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4.12 : Contrôle des Enzymes - Biologie


4.12 : Contrôle des enzymes

Revue internationale de biologie cellulaire et moléculaire

2.2.1 Remodelage de la liste de révocation de certificats médié par le CSN

Les CRL sont des complexes multi-sous-unités contenant une culline (CUL1-7) comme protéine d'échafaudage, une protéine de domaine RING Rbx1 ou Rbx2, une protéine adaptatrice et une sous-unité de reconnaissance de substrat (SRS) ( Fig. 1 (B)) ( Deshaies et Joazeiro, 2009 ). Souvent, une modification spécifique du substrat est requise pour la liaison aux CRL. Par exemple, l'inhibiteur de kinase cycline-dépendante p27 Kip1 se lie à son complexe CUL1 contenant la protéine F-box (FBP) Skp2 en tant que SRS (CRL1 Skp2 ) d'une manière dirigée par phosphorylation. La phosphorylation de Thr187 de p27 Kip1 conduit à son ubiquitination et à sa dégradation ( Skaar et al., 2013 ). Le plus intéressant est la liaison au substrat dirigé par hydroxylation du facteur 1α inductible par l'hypoxie (HIF-1α) à la protéine von Hippel-Lindau (VHL) qui forme un complexe CUL2 (CRL2 VHL). Dans des conditions normoxiques, HIF-1α est hydroxylé par des prolyl-hydroxylases qui médient la liaison au VHL, entraînant une ubiquitination et une dégradation (section 3.1). Dans des conditions hypoxiques, les prolyl-hydroxylases ne sont pas actives, ce qui conduit à l'induction de gènes par HIF-1α favorisant l'angiogenèse (Hoeller et Dikic, 2009). Des altérations fonctionnelles des complexes CRL3 contenant des protéines du domaine BTB en tant que SRS ont été associées à des troubles métaboliques, à une dégénérescence musculaire et nerveuse ainsi qu'au cancer ( Genschik et al., 2013 ). Les complexes CRL4 agissent préférentiellement sur la chromatine en jouant un rôle crucial dans la réparation de l'ADN et le remodelage de la chromatine, ce qui peut provoquer une résistance aux médicaments et contrecarrer la chimiothérapie ( Hannss et Dubiel, 2011 ).

Les LCR sont activées via la modification covalente des cullins par la protéine de type Ub Nedd8 (ou Rub1 dans Saccharomyces cerevisiae) ( Liakopoulos et al., 1998 ). La conjugaison de Nedd8 sur la lysine C-terminale hautement conservée des cullins modifie la conformation des LCR. En conséquence, les molécules d'Ub sont efficacement transférées des enzymes E2 vers le substrat ciblé ( Boh et al., 2011 Duda et al., 2008 Saha et Deshaies, 2008 ). Le CSN se lie spécifiquement aux LCR ( Lingaraju et al., 2014 ) et aux cullines deneddylates ce qui entraîne l'inactivation des ligases Ub ( Cope et Deshaies, 2003 Duda et al., 2008 Lyapina et al., 2001 Saha et Deshaies, 2008 Schwechheimer et al., 2001). Le CSN deneddylate toutes les cullines et vraisemblablement dans les cellules humaines, différentes variantes de CSN telles que CSN CSN7A/CSN8A, CSN CSN7A/CSN8B, CSN CSN7B/CSN8A et CSN CSN7B/CSN8B interagissent préférentiellement avec des CRL spécifiques.

