Acquis d'apprentissage

Ce cours se propose de décrire les bases moléculaires de la biocatalyse. La chimie des réactions enzymatiques est abordée sous tous ses angles : cinétique, thermodynamique, mécanistique et supramoléculaire.

Objectifs

1) Faire le lien entre les notions de catalyse chimique et de catalyse enzymatique

2) Définir les grands modes d'inhibition d'enzymes.

3) Donner des exemples détaillés d'étude de mécanismes enzymatiques

4) Comprendre le principe de transfert de chiralité d'une enzyme vers ses ligands.

Contenu

Sur la base de découvertes historiques, ce cours introduit au préalable les concepts de base de reconnaissance moléculaire (Emil Fischer), de stéréochimie des molécules naturelles (Louis Pasteur) et de profils énergétiques des réactions biocatalysées (Linus Pauling). Les mécanismes et les fonctions biologiques des hydrolases sont ensuite développés. La conception rationnelle d'inhibiteurs et l'utilisation d'enzymes en synthèse organique sont également illustrées. La biocatalyse asymétrique par des lipases est également détaillée. Une introduction à l'évolution dirigée d'enzyme conclut ce cours.

Table des matières

Chapitre I  -   Introduction historique

I.Louis Pasteur

           - chiralité

           - résolutions cinétiques par des microorganismes

II. Emil Fischer

           - découverte et caractérisation des hexoses

           - Métaphore de la Clé/Serrure

           - Synthèse des purines et des indoles

III. Linus Pauling

           - Liaisons H

           - Catalyse enzymatique

 

Chapitre II  -   Les glycosidases

I. Fonctions biologiques

II. Mécanisme

III. Ingénierie des glycosidases : les glycosynthases

IV. Conception rationnelle d’inhibiteurs

           Analogie d’état de transition

           La sialidase du virus de la grippe

 

Chapitre III  -   Les estérases et la biocatalyse asymétrique

I. Fonctions biologiques

II. Mécanisme

III. Utilisation en synthèse organique

IV. Biocatalyse asymétrique

Prochiralité

Topicité

Cofacteur NADH

 

Chapitre IV  -  Les protéases

I. Fonctions biologiques

II. Mécanisme

III.Conception rationnelle d’inhibiteurs de la protéase d’HIV

 

 

Chapitre V  -  Evolution dirigée d'enzyme

I. Principes.

II. Application aux lipases. Optimisation de l'excès énantiomérique

III. Inversion de la stéréosélectivité d'une aldolase

IV. Application à des flavoenzymes

Méthodes d'enseignement

cours ex cathedra

Méthode d'évaluation

Un examen oral évalue les connaissances des étudiants.

Sources, références et supports éventuels

documents - webcampus

Langue d'enseignement

Français