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UNIVERSITE HENRI POINCARE, NANCY I - FACULTE DES SCIENCESSUJET D’EXAMENDIPLOME : DESS Génie Protéique Durée du sujet : 1.5hNom du rédacteur : Pr. I.MOTORINEEpreuve de : Génie Génétique Mod A Documents autorisés NON (1)Session de : Décembre <strong>2006</strong>Date : Calculatrice autorisée NON (1)Horaire :(1) Rayer la mention inutile_____________________________________________________________________________Sujet :Depuis quelques mois, le groupe PSA (Peugeot-Citroen) rencontre un problème de fiabilité desdiesels à haute pression. <strong>En</strong> effet, une contamination par une bactérie se développant dans le circuitd’alimentation du gasoil est à l’origine du problème. Les recherches effectuées dans un laboratoireont permis de conclure que la bactérie en question (Peugeoticus citroenii, souche 407SW-2007)appartient au groupe des Archaebactéries hyperthermophiles. Elle est capable d’oxyder leshydrocarbures et de se développer dans ces conditions. Votre mission (si vous l’acceptez) consiste àélaborer une stratégie d’études visant à identifier l’enzyme responsable de l’oxydation deshydrocarbures et faire une recherche des inhibiteurs de son activité. Par une approche génétique,votre prédécesseur (déjà licencié pour manque d’efficacité) a réussi à localiser une région duchromosome contenant la phase codante. La région fait 5458 nt et elle a été clonée dans le vecteurpT-Adv. La séquence n’est pas connue intégralement, mais la région de l’initiation de la traductionest déterminée (CCGGACCAACACACAUG, les derniers trois nucléotides représentent le codond’initiation). Comme suite à ce projet, la personne licenciée a proposé de réaliser avec ce plasmideune complémentation fonctionnelle chez E. coli pour détecter l’activité enzymatique et caractériserla protéine.Q1. Expliquez le motif de licenciement (sans évoquer les raisons économiques), pourquoil’approche proposée ne peut pas aboutir à l’identification de la cible protéique ?Q2. Proposez votre programme de recherche pour atteindre l’objectif (identification, clonage,expression de la protéine, sa purification et caractérisation). Illustrez votre réponse par des schémas(si nécessaire). Expliquez les raisons de vos choix dans la stratégie de séquençage, clonage,expression et purification.Q3. Proposez une approche pour caractériser des molécules inhibitrices de la protéine.P.S. Pour les propriétaires des voitures diesels PSA et autres, le problème proposé est purementimaginaire !
Sujet Master Pro Génie protéique, UE M.SVS. 3.110La société Calprotech* vous recrute en stage pour mettre au point la purification de lacalmoduline à partir de cerveau de bœuf. Vous faites une revue de la littérature et vouscomprenez qu’il existe plusieurs techniques possibles de purification. Toutes se réfèrent auxpropriétés particulières de cette protéine (indiquées dans l’annexe I). Vous envisagez alorsd’évaluer différentes stratégies.Question 1. La première consiste en une chromatographie sur phase hydrophobe.Rappelez en quelques lignes le principe de la chromatographie hydrophobe et le type dephases stationnaires utilisées. Décrivez une éventuelle stratégie permettant de séparer lacalmoduline des protéines S100. Sur quel(s) paramètre(s) peut on jouer pour améliorer lasélectivité de la séparation ? Calculer la masse de calmoduline dans l'échantillon, sachant quel'on a injecté 500 mg de mélange et que le rapport des aires obtenues protéines S/ calmodulineest de 0,85. (On supposera que la calmoduline est détectée avec un facteur de sensibilité enmasse deux fois supérieur au facteur de sensibilité des protéines S100).Question 2 . La société où vous faites votre stage possède aussi une chaîne HPLC et unecolonne de chromatographie en phase inverse. Quelles sont les différences et les analogiesentre les chromatographies sur phase hydrophobe et en phase inverse ? Compte tenu desdonnées dont vous disposez, pensez-vous qu’il est possible de mettre au point une stratégie depurification de la calmoduline qui utiliserait ce dernier système de purification ? Quels sontles renseignements qui vous manquent ? Que feriez-vous pour les obtenir ? Après unepurification réussie, vous confiez votre protéine au Service Recherche de votre société quivous apprend que la conformation de la calmoduline est très dépendante du pH et qu’uneconcentration importante en cette protéine conduit réversiblement à la formation d’agrégatsde haute masse moléculaire. Ces informations sont-elle susceptibles (justifiez votre réponse)de modifier une stratégie de purification basée sur la chromatographie hydrophobe ou enphase inverse ?Question 3 . Quelles autres stratégies de purification par chromatographies seraient, selonvous, intéressantes d’être envisagées pour purifier la calmoduline ? Pourquoi ?*Le nom donné à la société Calprotech est imaginaire. Toute similitude avec un nom existantne serait ici que le fruit du hasard.
