chapitre 3 question Flashcards
Vous purifiez une enzyme et vous aimeriez savoir si elle est composée d’une seule chaîne polypeptidique ou de plusieurs chaînes tenues ensemble par des liaisons secondaires. Comment pourriez-vous distinguer entre ces possibilités?
Les interactions faibles sont brisées par la chaleur, l’addition de détergent et/ou la présence de sels. Si la taille de la protéine varie en fonction de l’un ou l’autre de ces traitements, c’est que la protéine est composée de plusieurs polypeptides.
Énumérez trois aspects géométriques qui distinguent les atomes liés par des liaisons covalentes de ceux liés par des liaisons faibles. Comment ces différences entrent en jeu quand lorsqu’on considère l’interaction entre deux macromolécules?
o Le nombre de liens (valence) covalents est limité et dépend de la nature de l’atome
o L’orientation des liens covalents (angle de liaison) dépend de la nature des atomes
o Les atomes reliés par des double ou triple liens ne peuvent pas bouger librement autour du lien (degré de rotation)
Les liens de van der Waals, par exemple, ne sont pas limités par la valence, l’angle de liaison ou le degré de rotation.
Décrivez comment les liaisons fortes et faibles interviennent dans le processus de réplication de l’ADN, expliquez chaque type de lien avec au moins deux exemples.
o Les liaisons fortes permettent l’addition de nucléotides successifs dans la formation du polynucléotide
o On doit fournir de l’énergie pour briser des liens covalents, ce qui rend les molécules d’ADN stables
o Les liaisons faibles assurent l’interaction de l’ADN-polymérase avec le brin matrice
o L’appariement, par liaison hydrogène, des bases A à T et C à G assure que l’ADN est répliqué fidèlement
Laquelle des réactions suivantes implique la plus grande perte d’énergie libre: l’hybridation de deux séquences de 100 bases d’ADN simple brin pour former une double hélice, la liaison d’une enzyme à son substrat ou la formation du complexe anticorps / antigène. Expliquez votre réponse.
L’hybridation de deux séquences d’ADN simple brin (liens hydrogènes, liens hydrophobes, liaisons de van der Waal et liens ioniques). L’ADN est plus stable que le complexe immun (liaisons de van der Waals uniquement) ou le complexe enzyme-substrat (sinon il n’y aurait pas de catalyse)
Qu’arrive-t-il au niveau de l’énergie libre au cours d’une réaction spontanée? Quand l’énergie libre est perdue durant une réaction, que devient-elle? Qu’arrive-t-il quand un groupe d’atomes atteint le niveau d’énergie le plus bas?
Toute réaction spontanée est accompagnée d’une perte d’énergie libre (par définition). L’énergie
est convertie en chaleur et en augmentation d’entropie. Lorsque qu’un groupe d’atomes
(molécule) est à son niveau d’énergie libre le plus bas ça implique que les liens qui maintiennent ces atomes sont très forts et que la molécule est extrêmement stable.
Le ΔG associé à la liaison de deux protéines identiques pour former un homodimère est de
plus bas 2 kcal/mol. Quelle est la Keq de cette interaction à 25°C? Qu’est-ce que cela nous dit à
propos de cette protéine à cette température?
Décrivez et comparez les trois principaux types de liaisons faibles qui sont présents dans les systèmes biologiques.
Liaisons hydrogène (impliquent des groupements polaires avec des charges partielles ou totales [si charges totales= liens ioniques], plus énergétiques que les liens de van der Waals, sont spatialement restreintes, O peut faire 2 contacts et H un seul).
Liaisons de van der Waals (sont les moins énergétiques, ne dépendent pas de l’orientation ni de la polarité des molécules)
Liaisons hydrophobes : liens de van der Waals avec des molécules non-polaires dans un solvant polaire
Décrivez l’importance de la distance pour les interactions de van der Waals?
L’énergie de liaison est inversement proportionnelle à la sixième puissance de la distance
Quelle quantité d’énergie est associée à chaque type de liaison;
a. Liaison covalente : 50 à 110 kcal/mole
b. Pont hydrogène : : 2 à 7 kcal/mole
c. Liaison ionique : 5 kcal/mole
d. Liaison de Van der Waals : : 1 kcal/mole
e. Moyenne de l’énergie thermale des molécules à température pièce: 0,6
kcal/mole
Comparez le niveau d’énergie des liaisons faibles avec l’énergie thermique moyenne des molécules à température pièce. Qu’est-ce que cela implique pour la stabilité des liens faibles dans la cellule.
Liaisons faibles = entre 1 et 7 kcal/mole
Énergie thermique moyenne = 0,6 kcal/mole
Il faut plusieurs liaisons faibles pour stabiliser les macromolécules à température pièce et les interactions entre macromolécules sont transitoires.
Décrivez la configuration de l’eau à l’état liquide, en précisant la contribution des liens hydrogène dans les interactions entre les molécules. Quelles propriétés de l’eau lui permettent d’interagir avec elle-même de façon si régulière?
Expliquez comment l’eau influence la formation de liens secondaires dans les molécules en milieu aqueux.
Groupements polaires à l’extérieur de la molécule, groupements non-polaires sont à l’intérieur (ex. protéines et ADN)
Pourquoi est-il avantageux pour la cellule d’utiliser des macromolécules dont la structure est déterminée par plusieurs liaisons faibles plutôt que par des liaisons fortes uniquement?
Ça permet aux macromolécules d’adopter des structures différentes en fonction de l’environnement.
Pourquoi le glucose est-il une excellente source d’énergie alors que le dioxyde de carbone ne l’est pas?
Glucose = liaisons covalentes faibles Dioxyde de carbone = liens covalents forts
Expliquez pourquoi les molécules composées de liens covalents faibles sont de meilleures sources d’énergie que des molécules composées de liens covalents forts?
Liens covalents faibles = davantage d’énergie libre
Dessinez la séquence de réactions impliquées dans l’activation d’un acide aminé pour prendre part à la synthèse des protéines. Indiquez les réactions couplées et les réactions catalysées par des enzymes.