La denddylation médiée par le CSN a encore une autre fonction importante dans la voie CSN-CRL. Il est nécessaire de protéger les composants des LCR de l'autoubiquitination ( Schmidt et al., 2009 ). De plus, c'est la première étape du remodelage des complexes CRL ( Pierce et al., 2013 Wu et al., 2013 Zemla et al., 2013 ). Lors de la denddylation, la culline associée et la neddylation dissociée 1 (CAND1) sont capables de se lier aux cullines (Fig. 1 (B)). Il a été démontré que CAND1 agit comme un facteur d'échange de protéines. Il multiplie par million la dissociation des modules FBP-Skp1 ( Pierce et al., 2013 ). Cela permet le recrutement de nouveaux FBP à Cul1 ( Fig. 1 (B)). Épuisement de CAND1 dans Schizosaccharomyces pombe ( Wu et al., 2013 ), dans S. cerevisiae ( Zemla et al., 2013 ), ou dans des cellules humaines ( Dubiel et al., 2013 Pierce et al., 2013 ) modifie profondément le répertoire cellulaire des complexes CRL1. Récemment, il a été montré que CAND1 déclenche également l'échange de protéines BTB dans les complexes CRL3 ( Dubiel et al., 2015a ). Par conséquent, nous supposons que les variantes CSN et CAND1 collaborent dans le remodelage de toutes les CRL. Le remodelage des LCR est essentiel pour l'adaptation aux exigences modifiées de spécificité du substrat, une fonction qui est essentielle pour la dégradation normale des protéines intracellulaires et la fonction cellulaire. Par exemple, le remodelage des LCR a lieu au cours de la différenciation adipocytaire ( Dubiel et al., 2015a ) et la dérégulation du processus pourrait conduire au cancer.


Structure enzymatique

La structure d'une enzyme est d'une importance cruciale pour sa fonction. La réaction qu'une enzyme catalyse se produit sur le site actif, qui est la zone de la protéine dans laquelle le substrat peut se lier et la réaction chimique peut avoir lieu. Le site actif est généralement sur le surface de la protéine afin qu'elle soit facilement accessible, et a généralement un spécifique structure qui lui permet de lier ses substrat et exercer son activité catalytique. Cette structure est déterminée par les différentes chaînes latérales et les modifications présentes dans les acides aminés dans la chaîne, et la structure finale résultante que l'enzyme adopte. Habituellement, chaque enzyme n'a qu'un seul site actif qui peut se lier à un substrat ou à une classe de substrats.

Le fonctionnement général des enzymes est le suivant : lorsque le substrat se lie, une réaction chimique se produit, formant le produit. Le produit est alors libéré et l'enzyme reste inchangée et capable de catalyser plus de réactions.


Définition de l'enzyme de restriction

Une enzyme de restriction est un type d'enzyme endonucléase, qui fonctionne pour cliver les séquences nucléotidiques entre le brin d'ADN. Mais le site de clivage est spécifique de l'endonucléase de restriction. Dans l'ADN, il existe des séquences spécifiques appelées "Reconnaissance ou Séquences de restriction”. L'endonucléase de restriction reconnaîtra les séquences de restriction, se liera au site et finira par cliver le brin d'ADN (en particulier sur les séquences de restriction) en deux fragments ou plus.

Une endonucléase de restriction peut remplir trois fonctions comme reconnaissance du site de restriction, clivage dans le restriction site et modification d'ADN. L'endonucléase de restriction peut être isolée des bactéries et peut être utilisée dans des méthodes de génie génétique et de clonage, etc.

Mécanisme d'enzyme de restriction

Supposons une cellule bactérienne infectée par une particule de phage. Ensuite, on a pu voir sur le schéma que le génome du phage va entrer dans le génome bactérien. Après cela, une guerre commence entre un génome des deux bactéries et le phage. Les deux produiront une endonucléase de restriction comme arme pour se dégrader mutuellement. Le génome bactérien produira une enzyme de restriction pour protéger sa machinerie cellulaire d'être détournée par les bactériophages et également pour la dégénérescence de l'ADN du phage.

Contrairement à l'endonucléase de restriction bactérienne, l'ADN du phage produira une endonucléase de restriction pour dégrader le chromosome bactérien en intégrant son génome viral. Ainsi, les sites ou séquences de reconnaissance présents sur l'ADN bactérien produiront des endonucléases de restriction, qui à leur tour clivent l'ADN étranger au site spécifique.

Enzyme de restriction modifiée

On l'appelle aussi "Enzyme de méthylation”. L'endonucléase de restriction modifiée joue un rôle crucial dans la reconnaissance ou la différenciation des bactérien vs ADN étranger. Dans l'endonucléase de restriction modifiée, les séquences de reconnaissance de l'ADN sont modifiées par la méthylation. Supposons qu'il existe une séquence de reconnaissance de "GATC", puis le CH3 ou le groupe méthyle s'attachera au adénine et cytosine modifiant ainsi les bases.

