TP Mode d'action de la COX1

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si lors de l’une des étapes, la « biosynthèse » est bloquée. En revanche, si ce processus de « biosynthèse » se déroule correctement, alors nous pourrons éventuellement observer une vasodilatation et une augmentation de la perméabilité vasculaire contribuant à l’apparition des symptômes inflammatoires.

2/ A partir de l’exploitation des documents 3 et 4, formuler une hypothèse relative au mode d’action anti-inflammatoire de l’ibuprofène puis la valider avec Rastop.

On peut observer dans le document 3 que en présence d’une quantité « q » croissante d’ibuprofène variant de 10^-7 μM à 10^-3 μM, l’action d’une quantité Q de COX. Ce pourcentage de l’activité de la COX est au début de l’expérience à 100% puis diminue progressivement lorsque la quantité d’ibuprofène augmente. On peut lire sur le graphique que quand q est égale à 10^-5μM, le pourcentage d’action de la COX est d’environ 30%. Ce pourcentage devient quasiment nul à partir de q=10^-4 μM. On peut donc déduire de ce graphique que l’ibuprofène a une influence inhibitrice sur l’action de la COX.

Le document 4 nous apprend beaucoup de choses :

- En premier lieu, le document a) nous explique le mode d’action moléculaire d’une enzyme. Rappelons que la COX est une enzyme. Afin d’agir, une enzyme doit entrer en contact avec son substrat, c’est à dire une molécule spécifique sur laquelle elle va pouvoir avoir une action et former un complexe enzyme - substrat. On peut se représenter cette complémentarité de forme à l’aide du schéma et des photos issues de Rastop. La formation de ce complexe est possible grâce à une zone de l’enzyme nommée « le site actif » en forme de creux qui possède une conformation complémentaire avec celle du substrat. Ce site actif est constitué de quelques acides aminés qui vont effectuer une liaison temporaire avec la molécule de substrat et ainsi permettre la réaction enzyme – substrat. Cette réaction est suivie de la libération de produits issus de cette dernière.

- En second lieu, le document b) nous indique les acides aminés composants le site actif de l’enzyme sur lequel se fixe l’ibuprofène. Ce sont les acides aminés 530 (Sérine), 120 (Arginine) et 385 (Tyrosine).

On a donc pu observer l’action inhibitrice de l’ibuprofène sur la COX ainsi que le fonctionnement d’une enzyme. On peut donc être amené à penser qu’il pourrait y avoir une relation entre ces deux éléments. En effet, la COX étant une enzyme, elle fonctionne avec une molécule substrat. Or, nous avons vu que l’ibuprofène pouvait se fixer sur une enzyme. On peut alors supposer que l’ibuprofène inhibe l’action de la COX en se fixant dans le site actif de ces enzymes, empêchant ainsi la production de prostaglandine, qui est l’un des produits de l’acide arachidonique avec la COX.

Cette hypothèse peut être confirmée à l’aide du logiciel Rastop : un fichier nous permet d’obtenir un complexe enzyme - substrat de ces deux molécules. On a alors pu restreindre pour ne voir que les acides aminés du site actif et ainsi les comparer à ceux de l’enzyme sur laquelle peut se fixer l’ibuprofène. Ils correspondent, en effet on obtient 530 (Sérine), 120 (Arginine) et 385 (Tyrosine), ce sont bien les mêmes qui fixent l’ibuprofène. Sur la photo ci-dessous, on peut voir apparaître en rouge l’acide arachidonique, en vert les acides aminés du site actif et en bleu le reste de la molécule de COX.

Capture d’écran du complexe moléculaire COX – acide arachidonique, centrée sur le site actif :

Capture d’écran du complexe moléculaire COX – acide arachidonique, vue d’ensemble :