Enzymes. Introduction
الأنزيمات. تقديم


Les enzymes, catalyseurs biologiques (الأنزيمات، محفزات بيولوجية), sont essentielles pour la vie. Connaître comment une enzyme assure la catalyse renvoie à l'élucidation de son mécanisme qui implique le contact du substrat avec l'enzyme à travers les acides aminés du 'site actif'.
Le suivi de la catalyse homogène permet d'élucider en détail le comportement de l'enzyme et déterminer les paramètres cinétiques correspondants. Les applications des enzymes sont tributaires de la mise au point de thechniques de purification adéquates.
-- Vidéo 'Enzymes et catalyse biologique - الأنزيمات، محفزات بيولوجية'
Ce cours est hébergé, aussi, sur la plateforme MOOC de l'Université Cadi Ayyad, Marrakech, Maroc (Enzymologie approfondie).
LIENS UTILES


Enzymes. Définition
تعريف الأنزيمات


*
French English Arabic
Enzyme Enzyme أنزيم
site actif Active site موقع نشيط
Purification de l'enzyme Enzyme purification تنقية الأنزيم

Les enzymes sont des protéines (Matériaux-protéines) qui assurent la catalyse biologique. Elles accélèrent les réactions métaboliques d'un organisme vivant.
Une enzyme est une protéine qui transforme des substrats en des produits (acte de catalyse) dans un temps déterminé.
Avant d'aborder la fonction d'une enzyme (catalyse biologique), il est recommandé de faire une idée sur les structures qui sont derière cette fonction. Il s'agit en premier lieu du site actif (site catalytique). Lecomportement cinétique (transformation des substrats en fonction du temps) peut différer d'une enzyme à l'autre. En plus, les modulateurs de l'activité enzymatiques sont à considérer. Ils peuvent agir comme inhibiteurs ou activateurs. La compréhension des des interactions enzyme-modulateurs permet de bien assimiler les mécanismes des réactions enzymatiques à deux substrats. Certaines enzymes présentent des particularités structurale et fonctionnelles. En effet, en plus d'un site actifs, ces enzymes possèdent un site régulateur. Ces enzymes intervenant dans la régulation des chaînes métaboliques sont qualifiées d'enzymes allostériques. Ces aspects sont résumés dans le SOMMAIRE.
Il y'a au moins une enzyme différente par réaction catalysée, ce qui représente des milliers d'enzymes par organisme.
Les enzymes sont réparties sur des organites cellulaires différents et peuvent, ainsi, être qualifiées de "enzymes marqueurs". On distingue:
- Enzymes extracellulaires (ou exoenzymes) : elles sont synthétisées à l'intérieur de la cellule, puis sécrétées dans l'espace extracellulaire.
-Enzymes intracellulaires : elles sont synthétisées et utilisées entièrement à l'intérieur de la cellule où elles sont généralement liées à des particules subcellulaires ou membranes intracellulaires rendant leur extraction plus difficile.


Extraction et purification des enzymes
استخلاص و تنقية الأنزيمات


et la purification des enzymes restent liées aux techniques de séparation utilisées. Ainsi, dans une dizaine d'années environ et grâce à la chromatographie d'affinité, le nombre d'enzymes isolées est passé de 1300 en 1968 à plus de 3000 enzymes en 1992 et continu d'augmenter (voir Tableau évolutif).


Enzymes. Impacts des techniques de séparation sur la purification et la caractérisation


1833 (Payen & Persoz): Précipitation par l'alcool. Première préparation enzymatique (extrait acqueux d'orge germé).
1923 (Svedberg & Nichols) Premièreultracentrifugation analytique
1926 (Sumner) Cristallisation de l'uréase et établissement de la nature protéique des enzymes.
1930. Environ 80 enzymes sont isolées
1935 (Adams & Holms) Introduction des résines échangeuses d'ions dans les procédés de purification.
1938-1941 (Zechmeister & Brockman) Utilisation de la chromatographie d'adsorption.
1947 Début des techniques de filtration sur gel de Sephadex et électrophorèse. Plus de 200 enzymes isolées.
1968 Filtration sur gel de Sephadex et électrophorèse. Plus de  1300 enzymes isolées.
1980 Chromatographie d'affinité. Plus de 2000 enzymes purifiées.
--- Purification des Protéines. Exercices
1992: 3196 enzymes purifiées (Weeb, 1992 : EC enzyme nomenclature : recommandations of the Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology, San Diego, Ca, Academic Press.