La modification des bases guide l'endonucléase de restriction pour ne pas cliver l'ADN de son propre brin. L'endonucléase de restriction modifiée est absente dans l'ADN génomique viral. Cette enzyme peut soit fonctionner indépendamment ou coordonner avec l'endonucléase de restriction. Par conséquent, la bactérie produira une endonucléase de restriction modificatrice afin de ne pas cliver son propre ADN.

Nomenclature de l'enzyme de restriction

Premièrement, l'enzyme de restriction a été isolée des bactéries et le système de nomenclature dépend du type de bactéries à partir desquelles l'enzyme a été isolée. Prenons quelques exemples pour comprendre le système de nomenclature.

    • Exemple 1 (Eco R-I): La première lettre est toujours écrite en majuscule où ‘E’ représente le « Genre » de la bactérie à partir de laquelle l'endonucléase de restriction a été isolée, c'est-à-dire Escherichia. Les deux lettres suivantes représentent l'espèce de la bactérie, qui est coli et écrit comme 'co'. La troisième lettre 'R' représente le souche des bactéries qui varie selon les espèces. Le dernier est le nombre, c'est-à-dire 'je' qui signifie le ordre d'identification de l'enzyme. La séquence de reconnaissance d'Eco R-I est 5'-GAATTC-3'.
    • Exemple 2 (Bam H-I): De même, la lettre ‘B« représente le genre »Bacille”. Les lettres 'un m’ représentent l’espèce qui est amyloliquefaciens. Et, les deux derniers représentent le numéro de souche et le ordre d'identification de l'endonucléase de restriction. La séquence de reconnaissance de Bam H-I est 5'-GGATCC-3'.

    Gènes pour le système de restriction-modification

    Les gènes du système de restriction-modification ont été découverts pour la première fois dans le E. coli de souche K-12. Après la découverte, les gènes impliqués dans le système de modification de l'endonucléase de restriction nommé «hsd”. Le hsd signifie "Défense spécifique à l'hôte ou Déterminant de la spécificité de l'hôte”. Les gènes hsd dans E.coli de la souche K-12, remplissent trois fonctions, selon lesquelles ils sont classés en trois types:

    1. hsd-S: Il comprend les facteurs de spécificité, c'est-à-dire le site de restriction ou les séquences de reconnaissance, qui aident l'endonucléase de restriction à reconnaître et à se lier au site spécifique de la séquence d'ADN.
    2. hsd-M: Il comprend les facteurs de modification, qui modifient les bases nucléotidiques de l'ADN en ajoutant du CH3 groupe qui empêche le découpage de son propre ADN par l'endonucléase de restriction.
    3. hsd-R: Il code pour le site ou les séquences particuliers de l'ADN, où l'endonucléase de restriction se lie et clive le brin en deux fragments ou plus.

    Gènes pour le système de modification uniquement

    L'enzyme de restriction modifiée peut également fonctionner indépendamment. Les gènes qui contrôlent l'enzyme de restriction modifiée sont de trois types :

    1. gène de barrage: Ici, les lettres dam signifient «ADN adénine méthyltransférase”. Le gène dam reconnaît particulièrement la séquence 5'-GATC-3' et le groupe méthyle s'attache à la base adénine.
    2. gène dcm: Ici, les lettres dcm signifient «ADN Cytosine Méthyltransférase”. Le gène dcm reconnaît en particulier la séquence 5'-CCATGG-3' et le groupe méthyle s'attache à la base cytosine.
    3. gène mcr: Ici, les lettres mcr signifient "Restriction de cytosine modifiée”. Les gènes mcr sont de deux types, à savoir mcr B et mcr C. Il reconnaît les séquences modifiées et coupe l'ADN du résidu cytosine interne.

    Types d'endonucléase de restriction

    L'endonucléase de restriction est classée en trois types, à savoir les types I, II et III, sur la base des facteurs suivants tels que la complexité du système enzymatique, les exigences en cofacteur, etc. Il existe un tableau de comparaison ci-dessous qui différencie les trois types d'enzymes de restriction.

