TP : mettre en évidence de la spécificité enzyme-substrat

Comment un plant de pomme-de-terre fabrique-t-il une pomme-de-terre?

Nous cherchons maintenant à comprendre ce qui rend l’enzyme aussi rapide. On émet l’hypothèse que l’enzyme reconnait son substrat et pas un autre, un peu comme une clé reconnait une serrure.

Pour tester cette hypothèse, nous allons nous intéresser au plant de pomme de Terre qui possède des tubercules souterrains (=la pomme de terre), dans lesquels est stocké de l’amidon sous forme de grains appelés amyloplaste (voir ci-dessous; coloration à l’eau iodée, facile à faire faire par les élèves)

L’amidon est une très longue molécule formée par l’assemblage de petites molécules de glucose que la feuille fait grâce à la photosynthèse. L’amidon représente donc une réserve énergétique pour la plante, et nous la lui subtilisons en la ramassant et en la mangeant en purée ou en frites.

La synthèse de l’amidon c’est-à-dire l’assemblage des molécules de glucose est assurée par une enzyme: l‘amylo-synthétase (ou amidon-synthétase), présente dans le tubercule, que l’on va extraire grâce au dispositif ci-dessous.

Réaction catalysée par l’amylo-synthétase des cellules du tubercule:

n(glucose) + amylo-synthétase => amidon + amylo-synthétase

Pour réaliser cette réaction, nous allons fournir à l’amylo-synthétase deux types de substrat:

• le glucose
• le glucose 1-P

Ces deux molécules ne diffèrent l’une de l’autre que par un groupement phosphate.

On fait l’hypothèse que, comme les enzymes sont spécifique de leur substrat, la réaction n’aura pas lieu avec l’un des deux substrats: à vous de trouver le lequel !

Matériel:

• 2 béchers
• eau distillée
• marteau et pilon
• cristallisoir
• glace
• pomme de terre
• portoir
• 2 entonnoirs
• coton
• papier filtre
• 9 tubes à essai et portoir
• une solution de glucose
• une solution de glucose 1 P

Méthode pour extraire l’amylo-synthétase:

Méthode pour montrer la spécificité enzyme substrat:

Pour tester notre hypothèse, nous disposons soit de glucose soit de glucose-1-P et nous supposons que l’enzyme reconnait soit l’un soit l’autre.

Préparez 3 séries de 3 tubes:

• Série 1: 3 tubes contenant 2 ml de filtrat de Pomme de terre + 2 ml d’eau distillée
• Série 2: 3 tubes contenant 2 ml de filtrat de Pomme de terre + 2 ml de glucose-1-P
• Série 3: 3 tubes contenant 2 ml de filtrat Pomme de terre + 2 ml de glucose

Ces tubes sont mis au bain-marie à 35°C.

1ml de chaque série est prélevé toutes les minutes puis testé au Lugol (eau iodée)

Les résultats sont visibles au bout de 2 minutes.

Résultats: