Fiche technique
Cinétique de la catalase en fonction de la concentration en substrat (méthode des disques immergés)


  • Introduction
La catalase catalyse la dismutation du peroxyde d’hydrogène en dioxygène et eau selon l’équation bilan :

H2O2 + H2O2  ----- Catalase ------>  2 H2O + O2

La dismutation est une réaction d'oxydoréduction dans laquelle la même espèce chimique sert d'oxydant et de réducteur.
La catalase existe chez tous les organismes aérobies chez lesquels elle participe, comme la peroxydase, à la défense contre les dérivés toxiques de l’oxygène, mais elle agit pour des concentrations plus élevées en peroxyde que la peroxydase. Elle se trouve en abondance dans les  organes souterrains des plantes, radis, navets, etc. mais aussi dans le foie, la levure, etc.

La catalase est peu sensible à la température : une variation de 10°C ne fait varier la vitesse de réaction que de 10 %. Ce n'est donc pas critique d'avoir des variations de l'ordre de 1 à 2°C.

Le pH optimum de la catalase est de 6,8 à 7,5 selon l'espèce d'origine. Il y a inactivation à pH <5 ou > 8.

Cette enzyme a aussi la particularité de ne pas être saturable par son substrat car une concentration élevée en peroxyde détruit la protéine catalase. Il n'est donc pas possible d'obtenir Vmax et de calculer un Km.
Le protocole présenté ci-dessous présente l'avantage de pouvoir être réalisé avec un matériel qui se limite à quelques flacons, des rondelles de papier filtre, une paire de pinces et un chronomètre. On trouvera un protocole utilisant du matériel d'acquisition de données par ordinateur à la page :
http://www.didier-pol.net/3ftcat.htm
  • Protocole
1- Découper des rondelles de papier filtre (Whatman N°1) de 6 mm de diamètre avec un emporte-pièces ou des carrés de papier filtre de même surface (environ 1 cm x 1 cm).
2- Dissoudre une pointe de catalase dans 5 mL de solution de saccharose à 0.4 mol.L-1 (13.6 g.100 mL-1) ou extraire l'enzyme d'un organe végétal ou animal comme indiqué à la page "Catalase"
3- Mettre 20 mL d’une solution de peroxyde d’hydrogène à 3 % (eau oxygénée du commerce à 10 volumes) dans un bécher de 25 mL.
4- Placer les rondelles dans la solution d’enzyme pendant 5 min puis les déposer sur une feuille de papier filtre. Les transférer après 5 min sur une partie sèche de la feuille.
5- Prendre une rondelle essorée, l’immerger au fond du bécher avec une pince et chronométrer le temps nécessaire pour que la rondelle remonte à la surface du liquide (t en s).
6- Recommencer l’opération n° 5 avec une dilution ¾ puis avec des dilutions de ½ en ½ jusqu’à ce que le temps nécessaire à la remontée de la rondelle dépasse une minute.
7- Construire la courbe Vi = f [peroxyde] (Vi est estimée en calculant 1/t et la concentration en peroxyde correspond au facteur de dilution (1, 3/4, 1/2, 1/4, 1/8 etc.).

  • Résultat

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