    Propriétés Type-IType IIType III
    Structure des protéinesComplexe multi-sous-unitésComplexe multi-enzymatiqueComplexe multi-sous-unités
    Site de clivage1000 pb en aval
    Sur le site de reconnaissance
    24-26 pb en aval
    Exigences du clivage de l'ADNDeux séquences de reconnaissance, dans n'importe quelle orientationUne séquence de reconnaissanceDeux séquences de reconnaissance, direction entrée et sortie
    Exigence de cofacteursATP, Mg2+ et adénosyl méthionine sodiqueMg2+ATP, Mg2+ et adénosyl méthionine sodique
    Site de méthylationSur le site de reconnaissanceSur le site de reconnaissanceSur le site de reconnaissance
    Importance dans le clonagePas préféré pour le clonageEnzyme préférée pour le clonage et le génie génétiquePas préféré pour le clonage

    Endonucléase de restriction de type I: L'endonucléase de restriction de type I est une enzyme unique, mais agit comme un "complexe multi-sous-unités”. Cette enzyme crée un clivage à 1000 pb en aval au brin d'ADN. L'endonucléase de restriction de type I nécessite deux séquences de reconnaissance dans n'importe quelle orientation. Pour le clivage, il faut de l'ATP, du Mg 2+ et de l'adénosylméthionine sodique. Dans le processus de clonage, il n'est pas préféré en raison de la non-spécificité du site de clivage.

    Endonucléase de restriction de type II: L'endonucléase de restriction de type II est un ensemble d'enzymes qui agit comme un "complexe multienzymatique”. Cette enzyme crée un clivage spécifiquement sur le site de reconnaissance du brin d'ADN. L'endonucléase de restriction de type II nécessite une séquence de reconnaissance. Pour le clivage, il faut du Mg 2+ . Dans le processus de clonage, c'est l'enzyme la plus préférée en raison de sa spécificité dans le site de clivage.

    Endonucléase de restriction de type III: L'endonucléase de restriction de type III est une enzyme unique avec un "complexe multi-sous-unités”. Cette enzyme crée un clivage à 24-26 pb en aval au brin d'ADN. L'endonucléase de restriction de type I nécessite deux séquences de reconnaissance pour lire le brin d'ADN dans le mouvement bidirectionnel se faisant face.

    Pour le clivage, il faut de l'ATP, du Mg 2+ et de l'adénosylméthionine sodique. Dans le processus de clonage, il n'est pas préféré en raison de la non spécificité du site de clivage où il faut compter les 26 pb en aval pour couper le brin d'ADN. Le site de méthylation se produit au niveau du site de reconnaissance.


    Fonctionnement de l'endonucléase de restriction

    Comme l'endonucléase de restriction peut remplir l'une ou l'autre des deux fonctions telles que clivage ou modification. Les deux processus ne peuvent pas se produire simultanément, une enzyme de restriction doit donc décider quand elle doit modifier ou cliver le brin d'ADN.

    Lorsque l'ADN bactérien a entièrement méthylé Le brin d'ADN, l'endonucléase de restriction et l'enzyme de restriction modifiée ne participent ni au clivage ni à la modification. Le clivage ne se produira pas dans ce cas, car les deux brins d'ADN sont méthylés, de sorte qu'il ne permettra pas à l'endonucléase de restriction de couper son propre brin. De même, l'enzyme de restriction modifiée ne peut effectuer aucune modification en cas d'ADN entièrement méthylé.

    Mais en hémiméthylé ADN, un seul brin de l'ADN est méthylé. ADN entièrement méthylé lorsqu'il est répliqué, il produira de l'ADN hémiméthylé. Par conséquent, dans l'ADN hémiméthylé, de nouveaux brins d'ADN non méthylé produiront. L'endonucléase de restriction modifiée peut également modifier les nouveaux brins de l'ADN hémiméthylé et l'endonucléase de restriction ne fonctionnera pas en cas d'ADN méthylé.

