Responsables :
Claudine Mayer et Julien Dairou
Introduction à la Biologie Structurale et Réactions biologiques
Objectifs
Pour la partie « Introduction a la biologie structurale », l’objectif est de comprendre le vivant …. à l’échelle moléculaire !
Cette option vous invite à découvrir la biologie structurale, une discipline qui permet d’explorer les molécules du vivant en trois dimensions et de comprendre comment leur structure, leurs mouvements et leurs interactions déterminent leur fonction.
Pour la partie « Réactions biologiques », l’objectif est de comprendre comment les transformations chimiques du vivant peuvent être décrites, mesurées et interprétées.
Cette partie de l’UE introduit les grands principes de la cinétique enzymatique, de la thermodynamique des réactions biologiques et des mécanismes moléculaires de la catalyse. Les étudiants apprendront à relier vitesse de réaction, équilibre chimique, formation de complexes enzyme-substrat ou ligand-récepteur, et efficacité catalytique des enzymes.
Cours magistraux 12h
Pour la première partie des cours, à travers des exemples concrets, vous découvrirez les grandes technologies utilisées aujourd’hui — cristallographie aux rayons X, RMN, cryo-microscopie électronique, spectroscopies et modélisation — et apprendrez à comprendre ce que chacune peut nous révéler.
Une plongée au cœur des protéines et des complexes moléculaires, à la frontière entre biologie, physique, médecine et technologies de pointe.
Pour la seconde partie des cours, ils aborderont les bases nécessaires pour analyser une réaction biologique, depuis les équilibres simples jusqu’aux mécanismes enzymatiques complexes.
Une première partie présentera les notions fondamentales de cinétique et de thermodynamique : vitesse réactionnelle, ordre de réaction, constantes de vitesse, énergie libre, loi d’action de masse, constantes d’équilibre et lois de Van’t Hoff, d’Eyring et d’Arrhenius.
Une seconde partie sera consacrée aux réactions rapides et à la cinétique pré-stationnaire, avec l’étude des étapes élémentaires d’une réaction avant l’établissement de l’état stationnaire. Les étudiants découvriront les méthodes expérimentales telles que le stopped-flow, le quenched-flow et les méthodes de relaxation.
Enfin, les cours traiteront des cinétiques enzymatiques à plusieurs substrats, en présentant les mécanismes séquentiels ordonnés, aléatoires et ping-pong, ainsi que le formalisme de Cleland permettant de les distinguer.
Travaux Dirigés 12h
Mise en pratique des concepts abordés en cours à partir d’exemples récents et de données issues de la biologie structurale.
Vous apprendrez notamment à observer et interpréter des structures moléculaires, à analyser des données obtenues par différentes techniques et à réfléchir au choix de la méthode la plus adaptée à une question biologique.
Pour réactions biologiques, les TD permettront de mettre en pratique les notions du cours à partir d’exercices d’analyse cinétique et d’interprétation de données expérimentales.
Les étudiants apprendront à exploiter des courbes de saturation, des représentations linéaires et des graphes cinétiques afin d’identifier des mécanismes enzymatiques et de déterminer les paramètres associés : Vmax, Km, Kd, constantes de vitesse, temps de relaxation ou paramètres apparents.
Ces séances permettront également de relier les observations expérimentales aux mécanismes moléculaires : fixation d’un ligand, formation d’un complexe enzyme-substrat, apparition d’un intermédiaire, étape limitante ou changement conformationnel.
👉 Si vous êtes curieux de comprendre comment les molécules font fonctionner nos cellules, cette option est faite pour vous !
Compétences visées :
- Approfondir les notions de détermination de structures des macromolécules biologiques par les techniques modernes.
- Comprendre les données de littérature concernant les méthodes de détermination de structures de macromolécles biologiques.
- Connaître et comprendre les mécanismes d’actions des enzymes.
- Analyser, critiquer et synthétiser à l’oral des données scientifiques publiées en anglais.