Sujet ET1_2010

BIO241 Examen terminal 1ère session (25 mai 2010)
Documents et calculatrices non autorisés
ATTENTION : Les parties A, B et C doivent être traitées sur des copies
séparées
7 pages
Notation sur 100
PARTIE A
Protéines/Métabolisme : Cours de Mme C. Breton
Question 1 : les MPTs 12 pts
Les mécanismes de régulation de la fonction des protéines impliquent souvent
des modifications post-traductionnelles (MPTs).
1/ Quelles sont les 2 grandes catégories de MPTs ?
2/ Dans le cas d’une modification par phosphorylation :
a. Quels sont les résidus d’acides aminés concernés par cette modification
b. Donner la formule semi-développée d’un résidu d’acide aminé (un exemple
au choix) avant et après modification (à pH 7)
c. S’agissant d’une modification réversible, donner le nom des enzymes
impliquées dans les réactions de phosphorylation et dé-phosphorylation
d. Quelle est l’incidence de cette modification sur la structure de la protéine
3/ Donner trois autres exemples de MPTs
Question 2 : Hémoglobine 6 pts
Les mobilités électrophorétiques à pH 8,6 d’une série de molécules
d’hémoglobine normale et mutantes sont données ci-dessous :
électrode - l l l l l électrode +
a b Hb c d
normale

Faire correspondre les positions a, b, c et d avec les molécules Hb mutantes
indiquées ci-dessous :
Hbh : glycine remplacée par aspartate en position β69
Hbi : glutamate remplacé par lysine en position β6
Hbk : asparagine remplacée par lysine en position α68
Hbm : lysine remplacée par glutamate en position β95
Justifier votre réponse
Question 3 : Glycolyse 20 pts
1/ Certaines réactions de la glycolyse se produisent dans des conditions
d’irréversibilité thermodynamique. Indiquer lesquelles.
Ecrire en détail les réactions (noms et formules semi-développées des réactants
et noms des enzymes)
2/ Chez l’homme, en condition anaérobie, le pyruvate subit une
transformation.
a. Donner le nom de cette transformation. Ecrire en détail la ou les
réaction(s) (noms et formules semi-développées des réactants et noms des
enzymes)
b. Dans quel(s) type(s) cellulaire(s) ou tissu(s) cette réaction a-t-elle lieu ?
c. Quel est l’intérêt principal de cette réaction ?
3/ Dans le contexte de la glycolyse, quel est le point commun entre ATP,
Fru2,6-bisP et citrate ?
4. Lors d’un petit déjeuner, il est ingéré 17g de saccharose. Calculer le nombre
de moles d’ATP formées (en conditions aérobies), en supposant que les
monosaccharides libérés à partir du saccharose (glucose et fructose) empruntent
immédiatement la voie de la glycolyse. Vous utiliserez les valeurs hautes de P/O.
MM saccharose : 340 g.mol-1
Question 4 : Glycogène 3 pts
1/ Donner la structure du glycogène et son rôle dans l’organisme.
2/ Indiquer les lieux de stockage du glycogène dans l’organisme.
3/ Quelles sont les deux enzymes clé du métabolisme du glycogène (synthèse et
dégradation) ?

Question 5 : ATP synthase 3 pts
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 ?
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PARTIE B
Bioénergétique et Enzymologie : cours de Mme F. Cornillon
Les hydrogénases sont des enzymes qui catalysent la réaction réversible
d'oxydation de l'hydrogène moléculaire selon la réaction suivante :
E°'= -0,42V
Une hydrogénase a été purifiée à partir d'une bactérie sulfato-réductrice. Une
analyse par ultracentrifugation analytique indique que la protéine native a un
poids moléculaire de 50 kDa.
L'analyse par gel d'électrophorèse en présence de SDS donne le résultat suivant
présenté sur la figure 1 :
Figure 1 :
électrophorèse sur gel de
polyacrylamide en présence de SDS
(dodécyl sulfate de sodium)
A : Marqueurs de poids moléculaires
suivants : 10 KDa, 20 KDa, 30 KDa,
50 KDa et 60 Kda.
B : Echantillon d'hydrogénase
purifiée.

Question 1 : 6 pts
1/ Rappeler le principe de l'électrophorèse sur gel de polyacrylamide en présence
de SDS.
2/ Que pouvez-vous conclure de l'expérience précédente ?
Question 2 : 9 pts
Les électrons produits lors de la réaction d'oxydation de l'hydrogène moléculaire
sont transférés par l'hydrogénase à un accepteur d'électrons.
Afin de pouvoir suivre la réaction de consommation de l'hydrogène par
l'hydrogénase, nous utilisons un composé coloré : le méthyl viologène (MV2+). La
réaction de réduction du méthyl viologène est la suivante :
E°'=-0,45V
Le méthyl viologène réduit (MV+) absorbe la lumière à 600 nm, ce qui lui confère
sa couleur violette, alors que la forme oxydée (MV2+) est incolore.
1/ Ecrire l'équation bilan de réduction du méthyl viologène par l'hydrogène
moléculaire catalysée par l'hydrogénase.
2/ Calculer le potentiel d'oxydoréduction dans les conditions standard apparentes
de la réaction bilan de réduction du méthyl viologène par l'hydrogène
moléculaire.
3/ Cette réaction de réduction du méthyl viologène par l'hydrogène moléculaire
est-elle spontanée dans les conditions standard apparentes ? Justifier.
4/ Pourrez-vous faire l'étude cinétique de cette réaction, pour mesurer l'activité
de l'hydrogénase, indifféremment dans le sens 1 ou 2 ? Justifier.
Question 3 : 21 pts
1/ La valeur de l'absorbance, mesurée à 600 nm, dans une cuve de 1 cm de
trajet optique et contenant 3 mL d'une solution à 100 μM de méthyl viologène
réduit (MV+) est de 1.
Déterminer le coefficient d'extinction molaire du méthyl viologène réduit.
La solution d'hydrogénase purifiée utilisée est à 2,5 mg.mL-1.
Dans une cuve de 1 cm de trajet optique, 1 mL d'une solution de Tris-HCl pH 8
100 mM, méthyl viologène oxydé 1 mM, est saturé en hydrogène gazeux dissout
par barbotage. Au temps t = 0 s, 1 μL de la solution d'hydrogénase purifiée,
diluée 200 fois, est ajouté.
Le résultat expérimental obtenu est donné dans la figure 2.

Figure 2
2/ Donner un titre à la courbe expérimentale obtenue. Commenter la courbe.
3/ Donner la définition de la vitesse initiale de la réaction de consommation de
l'hydrogène moléculaire catalysée par l'hydrogénase.
4/ Calculer la vitesse initiale de la réaction de consommation de l'hydrogène
moléculaire catalysée par l'hydrogénase exprimée en mol.L-1.s-1.
5/ Dans quelles conditions se place-t-on pour déterminer l’activité d’une solution
enzymatique ? Qu'en est-il ici pour déterminer l'activité enzymatique de la
solution d'hydrogénase ?
6/ Donner la définition de l’activité enzymatique et la calculer pour 1 mL de
solution d'hydrogénase purifiée (exprimée en katal).
7/ Donner la définition de l’activité spécifique et déterminer celle de la solution
enzymatique.
8/ Donner la définition de la constante kcat. Que permet-elle d'étudier ?
9/ Déterminer la valeur de la constante kcat de l'hydrogénase.
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