    Dans une cellule étrangère, l'ADN est non méthylé. Dans ce cas, l'enzyme de restriction modifiée ne fonctionnera pas car le système de modification n'est pas trouvé dans la cellule étrangère. Comme il n'y a pas de modification ou de méthylation, l'endonucléase de restriction va couper le brin d'ADN en quelques fragments.


    Inhibiteurs irréversibles

    • Les inhibiteurs irréversibles forment des liaisons covalentes fortes avec une enzyme. Ces inhibiteurs peuvent agir au niveau, à proximité ou à distance du site actif. Par conséquent, ils ne peuvent pas être déplacés par l'ajout de substrat en excès. Dans tous les cas, la structure de base de l'enzyme est modifiée au point qu'elle cesse de fonctionner.
    • Étant donné que de nombreuses enzymes contiennent des groupes sulfhydryle (-SH), alcool ou acide dans le cadre de leurs sites actifs, tout produit chimique pouvant réagir avec eux agit comme un inhibiteur irréversible. Les métaux lourds tels que Ag+, Hg2+ et Pb2+ ont de fortes affinités pour les groupes -SH.

    Conclusion

    L'idée principale de ce laboratoire était pour nous de déterminer quels types de circonstances affectent la décomposition du peroxyde d'hydrogène.

    L'exercice 2a nous a montré comment la catalase et le peroxyde d'hydrogène agissent dans une cellule vivante. Nous avons également tiré de nombreuses conclusions en termes de température optimale pour les enzymes, découvrant qu'une enzyme peut se dénaturer si la température est trop élevée ou trop basse.

    L'exercice 2b nous a permis d'établir un groupe témoin (référence) pour le reste du laboratoire. Cela servirait de base à d'autres parties importantes de l'expérience, bien qu'il aurait dû être refait dans la partie d.

    L'exercice 2c a testé combien de temps la décomposition naturelle du peroxyde d'hydrogène prendrait pour se produire. Il est prudent de supposer que cette réaction se produirait beaucoup plus lentement qu'avec une enzyme, car il faut produire plus d'énergie pour la faire démarrer.

    Excersie 2d nous a montré le plus, car nous avons vu l'effet dénaturant du niveau de pH et la différence de vitesse de réaction en fonction du temps. L'acide sulfurique était capable d'arrêter les réactions et les vitesses de réaction diminuaient lorsque la catalase et les produits étaient plus ou moins équilibrés. Les taux étaient élevés lorsque la concentration de catalase était plus élevée.


    4.12 : Contrôle des Enzymes - Biologie

    La régulation par rétroaction garantit l'activité appropriée d'une enzyme lorsque cela est nécessaire.

    Régulation de la rétroaction d'une enzyme se produit lorsqu'un produit de la réaction se lie à un site allostérique sur l'enzyme et affecte son activité catalytique. Par la rétro-inhibition, la cellule réagit à la quantité de produit de réaction afin de réguler sa production ultérieure. Plus la concentration du produit final est élevée, plus ce produit est susceptible de se lier au site allostérique de l'enzyme, fermant ainsi cette voie.

    Cet effet peut être positif ou négatif/inhibiteur. Retours négatifs entraîne l'inhibition d'une enzyme dans une voie biochimique, réduisant l'activité des enzymes antérieures et arrêtant la voie. Commentaire positif entraîne l'activation de plus d'enzymes, augmentant ainsi sa production du produit.


    Questions pratiques


    Préparation officielle MCAT (AAMC)

    Examen pratique 3 Section B/B Question 57

    Examen Pratique 4 Section B/B Passage 2 Question 17

    Examen Pratique 4 Section B/B Passage 6 Question 36


    Points clés

    • La régulation par rétroaction d'une enzyme se produit lorsqu'un produit de la réaction se lie à un site allostérique de l'enzyme et affecte son activité catalytique.

    • Par rétro-inhibition, la cellule réagit à la quantité de produit de réaction afin de réguler sa production ultérieure.

    • La rétroaction négative entraîne l'inhibition d'une enzyme dans une voie biochimique, réduisant l'activité des enzymes antérieures et arrêtant la voie.

    • La rétroaction positive entraîne l'activation de plus d'enzymes, augmentant ainsi sa production du produit.

