Programme des cours 2024-2025
BCHV3210-1  
Chimie analytique biologique, Chimie analytique biologique
Durée :
24h Th
Nombre de crédits :
Bachelier en chimie, orientation chimie appliquée2
Nom du professeur :
Eric DULIERE, Aurélien LO
Coordinateur(s) :
Eric DULIERE, Aurélien LO
Langue(s) de l'unité d'enseignement :
Langue française
Organisation et évaluation :
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Unités d'enseignement prérequises et corequises :
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement :
L'analyse des molécules biologiques fait appel à des méthodes spécifiques, abordées dans ce cours : méthodes optiques comme la fluorimétrie, la chromatographie, l'électrophorèse, la centrifugation, la spectrométrie de masse ...   Les progrès de la chimie organique permettent par ailleurs de synthétiser et de modifier des molécules complexes telles que les peptides (fragments de protéines) et les oligonucléotides (fragments d'ADN ou d'ARN). Les stratégies de synthèse sont bien sûr à l'image de la complexité de ces molécules.   Le cours décrit également certains mécanismes enzymatiques.
1.Préliminaires de structure des biopolymères
Acides-aminés: structures, symboles, pKa, échange de pont disulfure; Peptides et protéines : notions de conformation ;Description de l'hélice ¿, feuillet ß, ß turn ; Forces responsables de la conformation: forces de VdW, paires d'ions, pont H,interaction hydrophobe, additifs augmentant ou diminuant l'interaction hydrophobe ; Quelques modifications post-traductionnelles ; Bases, nucléosides et nucléotides: structure, nomenclature ; Elements de conformation des acides nucléiques
 
2.Méthodes Optiques
Absorption UV : AA, peptides, protéines ; Dénaturation et spectre UV ; Acides nucléiques, Tm et A260 Fluorescence : Diagrammes de Jablonski et mécanismes de relaxation ; Spectres d'excitation et d'émission ; Effet du solvant ; Réactions de l'état excité ; Rdt quantique et fluorophores; sondes fluorescentes ; Aspects cinétiques et notions de fluorimétrie
impulsionelle ; Notions de Polarisation de la fluorescence ; FRET ; Quenching ; Cytométrie de flux; applications aux acides aminés, peptides et protéines, acide nucléiques.
 
ORD et CD : Lumière non polarisée et lumière polarisée dans le plan ; Double réfraction; Polarisation circulaire de la lumière ;Pouvoir rotatoire et nl - nd ; Ellipsité ; Principe de l'appareillage ; Spectres ORD/CD et structure secondaire des protéines ;acides nucléiques.
 
3.Spectrométrie de Masse
Méthodes d'ionisation de molécules non volatiles : MALDI, ESI

Analyseurs de masse; MS/MS; LC/MS; Calcul des masses; Applications : peptides, protéines, oligonucléotides

4.Chromatographie
Chromatographie par échange d'ions : phases stationnaires, capacité, titrage des phases stationnaires, le processus d'échange, effet Donnan

Chromato d'affinité, IMAC, chromato covalente, chromato d'interaction hydrophobe.

GPC : théorie, applications et aspects pratiques.