Annexe I :Structure tertiairede la calmoduline.La calmoduline est une petite (17kDa, 148 acides aminés) protéineacide (pI=4.05), thermostable qui lie des ions Ca 2+ avec une trèsgrande affinité et qui est un médiateur intracellulaire de lasignalisation calcique en régulant de nombreuses activitéscellulaires. La structure de cette molécule a été étudiée par RMN etCristallographie X. Ces études montrent une structure de type« dumbbel » avec deux domaines globulaires séparés par unehélice alpha. Chaque domaine consiste en deux motifs héliceboucle-hélicecapable de chélater les ions Ca 2+ (représentés par dessphères dans l’image ci-contre). Lorsqu’elle lie ces ions, la protéinesubit des modifications conformationnelles importantes quiexposent alors une région hydrophobe capable d’interagir avecd’autres protéines cellulaires. De ce fait, la calmoduline possèdedes propriétés d’hydrophobicité qui varient en fonction de laconcentration en ions Ca 2+ : les caractéristiques d’hydrophobicités’élèvent au fur et à mesure que la concentration en ions Ca 2+augmente.La calmoduline est retrouvée en abondance dans le cerveau qui est souvent utilisé commematériel de départ pour sa purification. Toutefois le cerveau est aussi très riche en d’autresprotéines fixatrices de calcium, les protéines S100. Cette famille de protéines est constituéemajoritairement des protéines S100A (de A1 à A13) et de la protéine S100B. On retrouve cesprotéines sous forme de monomères, d’homo- et hétéro-dimères et aussi de polymères ayanttous des PI et PM très divers. Comme pour la calmoduline, la fixation de calcium sur lesprotéines S100 conduira à des modifications conformationnelles importantes avec commeconséquence des variations nettes des caractéristiques physico-chimiques de ces protéinesdont une augmentation de leur hydrophobicité. Toutefois, les ions monovalents peuventmodifier l’affinité des protéines S100 pour le calcium (donc leur hydrophobicité et leur PI), cequi n’est pas le cas pour la calmoduline. <strong>En</strong>fin, la calmoduline est liée dans la cellule à des« calmodulin-binding proteins » qui modifient les caractéristiques de la molécule et enparticulier son hydrophobicité.La première étape habituelle de purification consiste en un chauffage jusqu’à ébullition del’extrait protéique de cerveau, centrifugation des protéines précipitées et récupération dusurnageant. Cette étape de chauffage élimine les protéines thermolabiles, dont les« calmodulin-binding proteins ».
UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY ISUJET D'EXAMENDIPLÔME : Master Sciences de la Vie et de la Santé Durée du sujet : 1 heureANNEE : <strong>2006</strong>/2007 Nom des rédacteurs :Epreuve de : génomique structuraleM.-C. Averlant-Petit, F. FavierM2P GP UE M.SVS.3.111Documents autorisés1 ère Session Documents non autorisésDate : 20 Décembre <strong>2006</strong>Calculatrices autoriséesHoraire : 9h à 12h Calculatrices non autorisées(Veuillez cocher les cases correspondantes)Les Parties I et II sont à traiter sur copies séparées.Partie I : RMN (M.-C. Averlant-Petit, durée conseillée 30 minutes)1) Les équations de Bloch, énoncées ci-dessous, décrivent le mouvement de l'aimantation lors del'évolution. A quoi correspondent les paramètres T 1 et T 2 ?My = M 0exp( −t T 2 )sin 2πνtMx = M 0exp( −t T 2 )cos 2πνt( )( )( )[ ]Mz = M 0exp 1− exp −t T 12) Quel type d'expérience est une expérience HNCA ? Comment l'interprète-t-on ?3) La figure jointe en dernière page schématise des expériences CBCANH et CBCA(CO)NH :a) pour chaque couple de "strips" CBCANH et CBCA(CO)NH, quels sont les picscorrespondants aux résidus i et aux résidus i-1 ?b) donnez l'attribution séquentielle.Partie II : Cristallographie (F. Favier, durée conseillée 30 minutes)Les questions qui suivent requièrent des réponses succinctes !1) Quelle information mesure-t-on en collectant la figure de diffraction des rayons X par uncristal de protéine ?2) Une fois cette information mesurée, l’image de la protéine ne peut pas être déterminée,puisqu’une partie de l’information nécessaire à son calcul n’a pas été obtenue par cette seulecollecte.a) quelle est l’information manquante ?b) quelle stratégie proposeriez-vous pour obtenir cette information dans le cas d’uneprotéine dont aucun modèle proche n’est connu ?3) Une fois ce problème résolu, quelle image de la protéine calcule-t-on ?4) Quelles sont alors les étapes nécessaires à l’obtention du modèle final de la protéine ?5) Supposons la structure d’une protéine résolue par RMN d’une part, et par cristallographie desrayons X d’autre part. Quels vous semblent être les principales ressemblances / différences quantaux résultats fournis par ces deux types de méthodes ?
CBCA(CO)NHCBCANHCBCA(CO)NHCBCANHCBCA(CO)NHCBCANHCBCA(CO)NHCBCANHCBCA(CO)NHCBCANHCBCA(CO)NHCBCANHFeuille à imprimer à partA rendre avec la copie
UNIVERSITE HENRI POINCARENANCY 1FACULTE des SCIENCES et TECHNIQUESMASTER SCIENCES DE LA VIE ET DE LA SANTEOPTION MASTER Pro "GENIE PROTEIQUE"1Epreuve de UE M.SVS.3.109Durée de l’épreuve : 3 heuresDate : décembre <strong>2006</strong> Documents non autorisésHoraire :Calculatrices non autorisées--------------------------------------------------------------------------------------------L'épreuve comporte 3 partiesSUJET Jean-Pierre Jacquot 1h30<strong>En</strong> utilisant un arsenal de techniques biochimiques vous avez isolé une protéine d’intérêt lathiorédoxine de Dictyostelium discoideum, un champignon inférieur. Vous avez pu par séquençagedirect établir sa séquence en acides aminés qui est la suivante :MANRVIHVSSCEELDKHLRDERVVVDFSAVWCGPCRAISPVFEKLSNEFITFTFLHVDIDKLNVHPIVSKIKSVPTFHFYRNGSKVSEFSGATETILRSTLEANKDe manière à construire un système d’expression vous désirez remonter par génétique réverse vers laséquence ADNc correspondant à cette protéine. Le code génétique et la fréquence d’utilisation descodons chez Dictyostelium discoideum sont fournis sur la feuille annexe. Le vecteur d’expressionprocaryote pET comporte les sites de clonage NcoI (CCATgg) et BamHI (ggATCC) permettantl’intégration de la séquence et l’expression de la protéine recombinante.1 Proposez un plan d’expérimentation théorique permettant l’amplification par PCR de la séquenceet son intégration dans le plasmide. Détaillez les primers (oligonucléotides) correspondants.10 pts2 Même question pour faire démarrer la protéine par CEELDK du côté NH 2 terminal et finir parTETILR du côté COOH terminal.5 pts3 Quelles techniques alternatives pouvez-vous utiliser pour isoler ces séquences nucléotidiques ?5 pts