Enzymes. enzyme purification

أظهرت الأبحاث البيوكيميائية أن المعرفة الدقيقة لجزيئات الكائنات الحية مرهونة بتطور تقنيات العزل و التحليل للجزيئات. مثلا، على صعيد استخلاص، فرز و تحليل الأنزيمات، انتقل عددها مند أواسط القرن التاسع عشر حتى الآن بوتيرة مرتفعة تماشيا مع تطور تقنيات الفرز و التحليل. في 1833 تم القيام بالترسيب الكحولي (Précipitation alcoolique) لأنزيمات الشعير في طور الإنبات. في 1923 ظهرت آليات الطرد المركزي الفائقة السرعة (Ultracentrifugeuses) كما تم إدخال تقنيات كروماتوغرافيا التبادل الأيوني (Chromatographie d'échange d'ions) مند سنة 1935. استعمال تقنيات الكروماتوغرافيا (Chromatographie) و التهجير الكهربائي أو الكهروتهجير (électrophorèse) في الفترة 1947 إلى 1968، جعل عدد الأنزيمات المستخلصة النقية يرتفع إلى 1300. مع إضافة كروماتوغرافية التجادب الشكلي (Chromatographie d'affinité) كتقنية للفرز ابتداءا من 1980، فاق عدد الأنزيمات النقية المستخلصة، 3196.


Implication des enzymes dans la régulation métabolique


La régulation du métabolisme passe par la modulation des activités enzymatiques de différents types. Cinq types de régulations enzymatiques sont à considérer, dont la régulation à travers les enzymes allostériques, la régulation par les isoenzymes, ....


Enzymes. Applications
الأنزيمات. تطبيقات


عرف التحفيز البيولوجي عبر الأنزيمات العديد من التطبيقات المهمة في مختلف المجالات مما انعكس عنه النمو الإقتصادي و المحافظة عن البيئة و صحة المجتمعات. يستغل الإنسان الأنزيمات التي تحتوي عليها الكائنات الحية الدقيقة كالبكتريا و الفطريات لاستعمالها في تطبيقات نفعية للأنسان و كمثل يجدر ذكره استعمال الأنزيمات في مجالات البيوتكنولوجيات البيضاء (الكائنات الحية لإنتاج مواد كميائية مطلوبة) و الصفراء أو بيوتكنولوجيات البيئة تستعمل الأنزيمات في مجالات الكشف السريع و الدقيق. كمثل بسيط نذكر هنا تقنية الكشف عن تحلون الدم و قياس تركيز سكر الجليكوز. يتم ذلك من خلال استعمال أنزيم نزع الهيدروجين من الجليكوز و التقاطه من طرف الفيريسيانيد الذي يختزل ويتغير لونه بالتوازي مع وفرة مادة الأساس للأنزيم أي الجليكوز


Usage des enzymes dans les bioconversions

Les enzymes interviennent dans les bioconversions qui font partie des biotechnologies blanches (white biotechnology) visant les productions industrielles. Parmi les applications commeriales des enzymes, on peut citer les productions de lessivesou détergents. Les marques de lessive les plus performantes combinent protéases, lipases, amylases et cellulases pour augmenter l'efficacité du lavage. Chacune de ces enzymes est capable d'attaquer un type particulier de tache ou de salissure. Un autre exemple d'application des enzymes concerne la fabrication de sirop de fructose à partir d'amidon provenant du maïs et où l'amylase et la glucose isomérase jouent un grand rôle. Parmi les avantages des enzymes, les taux réactionnels élevés, une fois comparés à ceux des réactions non catalysées (les enzymes sont 10 puisance 10 fois plus rapides).
Parmi les inconvéniens des enzymes, on note le coût élevé, solubilité limitée dans les solvants, dépendance aux cofacteurs et coenzymes, spécificité trop élevée et instabilité. L'utilisation des enzymes immobilisées tend à éliminer certains désavantages d'application.

enzymes immobilisees. Enzyme purification

L'un des avantages des enzymes immobilisées réside dans leur réutilisation plusieurs fois.


facebook Twitter Linkedin

Enzymes. Applications (suite)
الأنزيمات. تطبيقات


Applications des enzymes dans les analyses médicaux. Exemple d'évaluation du niveau du glucose dans le sang pour tester le diabète.

La glycémie peut être testée par une réaction enzymatique. Cependant, les enzymes échangent rarement les électrons avec des électrodes. De ce fait, il est nécessaire d'utiliser un médiateur (Mediator) qui passe d'un état oxydé à un état réduit par des protons enlevé d'un autre réducteur, le glucose du sang. Plus il y'a de médiateur réduit (intensité de sa coloration), plus il y'a du glucose.
La réaction enzymatique peut être catalysée dans les conditions optimales par une enzyme comme la glucose déshydrogénase en présence d'un médiateur; le ferricyanide de potassium qui sera réduit en ferrocyanide de potassium par les protons H+ provenant du glucose du sang.

