Compétition entre l'amidon et l'acarbose sur le site actif de l'amylase

L'acarbose est un médicament utilisé pour diminuer le taux de glucose dans le sang(la glycémie).
L'amidon et l'acarbose ont une structure moléculaire similaire et se fixent au même endroit sur le site actif de l'amylase.

medi-acarb

amidon-amyl

acar-amyl

amidon-amylase (site librairie de molécules) acarbose-amylase (site librairie de molécules)

J'ai voulu vérifier expérimentalement la compétition entre l'amidon et l'acarbose sur l'amylase.
Est-ce que l'acarbose en présence d'amidon et d'amylase va empêcher la dégradation de l'amidon en maltose en bloquant le site actif de l'amylase?
N'ayant pas de points de repère, j'ai utilisé la concentration habituelle de l'amidon :10g/L, amylase 1 cachet dans 400mL d'eau.

1er essai


1 cachet d'acarbose a été broyé dans un mortier et dilué dans 50mL d'eau distillée; comme si un individu diabétique prenait un cachet de 50mg avec un verre d'eau.
La posologie habituelle de ce médicament est de 3 cachets de 50mg/jour
Tube 1 Tube 2
Amidon (ml) 8 8
Acarbose (mL) 0 2
Amylase (mL) 2 2
Eau distillée 2 0


J'ai d'abord testé le réactif Lugol avec les 3 composants individuellement pour montrer que l'amylase et l'acarbose donnent des réactions négatives au test du Lugol.
testlugol

Les essais ont été réalisé à 37°C au bain-marie, des prises d'essais de 1mL sont réalisées toutes les X minutes (dépend des essais), déposées dans les puits de plaque, et ajout de 2 gouttes de Lugol.
Rq: Le lugol a été déposé avant pour assurer un bon "mélange" des 2 produits: lugol- prise d'essai.


Résultats
acarbose1-50ml

Tube 1: l'essai amidon-amylase montre la dégradation de l'amidon par l'action de l'amylase, l'amidon s'est fixé sur le site actif de cette dernière, ce qu'on savait déjà avec les TP réalisés auparavant. Toutefois cela permet de tester l'efficacité de l'amylase.
Tube 2: l'essai amidon - acarbose - amylase montre que l'amidon n'est pas dégradé, donc l'acarbose s'est fixé en priorité sur le site actif de l'amylase.
amidon + acarbose + amylase → amidon + (amylase-acarbose)
Avec cette concentration d'acarbose, il y a bien inhibition de l'amylase.

2ème essai


Dilution plus importante de l'acarbose: 1 cachet dans 200mL, j'ai repris la fiole de 50mL que j'ai dilué à 200mL.Les volumes dans les tubes sont identiques.(1er essai)
Résultats
acarbose2-200ml
On constate qu'à partir de 20mn, l'amylase commence a être active sur l'amidon, la coloration violette-rougeatre  montre la présence de dextrines, c'est à dire des composés de même formule chimique que l'amidon avec moins de molécules de glucose.
L'amidon arrive a se fixer sur l'amylase, l'acarbose inhibe partiellement le site actif de l'amylase.
amidon + acarbose + amylase → dextrines + (acarbose-amylase) + amylase

3ème essai


Dilution de l'acarbose dans 500mL d'eau distillée:reprise de la fiole de 200mL placée dans une fiole de 500mL et complétée à 500mL.
Volume d'amidon dans le tube 12mL (avoir un volume suffisant pour les prises d'essai de 1mL)
Résultats
acarbose3-500ml
A partir de 27mn, l'acarbose devient inefficace, la décoloration du Lugol de l'amidon montre que celui-ci est dégradé en maltose.
De 0 à 21mn, la réaction enzyme-substrat est du type: acarbose-amylase
A partir de 24 mn, la réaction enzyme substrat est du type: amidon-amylase donc la quantité d'acarbose est insuffisante pour inhiber l'action de l'amylase donc la production de maltose.
amidon + acarbose + amylase → maltose + amylase + (acarbose-amylase)

Volume d'amidon dans le tube: 12mL (avoir un volume suffisant pour les prises d'essai de 1mL et pour simuler un patient qui consomme plus de glucides), amylase et acarbose: 2mL

acarbose4-500ml-12ml

Pour les quantités utilisées d'amidon et d'acarbose, la réaction enzymatique réalisée est : amidon + acarbose + amylase → maltose + amylase + acarbose, d'où la nécessité d'une posologie adaptée pour un patient diabétique.