La catalase

La catalase est une protéine enzymatique qui permet d'effectuer une réaction d’oxydoréduction qui transforme le peroxyde d’hydrogène en eau et dioxygène. La structure de la catalase est tridimensionnelle ou spatiale. Elle a un site actif sur lequel réactif se lie directement. Cette réaction permet d’annuler la toxicité d’un sous-produit nocif de la respiration cellulaire. Aussi, la catalase peut être trouvée dans tous les organismes d’aérobie, soit dans les peroxysomes des eucaryotes. Cette enzyme contient du Fer où se situent les sites actifs de la protéine et c'est où se produit la réaction enzymatique (Futura Science, 27 septembre 2021). Le peroxyde provient du réticulum endoplasmique et les mitochondries. C'est un composé organique qui contient du carbone et de l’oxygène, un groupement chimique qui se nomme « groupe peroxy ». Le peroxyde est une substance hautement active qui peut entrainer de grands dangers comme des incendies d’explosion, mais avec la catalase, elle transforme le peroxyde en eau et dioxygène, ce qui empêche de provoquer la mort des cellules (CCHST, 27 septembre 2021). L'expérience de la catalase est divisée en huit petites expériences: le témoin positif, le témoin négatif, l’effet d’un acide, l’effet d’une base, l’effet de la température sur la catalase (le traitement avec la glace et le traitement avec l’enzyme bouillie), l’effet d’un inhibiteur sur la catalase et l’effet de la concentration du substrat. Pour chaque expérience, à l’aide d’un cylindre gradué, il faut mesurer une certaine quantité d’eu distillé (selon l’expérience) et la verser dans un erlenmeyer. Ensuite avec une pipette, ajouter une certaine quantité de peroxyde 3% dans l’erlenmeyer, puis il faut ajouter une barre aimantée et placer l’erlenmeyer sur l’agitateur magnétique. Pour l’effet d’un acide, il faut ajouter 10ml d’acide chlorhydrique. Pour l’effet d’une base, il faut ajouter 10ml de NaOH et pour l’effet d’un inhibiteur, il faut ajouter 0,5ml de « clean and Clear ». Après avoir fini les montages et de les avoir placés sur l’agitateur magnétique, il faut ajouter 1ml de catalase dans l’erlenmeyer, sauf pour l’expérience du témoin négatif. Lorsque la catalase est ajoutée, il faut fermer rapidement le bouchon de l’erlenmeyer, et lancer enregistrement. Ainsi, il faut le maintenir fermé pendant 100 secondes. Puis, lorsque toutes ces étapes sont terminées, il faut bien identifier la courbe et ranger le matériel. Le but de ce laboratoire est de déterminer les effets des différentes conditions expérimentales sur l’activité enzymatique afin de déterminer quelles conditions favorisent l’activité de l’enzyme. Premièrement, nous pensons que les conditions qui favorisent l’activité de la catalase sont l’augmentation de la température (catalase bouillie), l’ajout d’une base et l’augmentation de la concentration du substrat. En effet, lorsque la température de la catalase augmente, l’énergie cinétique des molécules de substrat et de catalase augmente, ce qui permet aux molécules d’effectuer plus de collisions efficaces. Ainsi, les liaisons entre les réactifs sont rompues plus rapidement et le seuil d’énergie est atteint plus rapidement. Donc, la vitesse de réaction augmente puisque l’activité enzymatique est favorisée. De plus, lorsqu’on augmente la concentration de substrat, l’énergie cinétique des particules augmente, ce qui entraine une augmentation de la vitesse de réaction. Les molécules de substrat atteignent donc le seuil d’énergie d’activation plus rapidement. Aussi, l’ajout d’une solution basique permet de neutraliser les ions H+, ce qui permet de briser des liens plus facilement et de produire plus de dioxygène. Deuxièmement, nous pensons que les autres facteurs, soit la diminution de la température (catalase refroidie), l’ajout d’un acide et l’utilisation d’un inhibiteur ne favorisent pas l’activité enzymatique. En effet, lorsque la température diminue, l’énergie cinétique des molécules diminue, ce qui entraine une diminution du nombre de collisions. Donc, il est plus difficile d’atteindre le seuil d’énergie d’activation pour amorcer la réaction. Aussi, l’ajout d’un acide augmente le nombre de protons H+, ce qui a pour effet de diminuer la concentration de dioxygène et d’augmente la concentration d’hydrogène. En plus, on sait que l’utilisation d’un inhibiteur est un catalyseur négatif qui diminue la vitesse de réaction en augmentant le seuil d’énergie d’activation d’une réaction. Donc, il est plus difficile d’atteindre le seuil requis pour amorcer la réaction.

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