Invertase extraite de la levure boulangère. Les substrats reconnus (saccharose, raffinose). Introduction
إنزيم إنفيرتيز المستخلص من خميرة المخبز. الركائز المستعملة. تقــــــديم

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بالامكان قياس النشاط الإنزيمي للإنفيرتيز بطرق متعددة، من بينها
- الإستقطاب الضوئي : قياس تغير القوة التدويرية للضوء من طرف المحلول السكري بواسطة المقطاب
- قياس السكريات المختزلة المفرزة باستعمال مادة DNS.

L'activité enzymatique de l'invertase peut être mesurée par plusieurs méthodes, dont:
- Polarimétrie : mesure de la variation du pouvoir rotatoire de la solution à l'aide d'un polarimètre.
- Dosage des sucres réducteurs libérés par la métode à l'acide 3,5-dinitrosalicylique (DNS).
Le travail pratique sur l'invertase de la levure boulangère est réalisé en 2 étapes dont:
- 1/ Extraction de l'enzyme et Etude de la cinétique d'hydrolyse du saccharose par dosage des sucres réducteurs (méthode au DNS)
- 2/ Effet de la concentration du substrat; ici le saccharose (détermination des paramètres cinétiques Km et Vmax) et effet des inhibiteurs (Km' et Vmax', Ki)

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Une autre manière de tester l'activité de l'invertase ?? Questionnement: A votre avis, par rapport au goût sucré du sacharose (sucre de table), substrat de l'invertase, comment sera l'intensité de la la saveur sucrée du mélange des sucres résultant de l'action de l'enzyme (sucre inverti)? Quelle application de l'invertase peut-on s'en inspirer? Réponse voir question 11 du QCM Sucres. Quant à l'application, l'invertase conduit au sirop de sucre inverti utilisé par les cuisiniers professionnels pour son pouvoir sucrant supérieur au saccharose (environ 20 %).

More informations about invertase enzyme. Kinetic studies indicate that the extracellular yest form of invertase has a pH and temperature optima of about 4.8 and 40° C, respectively, and the Km for its substrate is about 5 mM sucrose. The enzyme's native mass of about 270 kiloDaltons is constructed from two identical and heavily glycosylated subunits with a molecular weight of about 135 kiloDaltons (Neumann & Lampen, 1967. Purification and Properties of Yeast Invertase, Biochemistry, Vol. 6, No. 2 (February 1967), pp 468-475, ISSN 0006-2960).

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Substrats sucres reconnus par l'invertase.

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L'invertase présente une affinité forte pour le saccharose (beta-fructofuranoside). Néanmoins, elle peut hydrolyser d'autres fructofuranosides comme le raffinose (triholoside constitué de galactose, glucose et fructose) et le stachyose (tétrasaccharide: alpha-D-galactopyranosyl(-6)-alpha-D-galactopyranosyl (1-6)-alfa-D-glucopyranosyl(1-2)-béta-D-fructofuranoside). L'invertase (béta-fructosidase) enlève le fructose des béta-fructofuranosides et libère des sucres réducteurs. Ainsi, l'action de l'invertase (béta fructosidase) sur le raffinose libère le fructose et le mélibiose, tandis que l'alpha-galactosidase donne du saccharose et du galactose. La béta-galactosidase n'a pas d'action.

Le substrat (idélal) de l'invertase = saccharose
Le saccharose (sucrose = beta-fructofuranoside), substrat de l'enzyme, est le sucre le plus répandu des diholosides. Il est extrait de la bettérave sucrière et de la canne à sucre. C'est un sucre non réducteur dextrogyre (à cause du glucose = dextrose) qui libère par hydrolyse chimique ou enzymatique, un mélange équimolaire de glucose (réducteur) et de fructose (peu réducteur). Leur pouvoir rotatoire global est lévogyre (à cause du fructose = levulose). On donne à ce mélange avec un pouvoir rotatoire inversé, le nom de sucre inverti (invert sugar, سكر عكسي). L'enzyme le produisant s'appelle invertase.

Saccharose (sucrose, disaccharide: Glu-Fru): beta-fructofuranoside:
Km saccharose = ??, Vmax saccharose = ??, Efficacité catalytique pour saccharose (Vmax/Km) = ?