5.Electrophorèse.
Principes de base.
SDS - PAGE : Support, dénaturation des protéines, détermination des MM, analyse à l'aide de diagramme de Ferguson, gradients de concentration en acrylamide, mise en évidence de fixation anormale de SDS, "Stacking", revelation.
Isoelectric Focussing (IEF) : principe, paramètres expérimentaux, 2D IEF / SDS PAGE.
Electrophorèse des acides nucléiques : fragments de DNA, séquençage en gel, PFGE.
Electrophorèse capillaire (CZE) :description, flux d'électroendosmose, MECC, IEF et SDS PAGE.
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement :
  • Décrire les principes et mécanismes permettant de rationaliser les opérations chimiques de synthèse ou d'analyse adaptées aux macromolécules biologiques.
  • Discuter les stratégies de synthèse ou d'analyse appliquées aux macromolécules biologiques.
  • Appliquer les connaissances scientifiques du domaine à la résolution de situations problèmes concernant des cas de synthèse ou d'analyse de macromolécules biologiques en se basant sur les raisonnements vus au cours.
  • Proposer en les argumentant des solutions raisonnables à des situations problèmes proches de celles rencontrées au cours et concernant des cas de synthèse ou d'analyse de macromolécules biologiques.
Compétence(s) - Capacité(s): C2 - Collaborer à la conception, à l'amélioration et au développement de projets techniques CA2.5 -Proposer des solutions qui tiennent compte des contraintes C3 - S'engager dans une démarche de développement professionnel CA3.2 -S'informer et s'inscrire dans une démarche de formation permanente C5 - Maîtriser les concepts scientifiques CA5.1 -Appliquer les connaissances des sciences fondamentales et utiliser à bon escient le vocabulaire des domaines CA5.4 -Evaluer la signification et les conséquences des opérations effectuées     Acquis d'apprentissage(s) terminaux visé(s): - Acquis d'apprentissage terminaux : Aat 03 - analyser les méthodes de laboratoire, leur mise en pratique et la pertinence du résultat en mobilisant les concepts scientifiques acquis. ( Aat 03) - Acquis d'apprentissage terminaux : Aat 09 - utiliser des techniques et méthodes nouvelles dans un laboratoire chimique en actualisant ses connaissances. ( Aat 09)
  • Décrire les principes et mécanismes permettant de rationaliser les opérations chimiques de synthèse ou d'analyse adaptées aux macromolécules biologiques.
  • Discuter les stratégies de synthèse ou d'analyse appliquées aux macromolécules biologiques.
  • Appliquer les connaissances scientifiques du domaine à la résolution de situations problèmes concernant des cas de synthèse ou d'analyse de macromolécules biologiques en se basant sur les raisonnements vus au cours.
  • Proposer en les argumentant des solutions raisonnables à des situations problèmes proches de celles rencontrées au cours et concernant des cas de synthèse ou d'analyse de macromolécules biologiques.
Compétence(s) - Capacité(s): C2 - Collaborer à la conception, à l'amélioration et au développement de projets techniques CA2.5 -Proposer des solutions qui tiennent compte des contraintes C3 - S'engager dans une démarche de développement professionnel CA3.2 -S'informer et s'inscrire dans une démarche de formation permanente C5 - Maîtriser les concepts scientifiques CA5.1 -Appliquer les connaissances des sciences fondamentales et utiliser à bon escient le vocabulaire des domaines CA5.4 -Evaluer la signification et les conséquences des opérations effectuées     Acquis d'apprentissage(s) terminaux visé(s): - Acquis d'apprentissage terminaux : Aat 03 - Analyser les méthodes de laboratoire, leur mise en pratique et la pertinence du résultat en mobilisant les concepts scientifiques acquis. (CA1.2, CA2.3, CA2.5, CA5.1, CA5.2, CA5.3, CA5.4, CA7.3, CA7.7)?  - Acquis d'apprentissage terminaux : Aat 09 - Utiliser des techniques et méthodes nouvelles dans un laboratoire chimique en actualisant ses connaissances (CA3.2)  
Savoirs et compétences prérequis :
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
Activités         Intitulé de l'activité                    Volume horaire BCHV3210 A    Chimie analytique biologique                     24 BCHV3210 B    Chimie des biolopymères                           12
Quand on clique sur 'engagement complet' on voit apparaître ici des activités d'apprentissage qui n'existent plus
Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride) :
Exposé
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
Support(s):
  • Photocopie des transparents projetés au cours
Référence(s):
  • FREIFELDER, D. Physical biochemistry, Ed. Freeman
  • SCOPES, R.K. Protein purification : principles and practice, Ed. Springer Verlag
  • SIUZDAK, G. Mass spectrometry for Biotechnology, Ed. Academic Press, 1996
  • SKOOG, D.A., LEARY, J-J. Instrumental Analysis, Ed. Saunders, 1992
     
Modalités d'évaluation et critères :
Responsable de l'évaluation: DULIERE Eric   Langue de l'évaluation: Français   Mode d'évaluation: Examen oral   Pondération des évaluations: 
  • Evaluation intégrée en janvier: 100%
  • Evaluation intégrée en septembre: 100%
Evaluation orale
Stage(s) :
Remarques organisationnelles :
L'évaluation de cette U.E. est intégrée et constitue dès lors un tout indécomposable. Cela exclut automatiquement : toute dispense partielle issue d'une année antérieure extérieure, toute dispense partielle au sein de l'année académique, toute dispense partielle acquise cette année pour les années à venir.
Tenant compte de la situation sanitaire et du Protocole pour la reprise des cours dans l'enseignement supérieur émanant du.de la Ministre compétent.e, les modalités prévues pour l'organisation et l'évaluation de l'Unité d'enseignement sont susceptibles d'être modifiées en cas d'évolution du risque épidémique et d'un retour vers un confinement total ou partiel.
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