    Règlement de la rétroaction : Processus par lequel le produit d'une voie métabolique influence sa propre production en contrôlant la quantité et/ou l'activité d'une ou plusieurs enzymes impliquées dans la voie.

    Site allostérique: L'endroit sur une enzyme où une molécule qui n'est pas un substrat peut se lier, modifiant ainsi la forme de l'enzyme et influençant sa capacité à être active

    La rétro-inhibition: Le phénomène où la sortie d'un processus est utilisée comme entrée pour contrôler le comportement du processus lui-même, limitant souvent la production de plus de produits

    Retours négatifs: Résulte en l'inhibition d'une enzyme dans une voie biochimique, en réduisant l'activité des enzymes antérieures et en arrêtant la voie.

    Commentaire positif: Résultats dans l'activation de plus d'enzymes, augmentant ainsi sa production du produit.


    Enzyme de restriction SmaI

    Veuillez consulter le certificat d'analyse du produit pour obtenir des informations sur les conditions de stockage, les composants du produit et les spécifications techniques. Veuillez consulter la liste des composants du kit pour déterminer les composants du kit. Les certificats d'analyse et les listes de composants du kit se trouvent sous l'onglet Documents.

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    Travaux pratiques pour l'apprentissage

    Classe pratique

    Les détergents à lessive sont une application familière de la technologie enzymatique dans notre vie quotidienne. Les fabricants de détergents ont des protocoles robustes pour évaluer la valeur ajoutée nettoyante de différentes enzymes, avec différentes taches, différents tissus, différentes températures.

    Bien que vous ne puissiez pas reproduire tous ces tests dans votre classe, des groupes d'étudiants pourraient chacun effectuer une enquête simple sur un facteur, tout en contrôlant d'autres variables.

    Organisation de cours

    Cela dépendra de la façon dont vous autorisez la planification et l'exécution d'une enquête.

    L'introduction de l'idée que des enzymes sont ajoutées au détergent à lessive pour améliorer les performances de nettoyage peut être brève ou prendre plus de temps si vous souhaitez introduire plus d'idées sur l'action des enzymes, les types de tissus, la nature des taches et les effets de la réduction de la température du linge. Si vous encouragez chaque groupe d'étudiants à étudier un facteur et laissez du temps pour partager les rapports des travaux pratiques à la fin, vous pourriez couvrir plusieurs aspects de l'application technologique des enzymes à la lessive.

    Il peut être intéressant de partager les rapports en les publiant sur un site Web, puis en demandant à chaque élève d'examiner le rapport d'un autre groupe.

    Appareils et produits chimiques

    Pour chaque groupe d'élèves :
    • tissus
    • substances colorantes
    • détergents – avec et sans enzymes
      (Note 2)
    • eau (y compris eau chaude)
    Pour la classe – mise en place par technicien/enseignant :

    Détergent non bio à une dilution appropriée (Note 1)

    Préparations enzymatiques à ajouter au détergent (Note 2)

    Gamme de tissus : coton, lin, nylon, rayonne, soie, laine (Note 3)

    Substances colorantes (Remarque 4)

    Santé et sécurité et notes techniques

    Reportez-vous aux notes de sécurité fournies avec votre préparation enzymatique fournie. La manipulation de préparations enzymatiques concentrées est plus dangereuse que la manipulation de préparations enzymatiques diluées. La poudre d'enzyme sèche est dangereuse si inhalée, les déversements doivent donc être nettoyés avec un chiffon humide avant qu'ils ne sèchent. Les techniciens doivent porter des lunettes de protection. Ils doivent éviter de soulever des poussières d'enzymes dans l'air lors de la préparation des solutions et doivent rincer rapidement et abondamment les éclaboussures de la peau.

    Les élèves doivent prendre des précautions similaires avec les dilutions d'enzymes dans des solutions détergentes, mais le risque est beaucoup plus faible. Lavez les éclaboussures de détergent dans les yeux avec de l'eau courante ou un flacon de rinçage oculaire.

    1 Une dilution convenable de détergent est de l'ordre de 5%, soit 5 cm 3 de détergent pour 100 cm 3 . Ceci est calculé à partir de la suggestion de pack de détergent typique de 100 cm 3 de détergent dans un lavage moyennement sale et des machines utilisant environ 20 litres d'eau pour le cycle de lavage.

