Spécialité TS

Presque toutes les réactions chimiques qui ont lieu dans les systèmes biologiques sont catalysées par des enzymes qui constituent la classe de protéines à la fois la plus vaste et la plus spécialisée.
Les enzymes qui catalysent les milliers de réactions chimiques qui constituent le métabolisme des cellules,représentent l'instrument primaire direct de l'expression de l'action du gène.
Quels sont les apports des études de cinétique enzymatique sur nos connaissances de l'intéraction entre enzyme et substrat.

1. Une histoire de crabe, de crevette, et de fausse crevette.

L'enzyme
le substrat
l'analogue de substrat

2. Vitesse initiale de la réaction en fonction de la oncentration initiale de substrat.
Les amylases catalysent l'hydrolyse de l'amidon, polymère du glucose. La molécule d'amidon est en effet constituée de molécules de glucose enchaînées les unes aux autres.

(C6H10O5)n	+ n/2 H2O		n/2 C12H22O11
amidon	+ eau		maltose

Suivi de la réaction:
L'amidon (substrat) est coloré en bleu par l'iode (Réactif lodo-ioduré), alors que le maltose (produit) ne l'est pas.
On peut donc suivre la disparition du substrat et de ce fait l'apparition du produit par colorimétrie. le graphique suivant a été obtenu:
Quelle était la concentration en substrat au bout de 60s dans l'expérience avec 0,2% d'amidon (courbe verte)?
En utilisant les analogies avec le crabe et la crevette,propose une hypothèse pour expliquer le fait que la vitesse ne reste pas constante avec le temps.
A partir de ce graphique compléte le tableau suivant et trace la courbe de la vitesse initiale de la réaction en fonction de la concentration en substrat.
Rappel: la vitesse est égale à la pente : V_initiale = Δtransmittance/Δt

Concentration en amidon en %	Transmittance à t = 0s	Transmittance à t = 10s	Vitesse initiale en U.A.
0,001
0,002
0,004
0,1
0,2
0,4

Commente ton graphique en utilisant les analogies avec le crabe et la crevette.
Explique ce qu'on appelle la saturation en substrat.
Déterminer la concentration en amidon minimale pour avoir une vitesse maximale, comparez avec ton voisin?
Détermine la concentration en amidon pour avoir une vitesse initiale égale à 1/2 vitesse maximale, comparez avec ta voisine?
En utilisant les analogies avec le crabe et la crevette, que faut-il faire pour augmenter la vitesse initiale maximale?
Recherche la définition de la constante de Michaelis et Menten (Km) et donner sa valeur pour l'amylase.

3. Vitesse initiale de la réaction en fonction de la oncentration initiale de substrat.
Pour différente concentrations en amylase, et une concentration fixe en substrat, on réalise la mesure de l'avancement de la réaction par colorimétrie. Les résultats obtenus permettent de construire le tableau suivant:

Concentration en enzyme (U.A)	Vitesse initiale (U.A.)
1	5
2	10
4	13
8	26
16	58
24	59


Commente ton graphique en utilisant les analogies avec le crabe et la crevette.
Explique pourquoi la vitese n'augmente plus pour les fortes concentration en enzyme.
Détermine la concentration en enzyme minimale pour avoir une vitesse maximale, compare avec ta voisine?
Détermine la concentration en enzyme pour avoir une vitesse initiale égale à 1/2 vitesse maximale, compare avec ton voisin?
En utilisant les analogies avec le crabe et la crevette, que faut-il faire pour augmenter la vitesse initiale maximale?