Les questions de contrôle

1. Quelles sont les propriétés des acides aminés?

2. Donnez la définition de 4 niveaux de la structure des protéines. Quelles liaisons stabilisent-elles la structure primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire des protéines?

3. Qu’est-ce que c’est la dénaturation et la rénaturation des protéines? Quels agents provoquent-ils la dénaturation?

4. Donnez la définition du point isoélectrique et du point isoionique pour les acides aminés et pour les protéines.

5. Quelle est l’utilisation de la méthode de la chromatoraphie en médecine?

6. Comment utilise-t-on le phénomène de dénaturation et du relargage des protéines?

7. Pourquoi pour le foetus, pour l’embryon et pour le nouveau-né les phosphoprotéines ont-elles le rôle important?

8. En quoi consiste la différence des glycoprotéines et des protéoglycanes? Quels types de liaisons existent-ils entre les composants glucidiques et les protéines?

9. Pourquoi les glycoprotéines sont-elles moins sensibles à l’action des facteurs dénaturants que les protéines simples?

10. Regardez la structure et les fonctions de l’hémoglobine А.

11. Pourquoi l’hémoglobine de l’embryon et de l’adulte est-il lié différement avec l’oxygène?

12. Qu’est ce qui est mieux soluble dans l’eau: les acides nucléiques ou les nucléoprotéines? Pourquoi?

13. Quelles liaisons retiennent-elles les chaînes des polydésoxyribonucléotides dans la molécule bispirale d’ADN?

Le travail laboratoire 2 «la biochimie des enzymes»

Buts et objectifs: apprendre les méthodes de la détermination de l’activité des enzymes, l’influence des activateurs et des inhibiteurs sur leur activité, déterminer expérimentalement l’activité d’α-amylase de la salive.

L’étudiant doit:

- savoir: les règles de la technique de sécurité du travail dans le laboratoire de la chimie biologique; la composition des enzymes, les idées modernes sur le mécanisme de l’action des enzymes, la classification des enzymes, leurs propriétés essentielles; la détermination de l’activité des enzymes, les unités de sa mesure; les mécanismes de l’influence des activateurs et des inhibiteurs sur leur activité, l’utilisation de la détermination de l’activité des enzymes dans le diagnostic clinique;

- savoir : déterminer les enzymes dans les objets biologiques; faire l’expérience sur l’étude de l’influence des activateurs et des inhibiteurs sur l’activité des enzymes; réaliser la détermination de l’activité des enzymes selon la méthode de la dilution;

- posséder: la technique des travaux laboratoires dans le laboratoire de la chimie biologique; les méthodes de l’accumulation et de l’analyse des données expérimentales.

Les enzymes sont des substances qui ont généralement la nature protéique et qui se caractérisent par l’activité catalytique. Les enzymes accélèrent les réactions passées dans l’organisme à cause de l’abaissement de la barrière énergétique des réactifs. La distinction principale des enzymes des catalyseurs de la nature non biologique consiste à haute activité catalytique et à la spécificité de l’action bien exprimée.

Le centre actif de l’enzyme est une combinaison unique des résidus d’ acides aminés qui assure la liaison directe du centre actif avec la molécule de substrat et la participation directe dans la catalyse.

Il y a des enzymes simples: la pepsine, la trypsine etc. La plupart des enzymes naturelles font partie de la classe des protéines complexes. Les composants non protéiques sont des cofacteurs qui peuvent avoir une nature chimique différente et qui se distinguent par la satbilité des liaisons avec la chaîne polypeptidique.

La classification des enzymes est basée sur le type de réaction chimique catalysée. Selon cela toutes les enzymes se subdivisent en 6 classes:

1. Oxydoréductases.

2. Transférases.

3. Hydrolases.

4. Lyases.

5. Isomérases.

6. Ligases.

La température qui correspond à la vitesse maximale de la réaction enzymatique s’appelle optimale (Т_opt). Pour la plupart des enzymes de l’organisme humain elle est égale à 37-40 °С. En cas de l’abaissement de la température la vitesse de la catalyse enzymatique diminue, elle atteint la valeur minimale lors de la température 0 °С. Les enzymes sont thermolabiles, c’est-à-dire elles sont sensibles à haute température. La plupart des enzymes se décomposent lors de l’échauffement jusqu’à 60-70 °С pendant 1 heure ou jusqu’à 80-100 °С pendant quelques minutes à cause de la dénaturation.