    2 Fournir des portions d'enzymes à ajouter à des volumes connus de détergent, ou des solutions d'enzymes (protéase uniquement, lipase uniquement, amylase uniquement) dans un détergent non bio. Les élèves les mélangent pour faire des cocktails enzymatiques, en suivant leurs plans d'investigation.

    NCBE fournit cinq enzymes détergentes individuellement ou en pack de cinq. Ils fournissent de la lipase (Lipex™) en flacons de 100 cm 3 . Les fiches techniques des packs recommandent des quantités appropriées d'enzymes à utiliser comme point de départ pour toute enquête. Ils fournissent également des informations sur l'enzyme, y compris la température optimale probable pour l'action de l'enzyme. Le NCBE recommande de tester tout protocole avec différentes concentrations d'enzymes avant utilisation avec les étudiants, car l'activité enzymatique dans différentes situations et après stockage est difficile à prévoir. Utilisez la fiche technique fournie avec l'enzyme pour guider vos décisions.

    3 La recherche sur le Web sur la source et la nature des fibres dans différents tissus révélera que certains sont des produits végétaux (variétés de fibres cellulosiques), certains sont des polymères synthétiques et d'autres sont d'origine animale (fibres protéiques). Grâce à leur connaissance des enzymes, les élèves devraient être capables de déterminer quelles enzymes de lessive sont susceptibles d'avoir un effet négatif sur la soie et la laine.

    4 Les élèves peuvent concevoir leurs propres taches, mais pourraient inclure des huiles de cuisson, de l'herbe fraîche, du lait, du jaune d'œuf, de la sauce au chocolat, de la sauce riche, du jus de fruits. Encouragez les élèves à être économes dans la façon dont ils tachent le tissu, surtout s'ils étudient les taches grasses à basse température.

    Questions éthiques

    Il n'y a pas de problèmes éthiques avec la procédure pratique. Vous devrez peut-être éviter de manipuler des produits d'origine animale pour produire des taches si vous avez des végétariens ou des végétaliens stricts dans la classe.

    Procédure

    SÉCURITÉ : Rincez rapidement et abondamment les éclaboussures de solutions enzymatiques sur la peau. Portez des lunettes de protection lorsque vous manipulez des solutions enzymatiques. Nettoyez les déversements avec un chiffon humide avant qu'ils ne sèchent. Évitez de soulever de la poussière dans l'air avec des détergents et des enzymes en poudre. Évitez de vous frotter les yeux après avoir manipulé des solutions, des tissus lavés, etc.

    Préparation

    une Préparez des solutions détergentes et enzymatiques (Remarques 1 et 2)

    b Préparez les tissus à tester (Note 3)

    Enquête

    c Vous pouvez fournir un protocole détaillé d'enquête à vos élèves ou intégrer la planification de l'enquête à l'activité. Les tissus devront être tachés, mélangés avec des solutions détergentes et/ou enzymatiques à une certaine température pendant un certain temps, agités d'une manière ou d'une autre, rincés et laissés à sécher avant d'évaluer les effets détachants des mélanges détergents/enzymes.

    Notes pédagogiques

    L'utilisation d'enzymes est souvent préférable au traitement chimique traditionnel. Les traitements chimiques traditionnels sont souvent non spécifiques, pas toujours faciles à contrôler et peuvent nécessiter des conditions difficiles. Souvent, ils produisent des effets secondaires indésirables et/ou des problèmes d'élimination des déchets. Les réactions contrôlées par les enzymes donnent souvent une qualité de produit supérieure, des coûts de fabrication inférieurs, moins de déchets et une consommation d'énergie réduite. Les effets techniques des enzymes peuvent être contrôlés en modifiant la dose d'enzyme, la température et le temps de réaction. Parce que les enzymes sont des catalyseurs, la quantité ajoutée pour accomplir une réaction est relativement faible. Par exemple, une préparation enzymatique dans la plupart des utilisations alimentaires est égale à 0,1 % (ou moins) du produit.