2SUJET de A. DRIOU (durée conseillée : 1 heure)Une équipe du Département Recherches et Développement d’un groupe Agro-Alimentaire lance un programme de recherche d’activité biologique sur des fragmentspeptidiques issus de la caséine α s2 bovine (2,6 g/L).Le programme porte sur la recherche d’activité inhibitrice de l’enzyme deconversion de l’angiotensine (ECA).Un hydrolysat trypsique de la caséine α s2 bovine est préparé à pH 8,1 à 37°C et sur 24heures (trypsine TPCK immobilisée). Un chromatogramme de cet hydrolysat est donnéfigure 1.Le principe de dosage de l’activité ECA repose sur l’hydrolyse du substratsynthétique Hippuryl-His-Leu-OH (abrégé HHL) ; l’ECA libère alors de l’acide hippurique(figure 2) détecté à 228 nm. Le protocole de mesure de l’activité inhibitrice de l’ECAdes différents peptides purifiés est donné figure 3 ; le protocole B est une adaptationdu protocole A disponible dans la littérature. Dans le protocole B, le captopril (figure 4)est un inhibiteur de l’ECA.La figure 5 propose la séparation par HPLC des composés présents dans le milieud’incubation de l’ECA en présence et absence de captopril après l’étape d’incubation à37°C pendant 1 heure.Les figures 6 proposent la détermination de l’IC50 du captopril selon le protocolevariante B.Le tableau 1 indique quelques valeurs d’IC50 de peptides issus de la caséine α s2bovine en comparaison de celle du captopril.Questions : aidez-vous dans vos réponses des documents proposés.- Quelles analyses pouvez-vous proposer pour caractériser chaque peptide présentdans l’hydrolysat trypsique (figure 1) ? (contentez vous de les lister).- Commentez les 2 protocoles de mesure de l’activité inhibitrice de l’ECA ; faireressortir le principe du dosage ; quel(s) est (sont) l’intérêt(s) de la variante B ?- Commentez et interprétez la figure 6 et les figures 7.- Que pensez-vous des activités ICE des 3 peptides de la caséine α s2 au regard decelle du captopril ?- A l’issue de ces résultats d’activité de type ICE validés, le service R et D encollaboration avec le service marketing décide de retenir le peptide (f174-181) ; quelssont les procédures à suivre afin de faire valider l’allégation « hypotenseur » ; quellesétudes complémentaires proposeriez-vous de mettre en place ?
3Documents relatifs au sujet de J.-P. JACQUOTAla A GCT, GCA, GCC, GCGArg R CGT, CGA, AGA, CGC, CGG, AGGAsp D GAT, GACAsn N AAT, AACCys C TGT, TGCGln Q CAA, CAGGlu E GAA, GAGGly G GGT, GGA, GGC, GGGHis H CAT, CACIle I ATT, ATC, ATALeu L CTT, CTA, TTA, CTC, TTG, CTGLys K AAA, AAGMet M ATGPhe F TTT, TTCPro P CCT, CCA, CCC, CCGSer S AGT, TCT, TCG, TCA, TCC, AGCThr T ACT, ACC, ACA, ACGTrp W TGGTyr Y TAT, TACVal V GTT, GTG, GTC, GTAStopTAA, TAG, TGADictyostelium discoideum [gbinv]: 80 CDS's (25820 codons)fields: [triplet] [frequency: per thousand] ([number])UUU 43.2( 1115) UCU 4.4( 114) UAU 50.0( 1290) UGU 8.3( 214)UUC 5.1( 132) UCC 2.0( 52) UAC 3.0( 77) UGC 0.4( 10)UUA 94.3( 2434) UCA 13.9( 359) UAA 2.3( 59) UGA 0.2( 5)UUG 3.6( 93) UCG 2.8( 73) UAG 0.7( 17) UGG 9.8( 253)CUU 3.7( 96) CCU 4.6( 120) CAU 13.0( 336) CGU 2.7( 70)CUC 0.5( 12) CCC 1.0( 27) CAC 1.1( 29) CGC 0.1( 2)CUA 8.2( 212) CCA 17.1( 442) CAA 29.8( 770) CGA 2.0( 51)CUG 1.2( 31) CCG 1.1( 29) CAG 3.6( 92) CGG 0.4( 10)AUU 10.4( 268) ACU 7.2( 187) AAU 48.5( 1252) AGU 26.2( 677)AUC 10.5( 272) ACC 4.8( 125) AAC 8.2( 212) AGC 3.2( 82)AUA 66.6( 1720) ACA 31.8( 822) AAA 96.6( 2494) AGA 31.7( 819)AUG 27.5( 711) ACG 5.0( 130) AAG 12.4( 320) AGG 1.4( 35)GUU 9.8( 253) GCU 6.5( 169) GAU 23.0( 595) GGU 10.0( 257)GUC 3.6( 94) GCC 3.0( 78) GAC 3.3( 85) GGC 2.0( 52)GUA 45.9( 1186) GCA 29.0( 748) GAA 46.9( 1210) GGA 42.3( 1091)GUG 4.5( 116) GCG 4.4( 114) GAG 7.8( 202) GGG 2.6( 68)Coding GC 25.93% 1st letter GC 34.49% 2nd letter GC 29.21% 3rd letter GC 14.08%