Chaque enzyme a une valeur définie de рН du milieu, lors de cette valeur l’enzyme est le plus active (optimum рН). Lors de l’augmentation ou lors de la diminution de l’acidité du milieu l’activité des enzymes diminue. Comme les autres protéines les enzymes contiennent les acides aminés avec les groupes ionogènes dans les radicaux, leur degré de dissociation dépend du рН. Le changement du degré de dissociation de ces groupes influence sur la conformation de l’enzyme et sur ses propriétés catalytiques.

La spécificité des enzymes est la capacité de catalyser la transformation chimique bien définie d’un substrat ou d’un groupe de substrats analogues d’après leur composition. La cause essentielle de la spécificité est la complémentarité de la structure du centre actif de l’enzyme et du substrat. La spécificité absolue est la capacité de l’enzyme de catalyser une seule réaction. La spécificité relative (de groupe) est la capacité de l’enzyme de catalyser la transformation des substances qui ont des particularités structurales communes.

Les composés chimiques qui accélèrent la vitesse de la réaction enzymatique s’appellent les activateurs. Souvent les activateurs des enzymes sont représentés par Mg²⁺, Mn²⁺, Zn²⁺, K⁺ и Со²⁺.

Les inhibiteurs inhibent l’action des enzymes. N’importe quel agent qui provoque la dénaturation de la protéine contribue à l’inactivation irréversible de l’enzyme. Les inhibiteurs spécifiques influencent sur quelque enzyme ou sur le groupe d’enzymes.

L’inhibition réversible de l’action des enzymes peut être compétitive et non compétitive. L’inhibition compétitive est basée sur la liaison des substances qui ont la structure pareille à celle du substrat, le centre actif assure cette liaison. En ce cas le degré de l’inhibition dépend de la relation des concentrations de substrat et d’inhibiteur. La méthode de l’inhibition compétitive est souvent utilisée en pratique médicalee (les médicaments sulfamidés).

Lors de l’inhibition non compétitive le substrat et l’inhibiteur sont liés avec de différents centres. Cela provoque le changement de la conformation du centre actif et la diminution de l’activité de l’enzyme.

Pour apprécier la vitesse de la réaction enzymatique on analyse soit la vitesse de la diminution du substrat soit la vitesse de la formation des produits de réaction. Lors des conditions optimales la vitesse de la réaction catalysée est proportionnelle à la concentration de l’enzyme.

Pour apprécier l’activité de l’enzyme on utilise les unités internationales standards (Е ou U). Pour l’unité d’activité de l’enzyme 1 U(Е) on prend sa quntité qui dans les conditions optimales catalyse la transformation de 1 micromol de substrat ou la formation de 1 micromol de produit par 1 minute (mcmol/min).

Dans le système international des unités (SI) l’activité d’enzyme est mesurée en katals (kat): 1 kat est une activité catalytique qui est capable de réaliser la réaction avec la vitesse 1 mol/s.

1 U(Е) de l’enzyme est égal à 16,67 nkat.

L’activité spécifique de l’enzyme s’exprime par le nombre d’unités de l’activité enzymatique sur 1 mg de protéine (ou par le nombre de katals sur 1 kg de protéine active).

La plupart des enzymes sont localisées dans les tissus et dans les organes et leur activité dans le sérum du sang est insignifiante. Les processus pathologiques liés aux troubles de l’intégrité des cellules contribuent à la sortie des enzymes dans le sang. L’augmentation de l’activité des enzymes du sérum du sang est un test diagnostique qui témoigne de la pathologie des organes et des tissus définis. La détermination quntitative de l’activité d’enzymes est utilisée dans la clinique pour le diagnostic et pour l’observation de l’efficacité du traitement et du pronostic.

Les réactifs et l’équipement: la salive; les solutions d’amidon 0,1 et 0,5 %; la solution de clorure de sodium1 % ; la solution de sulfate de cuivre 1 %; la solution de Lugol; l’eau distillée; les éprouvettes; le bain thermostaté; les pipettes; les cylindres à mesurer.