Exercice N°1

a. A partir des valeurs suivantes, tracer la droite étalon, en annotant les axes : A₅₉₅ = f (quantité de BSA)

Pourquoi pour 12 µg a-t-on A₅₉₅ = 1,12 ?

Pourquoi ne faut-il pas tenir compte de ce point pour tracer la droite étalon ?

b. A partir des valeurs suivantes, calculez la concentration (en µg/ml) d'une solution de protéines à doser.

Exercice N°2

L'absorbance par un soluté est fonction de la concentration C du soluté comme le montre la loi de Beer - Lambert : A = log (I₀/I) = ε . L . C

• A = absorbance (ou densité optique) sans unité
• I₀ = intensité lumineuse incidente (avant interaction avec le soluté)
• I = intensité lumineuse transmise
• L = longueur du trajet otique (en cm)
• ε = coefficient d'extinction (qui dépend de la longueur d'onde) :
  1. Si la concentration du soluté est en M (ou mol.L^-1), ε est en M^-1.cm^-1 et on l'appelle coefficient d'extinction molaire ε_M
  2. Si la concentration du soluté est en % (masse/volume), ε est en g^-1.L.cm^-1 et on l'appelle coefficient d'extinction pondéral ε_1%

Une solution d'un composé X à 2 % transmet 75 % de la lumière incidente à une longueur d'onde donnée. Calculez l'absorbance de cette solution et ε_M du composé X.

Données : L = 1 cm - Masse molaire de X = 250 g.mol^-1

Exercice N°3

a. Rappeler le principe de l'électrophorèse des protéines en conditions dénaturantes.

b. A partir du profil électrophorétique ci-dessous, calculez la masse molaire de la protéine inconnue.

Exercice N°4

Une enzyme catalyse la réaction : A <=> B + C

La variation d'énergie libre de Gibbs standard de cette réaction est ΔG°' = + 2,28 kJ/mol.

• a. Quelle conclusion tirez-vous de cette valeur ?
• b. Calculez la valeur de la constante d'équilibre.

Données : T = 25°C; R = 8,31 J.mol^-1.K^-1 = 1,99 cal.mol^-1.K^-1

On étudie quelques débouchés de la voie de la glycolyse. Pour celà on utilise du glucose marqué au carbone 14 sur le carbone anomère.

1a. Ecrire les réactions qui ont lieu au cours de la glycolyse, avec les formules développées des intermédiaires.

Préciser les réactions irréversibles thermodynamiquement et quelques propriétés des enzymes qui catalysent ces réactions.

Faire un diagramme représentant la variation d'énergie libre standard ΔG°' et la variation d'énergie libre dans les conditions physiologiques ΔG' pour chaque réaction de la glycolyse. En tirer des conclusions.

Etablir le bilan en molécules à haut potentiel énergétique et en nucléotide(s) pyridinique(s).

1b. Si l'on se place en conditions aérobies, établir le bilan énergétique de la réoxydation des nucléotide(s) pyridinique(s) qui sont formés jusqu'au pyruvate, quand la cellule emploie la navette du glycérol phosphate.

1c. Etablir le même bilan dans le cas d'une bactérie lactique qui s'engage dans la voie homofermentaire. 

1d. Sur quel(s) carbone(s) retrouve-t-on la radioactivité dans le cas de la fermentation alcoolique ? 

Exercice N°6

a. Reconstituer une partie de la glycolyse avec les structures ci-après.

b. Quelle(s) molécule(s) n'appartient(tiennent) pas à la glycolyse ?

c. Combien d'ATP sont synthétisées au cours de cette séquence de réaction ?

d. Quel est le bilan (ATP, coenzyme réduits, ...) si la glycolyse commence à partir du galactose, du fructose ?

Exercice N°8

Quel est le bilan net en molécules d'ATP et de NADH lors de la fermentation lactique à partir du glycogène ? A partir du galactose ?

Combien de molécules d'ATP et de NADH sont synthétisées lors de la réaction nette du catabolisme d'une molécule de sucrose en acétyl-CoA ?

Exercice N°9

De combien de moles d'ATP la dégradation d'1g de poly-L-alanine en CO₂, H₂O et NH₃ permet-elle la synthèse à 37°C ?

Masse molaire de la L-alanine = 89.

Analyser les oxygrammes suivants et en déduire le mode d'action de l'oligomycine et du dinitrophénol (DNP).

• a. Avec quel appareil de telles mesures sont-elles effectuées ?
• b. Que démontre l'enregistrement a ?
• c. Que démontre l'enregistrement b quant à l'addition d'oligomycine ?
• d. On peut formuler 2 hypothèses. Lesquelles ?
• e. Quelle hypothèse l'enregistrement c permet-il de retenir ?

Exercice N°11

Le gel de chromatographie (filtration sur gel ou tamis moléculaire) Superdex G200 a été calibré avec les protéines standard suivantes : thyroglobuline (669 kDa), ferritine (440 kDa), catalase (232 kDa), lactate déshydrogénase (140 kDa), albumine (66 kDa).

Bleu Dextran : volume mort V₀ = 15 mL.

Le profil d'élution est présenté dans la figure ci-dessous.

Tracer la droite étalon : Ve / V₀= f log (masse molaire).

1. Pourquoi la thyroglobuline est-elle éluée avec le Bleu Dextran ?

2. Quelle technique est utilisée pour suivre l'élution des protéines ? Pourquoi ?

3. A partir de la droite étalon, déterminer la masse molaire d'une protéine inconnue dont le profil d'élution obtenu dans les mêmes conditions est présenté dans la figure ci-dessous.

Exercice N°12

Un mélange d'acides aminés contient : Asp (D), Gly (G), Thr (T), Leu (L) et Lys (K). On sépare ce mélange par chromatographie d'échange de cations sur DOWEX-50. Le groupement fonctionnel de ce gel est : [-R-benzène- SO₃^-].

Les acides aminés interagissent avec le Dowex :

• essentiellement par interaction électrostatique
• mais aussi (dans une moindre mesure) par interaction hydrophobe entre la chaîne latérale et le groupement benzène porté par le gel

Une estimation de la charge portée par une molécule ionisable à un pH donné est : charge = pI - pH.

Rappel : pI est le point isoéléctrique, c'est-à-dire le pH où la charge nette de la molécule est nulle.

• Quel est l'ordre d'élution des acides aminés de ce mélange quand on fait passer sur le gel un tampon citrate de pH 3 ?
• Pourquoi éluer des protéines en abaissant ou en augmentant le pH n'est-il pas une bonne méthode ?

Toute molécule chargée soumise à un champs électrique se déplace. C'est le principe sur lequel repose, en partie, l'électrophorèse.

La mobilité électrophorétique d'une molécule peut-être exprimée (en première approximation) par la relation : mobilité = k . (pH - pI) / masse molaire (la mobilité est en cm².V^-1.s^-1 et k est une constante liée aux conditions expérimentales).

Quelle est la mobilité électrophorétique de chaque acide aminé du mélange précédent à pH 4,7 ?