    Les enzymes utilisées dans la transformation des aliments sont généralement détruites lors des étapes de transformation ultérieures et ne sont pas présentes dans le produit alimentaire final. Lorsque des enzymes sont utilisées pour éliminer les taches sur les tissus, les vêtements peuvent être lavés à des températures plus basses, économisant ainsi de l'énergie. Les enzymes offrent une alternative à l'eau de Javel pour éliminer certaines taches sur les vêtements. L'utilisation d'enzymes permet de réduire le taux de tensioactifs et de nettoyer les vêtements en l'absence de phosphates. Les enzymes contribuent également à des conditions de travail plus sûres lorsqu'elles permettent d'éliminer les traitements chimiques agressifs lors des processus de production. (Source : Enzyme Technical Association.)

    Un inconvénient de l'utilisation d'enzymes dans les détergents à lessive est que certaines personnes éprouvent des réactions allergiques ou autres aux traces de détergent sur les vêtements lavés. Un autre est que les enzymes protéases endommageront les fibres protéiques dans les tissus tels que la soie et la laine.

    Santé et sécurité vérifiées, septembre 2010

    Téléchargements

    Télécharger la fiche élève Enquête sur les enzymes utilisées dans les détergents à lessive (62 Ko) avec questions-réponses

    Liens web

    www.ncbe.reading.ac.uk
    Le NCBE de Reading est une source d'enzymes pour détergents à lessive et de nombreux protocoles éprouvés utilisant des enzymes. Le NCBE propose également une large gamme d'autres équipements pratiques, consommables et protocoles de biotechnologie.

    (Sites Web consultés en octobre 2011)

    © 2019, Royal Society of Biology, 1 Naoroji Street, Londres WC1X 0GB Enregistré Charité No. 277981, Incorporé par Royal Charter


    Enzymes de réplication primaires chez les eucaryotes

    De nombreuses enzymes sont impliquées dans la réplication de l'ADN en raison de la nature complexe de l'ensemble du processus. Voici les principales enzymes et leurs fonctions dans les cellules eucaryotes, lors de la division cellulaire.

    Hélicase

    La réplication de l'ADN commence à des endroits appelés origines, au sein de la molécule d'ADN et de la création de fourches de réplication. Le processus de séparation des brins est rendu possible grâce à l'enzyme Helicase, qui sépare les deux brins en utilisant l'énergie dérivée de l'hydrolyse de l'ATP.

    ADN-primase

    L'une des enzymes les plus cruciales est l'ADN primase. Une fois les brins d'ADN séparés, pour commencer la création de nouvelles molécules, par l'ajout de bases complémentaires aux matrices, un court segment d'ARN, appelé « amorce » est nécessaire. Ces amorces sont synthétisées par les enzymes ADN primases, initiant ainsi le processus de réplication de l'ADN.

    ADN polymérase

    Les enzymes les plus importantes, qui effectuent la tâche principale d'aligner les bases complémentaires avec les brins modèles de l'ADN «décompressé» sont les ADN polymérases. Il s'agit d'une grande famille d'enzymes qui effectuent la tâche d'ajouter des nucléotides de bases complémentaires, en lisant les brins de la matrice. Outre la tâche d'allonger la molécule d'ADN, ils effectuent également la relecture et la réparation de l'ADN.

    Exonucléase (ADN polymérase I)

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    La fonction principale des exonucléases comme l'ADN polymérase I est d'éliminer les segments d'amorce d'ARN du brin matrice. Il est toujours impliqué dans l'opération « Rechercher et supprimer » de ces amorces.

    ADN ligase

    Alors que l'Hélicase s'efforce de dérouler la molécule d'ADN, la ligase est l'enzyme de réplication qui lie les fragments entre eux par l'ajout de phosphates dans les espaces qui restent dans le squelette du sucre phosphate-ribose.

    Ces enzymes sont les éléments cruciaux de la chaîne d'assemblage de réplication. La précision avec laquelle chaque segment du brin complémentaire est aligné est ahurissante. Aucune chaîne de montage artificielle ne peut égaler l'efficacité, les détails et la brillance du mécanisme de réplication de l'ADN qui rend possible l'héritage biologique.

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