésenprésenceetenabsencede2‐mercapto‐
éthanol(2‐ME).
a1.Rappelerleprincipedecettetechnique,lerôleduSDSetdu2‐mercaptoéthanol.
a2.Quelseraleprofilélectrophorétiquedumélangeprotéique?Reproduiresurvotrecopie
lafigureci‐dessous.Indiquerclairementl’échelledesPMutilisés,lesensdemigrationetlamigration
deséchantillonsprotéiquesdéposés,enrespectantlalégende.

2
b‐Etablirunprotocoledefractionnementchromatographiquepermettantdeséparerlesprotéines
A,BetC.Justifierleprotocolechoisi.
Question26pts
Ondisposed’uneséried’enzymes(E1àE5)spécifiquesdumêmesubstrat(S)etcaractériséesparles
paramètressuivants:
EnzymeKm(M)Kcat(s‐1)
E13.10‐33.103
E22.10‐34.103
E36.10‐56.102
E47.10‐37.102
E52.10‐22.104
Laquelledecesenzymes,utiliséeàconcentrationégale,doit‐onchoisirpourobtenirl’activitélaplus
élevéeenprésencedusubstrat(S)àlaconcentrationde:
a):[S]=10‐6M
b):[S]=10‐1M
Justifiervotreréponse.

3
Question312pts
Letableauci‐dessouscaractériselapurificationd’uneenzymeEàpartirdesontissud’origine.Trois
étapessontutilisées(précipitationausulfated’ammoniumsuiviededeuxétapes
chromatographiques).
a‐Apartirdesvaleursdonnéesdansletableau,indiquerlesunités(unitésusuelles,vuesencours,TD
etTP)utiliséesparl’expérimentateurpourdéterminerl’AE,ASetATdeseséchantillons.
Etape Vol
d’extrait
(ml)
Protéines
(mg/ml)
Activitéenzymatique
Unité:……………………..
Activitéspécifique
Unité:……………
Activitétotale
Unité:…………
1‐Extraitbrut100500200 0,4 20000
2‐ Précipitationau
sulfated’ammonium
50816 2800
3‐Chromatographie15 5100 20 500
4‐Chromatographie25 280 40 400
b‐Donnerlaformulegénéralepermettantdecalculerlerendementdechaqueétapedepurification.
c‐Donnerlaformulegénéralepermettantdecalculerl’enrichissementenenzymeàchaqueétapede
purification.
d‐Quelleétapeduprotocoledepurificationestresponsabledelaplusgrosseperteenenzyme?
Justifiervotreréponseparlecalcul.
e‐Quelleétapeduprotocoledepurificationacontribuéleplusefficacementàlapuretédela
préparationenzymatique?Justifiervotreréponseparlecalcul.
f‐Quelletechniquecomplémentaireutiliseriez‐vouspourjugerdelaqualitéduprotocolede
purificationetdelapuretédel’enzyme?
Question46pts
a‐L’oxydationcomplèteduglucoseenCO2etH2Oestunesourcemajeured’énergiepourles
organismesaérobies.Cetteréactionestprincipalementfavoriséeparsalargevaleurnégativede
variationd’enthalpie.
C6H12O6+6O2→ 6CO2+6H2O
H°=‐2938kJ.mol‐1 So=+200J.mol‐1