Glucose dehydrogenase
Glycémie, glucose.test

Comment convertir les concentrations du glucose de g/L en mmol/L (vidéos, Fr, Ar)


Effet de la vitamine C (acide ascorbique) sur la glycémie ?
تأثير الحمض الأسقربوتي، فيتامين، على قياس السكر في الدم


- Que pensez-vous du résultat du test de la glycémie pour un individu qui prend de la vitamine C (acide ascorbique) dont la structure est proche de celle du glucose (voir figure)?

كيف ستكون نتيجة الكشف عن تحلون الدم عند شخص يأخد فيتامين  C -الحمض الأسقربوطي ؟

GLUCOSE, ACIDE ASCORBIQUE

Link: Electrochemistry for Diabetes Management

Avertissement. Lorsqu'on utilise un système de lecture de la glycémie basé sur la glucose oxydase (gluc + O2 --> Acide gluconique + H2O2), l'acide ascorbique (vitamine C) donne un effet inverse de celui obtenu avec le système de la glucose déshydrogénase. Ainsi, avec le système glucose oxydase la vitamine C fait diminuer les résultats des tests de glycémie. En effet, en réduisant le peroxyde d'hydrogène (eau oxygénée, H2O2), l'acide ascorbique réduit le taux de H2O2 utilisé dans le système, d'où diminution des valeurs des lectures.


Effet du paracétamol sur les tests de la glycémie ?
تأثير الباراسيتامول على قياس السكر في الدم

- Aussi le paracétamol (acétaminophène), étant réducteur, il fait augmenter les valeurs des lectures de la glycémie suite à son oxydation...

Paracétamol (acétaminophène)


The mechanism of ascorbic acid interference on glucose measurements with electrochemical strips is that ascorbic acid is oxidized at the electrode surface, resulting in the production of more electrons and the generation of more current.
Also paracetamol (acetaminophen), being a reducing agent, it increases the values of blood sugar readings following its oxidation. The acetaminophen (see figure) is directly oxidized, producing an interfering current that increases the glucose reading. The oxidation by acetaminophen is thought to be related to its free phenolic hydroxyl group.


VIDEOS

Enzymes catalyseurs biologiques (version Ar)- الأنزيمات، محفزات بيولوجية'


indication Page MOOC Enzymologie Approfondie

LIENS UTILES


- Enzymologie-enzymes (exercices)
- Purification des Protéines. Exercices
- QCM-Enzymes. Structure et fonction (bases)
- Hexokinase
- Coenzyme Atransférase
- Amine oxydase
- Inhibiteurs. Applications
- QCM-Inhibiteurs-2.
- Enzymologie. Examen-1
- Enzymologie. Examen-2
- Enzymologie. Examen-3
- Enzymologie. Examen 4
- Enzymologie. Examen 5
- Polyphénoloxydase. Examen S5
- Phospholipase A2. Examen
--> RETOUR A: ENZYMES. CATALYSEURS BIOLOGIQUES


PASSER UN CONTROLE QCM SUR LES ENZYMES (THEORIE + PRATIQUE)

Biochimie. Contrôle, qcm
Protéines, Acides aminés, Enzymes,.., livre 'Sciences de la vie. Protéines et Enzymes', Baaziz 2013
Sciences de la vie. Protéines et Enzymes

306 pages, 2013, ISBN : 978-99-54-32-663-3 + DVD mis à jour 2018 + Assistance

Afin d'encourager les illustrations vidéos des cours et données en biochimie, faite acquisition des livres de la préparation de la transition Secondaire-Supérieur et trouver toutes les vidéos sur les DVD accompagnant les ouvrages.


- تحميل ملفات في مواضيع البيوكيمياء
Téléchargement de fichiers en Biochimie

Matériaux biochimiques


Actions takween pour la promotion de la culture scientifique et la réussite de la transition Lycée-Université
تكوين. دعم الثقافة العلمية و مواكبة الانتقال من الثانوية إلى الجامعة

Afin de pouvoir continuer à servir les visiteurs, soutenez nos actions sur le site takween en faisant acquisition des ouvrages et supports pédagogiques desitinés à améliorer l'enseignement et la recherche scientfique en Biochimie.

Livres biochimie, sciences vie

Adresse

Faculty of Sciences, Cadi Ayyad University
Marrakech, 40000, Morocco

FORMULAIRE POUR CONTACT

Email: baaziz@uca.ac.ma
Phone: 212524434649 (post 513)
Fax: 212524434669
About takween.com

Enzymes. Purification, Applications تنقية الأنزيمات