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Inra Sophia Antipolis : Formation et Recherche en Santé des Plantes

La Formation et la Recherche en Physiologie Végétale

Biochimie, Enzymologie et Métabolisme Carboné (BEMC)

Intitulé : Biochimie, Enzymologie et Métabolisme Carboné - BEMC
Niveau / Semestre : L2-S3
Unité d’enseignement : UEF
ECTS : 9
Responsable : Isabelle Garcia

L - Licence ; S - Semestre ; UEF - unité d’enseignement fondamentale ; ECTS - European Credits Transfer System.

Objectifs et contenu

Les objectifs de cette UE sont, dans une première partie, de former les étudiants à la compréhension des bases des mécanismes moléculaires qui régissent le fonctionnement des enzymes, de façon à, dans une seconde partie, leur permettre d’appréhender le fonctionnement du métabolisme carboné et de la photosynthèse. Les TD ne sont pas simplement pensés comme un accompagnement permettant de mieux comprendre les notions du cours. Ils sont construits dans l’objectif de permettre aux étudiants d’acquérir des compétences dans le traitement de données expérimentales quantitatives et de construire une réflexion concernant les mécanismes moléculaires correspondants.

Enzymologie

I Bases du fonctionnement enzymatique : Vitesse de réaction et catalyse, spécificité et reconnaissance protéine-ligand, notion de site actif.

II Exemples de Mécanismes Catalytiques

III- Méthodes d’Etude du Fonctionnement Enzymatique (Mesures de vitesse et types de dosages)

IV-Cinétique Enzymatique à l’état stationnaire

Schéma général du fonctionnement des Enzymes, vitesse initiale et état stationnaire

Equation de Michaelis, Vmax, Km, représentations graphiques

VI-Mécanismes d’Inhibition

VII- Influence du pH et de la Température

VIII Généralisation à l’interaction protéine-ligand

La photosynthèse

  • Réactions photochimiques : de l’énergie lumineuse à la synthèse d’énergie et de pouvoir réducteur
  • Phase métabolique : du CO2 atmosphérique aux sucres simples
  • Etude d’enzymes clés : ribulose 1,5 bisphosphate carcoxylase oxygénase RUBISCO et Phosphoénol pyruvate carboxylase (PEPC)
  • La photorespiration
  • Les plantes à métabolisme photosynthétique C4 et CAM

Métabolisme carboné

  • Etude des principales voies métaboliques rencontrées chez les eucaryotes : métabolisme des sucres, des lipides, des acides aminés… et de la régulation des activités enzymatiques impliquées.
  • Comprendre la faisabilité des réactions biochimiques et des transports ioniques (Bio-énergétique et thermodynamique).
  • Application au Génie Biochimique et aux bio-procédés fermentaires (fermentation alcoolique et lactique).

Travaux dirigés :

  • Purification et caractérisation des protéines, thermodynamique, Oxydo-réduction, échanges membranaires. Influence des paramètres environnementaux sur la photosynthèse. Mécanismes de régulation de la photosynthèse. Comparaison des métabolismes photosynthétiques C3 – C4 – CAM.

Travaux pratiques

  • Analyse de la BSA par PAGE-SDS et immunodétection, étude du métabolisme aérobie et fermentaire chez la levure.
  • Analyse de la réaction de Hill.
  • Comparaison de l’activité photosynthétique de plantes C3-C4-CAM (activité PEP carboxylase).
  • Comparaison de la photorespiration chez des plantes à métabolisme photosynthétique C3 et C4.

Intervenants : Nicole Arrighi, Pierre Barbero, Laurent Counillon, Pierre Frendo, Isabelle Garcia, Eric Macia, Nicolas Pauly (TD/TP), Brigitte Sibille et Laetitia Zurletto (TD/TP).