Enonce examen bioenergetique enzymologie L2 Mai 2014 Enseignement recherche Biochimie enzymologie bioinformatique Emmanuel Jaspard Universite Angers biochimej

Exercice n°1 (2 points)

A1. Une valeur d'énergie libre de Gibbs standard nulle signifie que la réaction considérée est à l'équilibre.

A2. Une réaction d'oxydo-réduction impliquant le couple (2H⁺/H₂) se déroule dans le même sens à pH 1 et à pH 14.

A3. L'hypothèse du quasi-équilibre stipule que k_-1 << k_cat.

A4. Le potentiel d'oxydo-réduction standard du couple (2H⁺/H₂) est plus élevé à pH = 0 que dans la cellule.

Exercice n°2 (8 points)

Q1. Ecrire le schéma réactionnel du système suivant :

Mécanisme au hasard (substrats A et B).
Un inhibiteur I est non compétitif de A.
Un inhibiteur I est compétitif de B.

Q2. Calculez la variation d’énergie libre de Gibbs standard dans les conditions physiologiques (ΔG°’) associée à la réoxydation du NAD réduit par l’oxygène moléculaire.

Q3. Calculez le nombre théorique de molécules d'ATP susceptibles d'être synthétisées avec la VEL Gibbs calculée ci-dessus (question Q2).

Q4. L’oxydation d’un couple rédox (O_ox / O_red) est couplée à la réduction d’un couple rédox (R_ox / R_red), avec échange de 3 électrons. Ecrire les 2 demi réactions rédox.

Q5. Calculer ΔG°’_couplage de la réaction globale précédente (question Q4).

Données : T = 37°C ; R = 8,31 J.K^-1.mol^-1 ; F = 96500 J.V^-1.mol^-1 ; E°’_{couple R} = - 0,16 V ; E°’_{couple O} = - 0,17 V ; E°’(1/2 O₂ / H₂O) = + 0,82 V ; E°’(NAD⁺ / NADH + H⁺) = - 0,32 V ; ΔG°'_{synthèse ATP} = + 30,3 kJ.mol^-1

Exercice n°3 (10 points)

L’adénosine 5’-phosphosulfate kinase incorpore du sulfate dans les molécules organiques. On étudie la réaction qu’elle catalyse à partir d’ADP et de 3’-phosphate-5’-phosphosulfate ou PAPS. Les valeurs des vitesses initiales, en unités arbitraires (UA) pour différentes concentrations d’ADP et de PAPS, sont les suivantes :

	[PAPS] (µM)
ADP (mM)	3,2	5,12	10,24	192
0,33	0,017	0,025	0,042	0,117
0,5	0,021	0,030	0,049	0,119
1	0,027	0,038	0,059	0,122
5	0,034	0,047	0,070	0,124

Le graphe primaire pour l’un des deux substrats est fourni (ci-dessous) :

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1. Tracer l’autre graphe primaire à l'aide de la représentation des doubles inverses.
2. En fonction du mécanisme, tracer le ou les graphe(s) secondaire(s) à l'aide de la représentation des doubles inverses.
3. Déterminer les valeurs de K_D pour chaque substrat.
4. Déterminer les valeurs de K_M pour chaque substrat.
5. Déterminer la valeur de V_Max.
6. On admet que les unités arbitraires sont des unités d’absorbance.min^-1. Calculer V_Max en µM.min^-1 et k_cat en s^-1.
7. L’iso-PAPS est un inhibiteur in-compétitif de l’ADP. Ecrire le schéma catalytique complet (substrat, inhibiteur) du mécanisme de cette réaction en précisant le type de mécanisme.

Données: [E0] = 35 nM - ε_M^produit = 1600 M^-1.cm^-1 = 1 cm