4
Apartirdesdonnéesci‐dessus,calculerlavaleurdelavariationd’énergielibrestandarddecette
réactionà37°C.
b‐Danslaréactionglobaledumétabolismeaérobieduglucose,32molesd’ATPsontforméesàpartir
d’ADP,pourchaquemoledeglucoseoxydée.CalculerlavaleurG°’decetteréactionglobalequand
l’oxydationduglucoseestcoupléeàlaformationd’ATP.
(donnée:G°’d’hydrolysedel’ATPà37°Cest‐30kJ.mol‐1)
c‐Quelleestl’efficacitéduprocessusentermede%delavariationd’énergielibrecapturéesous
formed’ATP?
Question59pts
a‐Certainesréactionsdelaglycolysesontconsidéréescommelesétapescléderégulationdecette
voiemétabolique.
a1.Indiquerlesquelles.Ecrireendétaillesréactions(nomsdesréactantsetnomsdes
enzymes).
a2.D’unpointdevuethermodynamique,quelestl’intérêtdeciblercesréactionspour
régulercettevoiemétabolique?
b‐Laréaction5delaglycolyseestappelée«réactiond’interconversiondestrioses‐phosphates».
Cetteréactionestcatalyséeparlatriose‐phosphateisomérase(TIM),uneenzymedontonditqu’elle
approchelaperfectioncinétique.
b1.Ecrireendétailcetteréaction(aveclesformulessemi‐développéesdesréactants).
b2.Quelestl’intérêtprincipaldecetteréaction?
b3.Quesignifieleterme«perfectioncinétique»pouruneenzyme?
c‐Chezl’homme,enconditionanaérobie,lepyruvatesubitunetransformation.
c1.Donnerlenomdecettetransformation.Ecrireendétailla(oules)réaction(s)ayantlieu
(nomsdesréactantsetenzyme).
c2.Dansquel(s)type(s)cellulaire(s)outissu(s)cetteréactiona‐t‐ellelieu?
c3.Quelestl’intérêtprincipaldecetteréaction?
c4.Quelestledevenirduproduitdelaréaction?
Question66pts
Chezl’homme,letransfertd'électronslelongdelachaînerespiratoiresefaitàpartird'undonneur
d'électronsquipeutêtresoitleNADH,H+soitleFADH2.

5
a‐Indiqueravecuncrayondecouleur,surleschémadonnéenannexe(àjoindreàvotrecopie),le
cheminsuiviparlesélectronsissusdelaré‐oxydationduNADH,H+etcompléterlescadresnon
remplis.
b‐L’ATPsynthaseestuncomplexeprotéiqueenzymatiquequipermetdeproduiredel’ATPàpartir
d’ADPetdePi.Indiquersalocalisationcellulaireetquelleestlasourcedirected’énergieutiliséepour
cettesynthèse.
§§§§§§§§§§§§§§§§§§§
PARTIE B : Métabolisme bactérien 15 pts
1) Voici3moléculesazotées:NO3
‐,NH4 +,NO2 ‐.Laquelleestlaplusréduite?laplusoxydée?àla
foisoxydanteetréductrice?Justifiezchacunedevosréponsesenquelquesmots,en
mentionnantlesformesréduiteet/ouoxydéedechacunedecesmolécules.(3points)
2) Unebactérieanaérobieaérotoléranteest‐ellecapablederespirerl’oxygène?Mêmequestion
pourunebactérieanaérobiefacultative?Justifiezchacunedevosréponsesenquelquesmots.
(1point)
3) Deuxespècesbactériennesontétéisoléesd’unétangricheensulfuredefer(FeS)etennitrate
(NO3
‐).Lesdeuxbactériessontcultivéesséparémentdansunmilieucontenantenparticulier,
soitdusulfuredefer8mM,dunitrate2mMetduCO2(milieuFNC),soitducitratedefer8mM,
dunitrate2mMetdel’acétate1,5mM(milieuFNA).
LabactérieApoussesurmilieuFNAmais
passurmilieuFNC.Si,aucoursdela
croissance,ondosel’acétate(carrés),lefer
ferreux(rondsnoirs)etleferferrique(ronds
noirs),onobservelesrésultatsprésentés
danslafigureci‐contre.Sionremplace
l’acétateparduCO2danslemilieuFNA,la
bactérienepoussepas;idemsion
remplaceleCO2pardel’acétatedansle
milieuFNC.
LabactérieBpoussesurmilieuFNCmaispas
surmilieuFNA.Si,danslemilieuFNC,on
remplaceleCO2pardel’acétate(milieu
FNC*),ellepoussemêmelégèrementplus
vite.
Danslesdeuxcas,lefaitdecultiverles
bactériesàl’obscuritéouàlalumièren’a
aucuneinfluence.