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يعد السكروز أو سكر القصب من السكريات الثنائية الأكثر انتشارا، يستخلص من الشمندر و قصب السكر و هو سكر غير مختزل يميني، ينتج بالحلمأة الكيميائية أو الإنزيمية، خليطا من الجلوكوز و الفريكتوز، متساويا المولية و مختزلان. عكس السكروز يتميز الخليط بقوة تدويرية يسارية. لهذا سمي الخليط بالسكرالعكسي.
يظهر إنزيم الإنفيرتيز ألفة عالية تجاه سكر القصب. لكن بإمكانه حلمأة فريكتوفورانوزات أخرى، مثل الرافينوز (سكر ثلاثي يضم الكالكتوز و الجلوكوز والفريكتوز).

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Substrat = raffinose

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Raffinose (trisaccharide: Gal-Glu-Fru): beta-fructofuranoside:
Km raffinose = ??, Vmax raffinose = ??, Efficacité catalytique (Vmax/Km) pour raffinose= ?

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Substrat = stachyose

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Stachyose (tetrasaccharide: Gal-Gal-Glu-Fru):
beta-fructofuranoside, isolé des tubercules de Stachys tuberosa et peut être formé à partir du raffinose (Gal-Glu-Fru):
Km stachyose = ??, Vmax stachyose = ??, Efficacité catalytique (Vmax/Km) pour le stachyose = ?

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Sucres non reconnus par l'invertase

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? Invertase's substrate specificity was tested by examining whether it hydrolyzes other alpha-glucosides (maltose, lactose, ..) or other beta-fructofuranosides (raffinose, melezitose, stachyose..), and results indicate invertase is a beta-fructofuranosidase and not an alpha-glucosidase?????. See details

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Exemples d'alphaha glucosides non reconnus par l'invertase

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QUELS INTERETS POUR L'INVERTASE ?

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- L'invertase est une enzyme abondante chez les microorganismes (dont les levures) et les plantes en plus d'autres sources.
- L'invertase reste active à des températures relativement élevées, selon les sources de l'enzyme.
- L'invertase peut être utilisée pour la production de Fructose (obtention du miel artificiel ou sirop). Contrairement aux sirops obtenus par hydrolyse acide de sucres comme le saccharose, les sirops obtenus par l'invertase, sont meilleurs, car n'entrainent pas de formation d'hydroxyfurfural et produits bruns. Le fructose est apprécié par rapport au saccharose, car il ne cristallise pas facilement et a un goût plus sucré. Le fructose peut être obtenu par la glucose isomérase qui convertit le glucose en fructose.
- L'invertase peut être utilisée dans la production de Mélibiose (Gal alpha(1-6) Glu) à partir du Raffinose (Gal-Glu-Fru) ou de l'inuline (Fructosanes)
- L'invertase peut être utilisée pour diminuer le taux de sucres (saccharose) dans les jus.

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Inhibiteurs réversibles de l'invertase

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Les inhibiteurs réversibles des enzymes ont pour effet de diminuer la vitesse maximale d'une réaction enzymatique et/ou changer l'affinité de l'enzyme vis-à-vis de son substrat (voir cours d'enzymologie).
Des sucres artificiels (édulcorants), de structure similaire au saccharose, peuvent être synthétisés pour bloquer l'activité de l'invertase. Il s'agit en particulier du sucralose (disaccharide artificiel) où certains groupements hydroxyle (OH) du saccharose ont été remplacés par du chlore (Cl). Considérant cette analogie structurale, le sucralose serait un inhibiteur compétitif vis-à-vis du saccharose.

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D'autre part, les sels de métaux lourds, comme Cu++, Hg++ et Ag+ sont des inhibiteurs réversibles de l'invertase. L'activité initiale peut être récupérée en éliminant les métaux lourds par dialyse ou par addition d'agents complexant ces ions.
Dans ce travail pratique, on étudie l'effet du sulphate de cuivre (CuSO4) à faibles concentrations (inférieures à 3 mM) sur l'activité enzymatique de l'invertase de la levure de boulangerie. Cette inhibition est liée à l'affinité que présente Cu++ envers les groupes sulfhydrile des acides aminés cystéine et méthionine de l'enzyme (Greenwood Health Systems, 2009).

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إستخلاص إنزيم الإنفيرتيز من خميرة المخبز
Extraction de l'invertase à partir de la levure boulangère et test de l'activité enzymatique (TP)

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LIENS UTILES:

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- 3D Structure (JMOL) of Thermotoga maritima invertase
- Introduction sur l'invertase dont les sources et les substrats catalysés.
- Faire un Contrôle temporisé et noté en enzymologie

- Faire un Contrôle temporisé et noté sur l'invertase (TP) - Faire un QCM sur l'invertase
- Faire un Contrôle temporisé et noté en enzymologie

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OUVRAGES

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