Profil CPES SV S5 profil Biologie cellulaire biochimie

Cet enseignement offre un approfondissement en biochimie structurale des biomolécules, plus particulièrement des protéines et des acides nucléiques.

Les notions de base et la nomenclature utilisées pour l’analyse des structures 3D des protéines y sont brièvement reprises (diagramme de Ramachandran, motif et domaine structuraux, repliement, famille, superfamille, etc……). Ces notions sont complétées par l’étude de la stabilité et de la dynamique des biomolécules.

La classification structurale des protéines est détaillée en fonction des 4 principaux types de repliement. Les relations structure-fonction sont illustrées à l’aide d’exemples de protéines. Les spécificités des structures des protéines membranaires (protéines intégrales, protéines liées à la membrane) sont abordées.

Les principaux outils de modélisation et de prédiction de structures secondaires et tertiaires sont présentés.

Les différentes structures et fonctions des acides nucléiques sont étudiées. Les complexes protéine-acide nucléiques sont décrits d’un point de vie structural (principaux motifs de reconnaissance, …) et les notions de spécificité de reconnaissance sont détaillées.

Cet enseignement est illustré en travaux dirigés. Ces travaux consistent à se familiariser avec les principales bases de données utilisées en biologie structurale ainsi qu’avec le logiciel PyMol pour l’analyse des structures 3D.

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Cet enseignement fournit les connaissances fondamentales en enzymologie formelle et structurale.

- Le premier volet de ce cours traite de la cinétique formelle (étude des vitesses de réaction, détermination de l’ordre d’une réaction, équilibre et cinétique, réaction réversible et équilibrée). Les aspects expérimentaux sont présentés en parallèle (détermination des constantes cinétiques par spectrophotométrie, fluorescence, radioactivité, dosages immuno.,…).

- Le deuxième volet du cours concerne l’étude des cinétiques enzymatiques mono-substrat.

Définition d’une enzyme, catalyseur. Nomenclature des enzymes (E.C)

Cinétique michaelienne. Equation de Michaelis-Menten. Définition des paramètres enzymatiques, K_M, vitesse maximale, constante catalytique, turn-over. Différentes représentations graphiques (Lineweaer-Burk, Eadie-Hofstee). 

Les différents types d’inhibition sont également étudiés (compétitive, incompétitive, non compétitive, mixte) ainsi que leur représentation graphique.

Détermination de la constance d’inhibition. Les inhibiteurs irréversibles.

Vitesse de la réaction. Loi d’Arrhénius.

- Le troisième volet s’attache à décrire les cinétiques enzymatiques pluri-substrats d’un point de vue formel. Avec complexe ternaire. Mécanisme aléatoire ou ordonné.

Sans complexe ternaire. Mécanisme Ping-Pong, Theorell-Chance. Représentation de Cleland.

Détermination graphique.

- La quatrième partie concerne les liaisons à l’équilibre et l’allostérie.

Liaison Récepteur-Ligand / Enzyme-Substrat. Détermination de la constante de dissociation (ou d’association). Liaison spécifique et non-spécifique.

Démonstration et représentation graphique de Scatchard. Récepteurs (ou enzymes) allostériques. Enzyme non michaelienne. Notion de coopérativité. Coopérativité positive, négative. Nombre de Hill, graphe de Hill.

Les modèles de régulation allostérique sont présentés. Allostérie. Modèles de coopérativité, concerté (Monod-Wyman-Changeux), séquentiel (Koshland-Nemethy-Filmer). Rôle des effecteurs, activateur ou inhibiteur. Exemple de l’hémoglobine et de la fixation d’oxygène.

- La cinquième partie du cours met en relation les structures d’enzyme et leur fonction à l’aide de plusieurs exemples. Description des structures 3D et des mécanismes catalytiques de l’acétylcholine estérase, de protéases et de la nucléoside diphosphate kinase. Notion de triade catalytique, poche de liaison, etc… 

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Cet UE décrit la méthodologie suivie par les chercheurs en sciences de la vie afin de communiquer les résultats de leurs expériences, autant à l’écrit qu’à l’oral. L’anglais étant la langue commune des chercheurs internationaux, une grande partie de ce cours est enseigné dans cette langue.

La communication écrite est traitée à travers l’étude de la structuration (macro) d’un article de recherche ainsi que par une étude du processus de publication dans les journaux scientifiques. Plusieurs éléments de la structuration écrite (micro) sont examinés afin de comprendre les différences entre l’anglais scientifique et l’anglais littéraire : clarté, cohésion, cohérence.

Ces études sont complétées par un projet tuteuré durant le semestre pendant lequel les étudiants sont amenés à analyser un article de recherche récemment publié dans la littérature scientifique et de le retranscrire sous forme de présentation orale (conférence) en anglais.

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La biologie moléculaire est à la fois un fascinant sujet d'étude en soi, mais elle fournit également aux autres disciplines de la biologie (biologie cellulaire, génétique, physiologie...) des outils fantastiques de modification et de quantification des gènes et de leurs produits.

L'UE approfondit la connaissance des mécanismes de l'organisation, du maintien, de la réplication et de l'expression (transcription, modifications post-transcriptionnelles, traduction) des génomes eucaryotes.

En particulier, seront explorées les propriétés des macromolécules porteuses d'information (ADN, ARN, protéines), et comment les transactions entre elles expliquent le fonctionnement des cellules eucaryotes et leur adaptation à l'environnement et au développement des organismes.

En parallèle, les principales techniques permettant de suivre ou modifier l'expression des gènes, ou d'étudier les mécanismes de cette expression, seront exposées en cours et approfondies en TD par l'analyse de résultats.

Ainsi, les TD abordent ces sujets sous forme (1) d'exercices amenant les étudiants à vérifier leur compréhension des savoirs décrits plus haut, et (2) d'expériences extraites d'articles scientifiques à analyser. Ainsi, les bases du raisonnement scientifique, et de l'analyse critique de résultats seront acquises et / ou approfondies.

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La génétique fonctionnelle vise à mieux comprendre les relations entre le génotype et le phénotype. Ce cours intègre les différents aspects de l’analyse de la fonction des gènes et des génomes à l’échelle du génome entier par des approches in vivo, ainsi que la régulation transcriptionnelle et la régulation de l’expression des génomes eucaryotes. Le cours est illustré par des exemples concrets en génétique du développement dans des contextes physiologiques et pathologiques.

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Cette UE permet aux étudiant(e)s d’approfondir leurs connaissances du métabolisme. Cette UE permet d’appréhender une vision globale du métabolisme humain. Elle insistera sur les liens entre les différentes voies métaboliques. D’autre part elle montrera comme les différents tissus communiquent pour maintenir une homéostasie énergétique globale. Des dérégulations de ce métabolisme à l’origine de certaines pathologies seront présentées.

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