Étudier l’interaction enzyme-substrat en comparant les vitesses initiales des réactions et faisant varier soit la concentration en substrat ; soit en enzymeQuestions sur documents types bac

Monsieur P., industriel, cherche à produire une molécule X en quantité importante. Cette molécule présente un intérêt pharmacologique, et elle peut être fabriquée par une voie enzymatique, par transformation d'une substance W.

Monsieur P. a fait faire des études pour déterminer la température et le pH optimaux de cette enzyme, afin de travailler avec le maximum d'efficacité. Il pense que, pour produire davantage de substance X, il lui suffit d'ajouter à une solution d'enzyme toujours plus de molécules W. Ses techniciens biochimistes lui font remarquer que ce n'est peut-être pas aussi simple, et que d'autres facteurs peuvent intervenir.

En s'appuyant sur les documents proposés, déterminer qui a raison dans cette controverse.

Document 1

La catalyse enzymatique

Une enzyme est une protéine qui assure la transformation d'un substrat en un produit. L'enzyme présente une double spécificité. Son activité est sensible au pH et à la température.

L'enzyme doit se fixer transitoirement sur le substrat pour agir.

Une enzyme se retrouve intacte à la fin de la réaction, et elle peut alors entrer dans un nouveau cycle réactionnel, c'est-à-dire qu'elle peut, après avoir libéré le produit formé, fixer un nouveau substrat.

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PM

Document 2

Étude de la cinétique de formation du produit au cours du temps

La réaction considérée est une transformation simple d'un substrat en produit. Au temps 0, le substrat est mis au contact de l'enzyme et la fabrication du produit est suivie au cours du temps.

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Document 3

Étude de l'influence de la concentration en enzymes et en substrat sur la vitesse initiale de réaction

La réaction considérée est une transformation simple d'un substrat en produit. Pour chaque courbe, la vitesse initiale de réaction est mesurée pour des concentrations initiales croissantes en substrat. Les trois courbes diffèrent par la concentration en enzymes dans le milieu réactionnel.

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PM

Quelle conséquence directe le principe même de la catalyse enzymatique a-t-il sur la vitesse de la réaction enzymatique ?

À quel phénomène correspond le plateau (partie 2 du graphique) observé après 5 unités de temps dans le graphique du document 2 ?

Quelle caractéristique de la réaction enzymatique peut être déterminée à partir du calcul de la pente de la partie rectiligne (1) de la courbe du document 2 ?

À quel phénomène correspond le plateau observé à partir de 5 unités de substrat dans le graphique du document 3 ?

En plus du pH et de la température, de quoi la vitesse d'une réaction enzymatique dépend-elle ?