Documents relatifs au sujet de A. DRIOU4Fig 1 : Chromatogramme de l’hydrolysattrypsique de la caséine α s2 A bovinepar HPLC RP60 min à 37°CABFig 2 : acide hippuriqueFig 4 : captopril(molécule thérapeutique ICE)Fig 3 : Protocoles de mesure de l’activité inhibitricede l’ECA selon 2 protocoles A et B
5Fig 5 : Séparation par HPLC RP des différents composés présents dans le milieuaprès action de l’ECA (1 heure à 37°C) sur le substrat HHL en présence (trait plein) et enabsence (trait pointillé) de captoprilFig 6 : détermination de l’IC50 du captoprilCaptopril4 nMCNα s2 (f92-98) (F-P-Q-Y-L-Q-Y) 14 µMCNα s2 (f174-181) (F-A-L-P-Q-Y-L-K) 4 µMCNα s2 (f174-179) (F-A-L-P-Q-Y) 4 µMTab 1 : IC50 du captopril et de fragments issus de la caséine α s2 bovine
6SUJET DE M. GIRARDETdurée : 30 min1- A l'aide de toutes ou partie des données du tableau 1, commenter lesrésultats expérimentaux présentés sur la figure 1 :Concentration de surface, mg/m 22,0Concentration de surface, mg/m 21,51,00,50,00,0 0,5 1,0 1,5 2,0Rapport caséine α s1 / caséine βFigure 1. Concentrations de surface (air/eau) de lacaséine α s1 () et de la caséine β () à l'équilibreen fonction du rapport des concentrations totalesdes caséines α s1 et β présentes dans le milieuaqueux (tampon à pH 7 ; 25°C).Tableau 1. Comparaison des propriétésphysicochimiques des caséines α s1 et β.Propriétés caséine caséineα s1 βnombre de résidus 199 209masse moléculaire (Da) 23 500 24 000% hélices α 10 7% feuillets β 20 13charge nette à pH 7 -21 -13hydrophobicité moyenne 1170 1330(cal/mol)2- Questions :- Quels sont les différents mécanismes de déstabilisation d'une émulsion ?- Quels renseignements apporte la mesure du diamètre moyen des gouttelettesd'huile d'une émulsion réalisée en présence d'un agent tensioactif ?
UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY I FACULTE DES SCIENCES et TECHNIQUESSUJET D’EXAMENUE 901 : Durée totale 3 heures (2 x 1h30)Les deux sujets sont à traiter sur des copies séparées.Les documents ne sont autorisés que pour la partie 901-2 qui de ce fait ne pourra êtretraitée qu’après avoir rendu la copie de la partie 901-1.Master de chimie et physico-chimie moléculairesUE numéro : 901-1Epreuve de : Yves CHAPLEUR Session de DécembreDate 19/12/<strong>2006</strong>Horaire 14-15h30Durée du Sujet : 1h30Nom du rédacteur : Y. CHAPLEURDocuments autorisésDocuments non autorisésCalculatrices autoriséesCalculatrices non autoriséesQuestion 1 (5 pts)<strong>En</strong> vous aidant de quelques exemples, définir en quelques lignes la notion de synthonQuestion 2 (5 pts)Analyser les fonctionnalités présentes dans les molécules suivantes (ex composé difonctionnel 1,x... etc.).Justifier vos analyses.HNH 2COOMeQuestion 3 (10 pts)ODonner une ou plusieurs analyses rétrosynthétiques des composés suivants. Indiquez sur les flèchesrétrosynthétiques le type de transformation envisagé dans le sens de la rétrosynthèse. Les étapes synthétiquesne sont pas demandées.OCOOMeOCOOMeTSVPPage 1 sur un total de 3 pages
Master de chimie et physico-chimie moléculairesUE numéro : 901-2Epreuve de : Brigitte JAMARTSession de DécembreDate 19/12/<strong>2006</strong>Horaire 15h30-17Durée du Sujet : 1h30 HeuresNom du rédacteur : Brigitte JAMARTX Documents autorisésDocuments non autorisésCalculatrices autoriséesX Calculatrices non autoriséesExercice 1 : On donne le schéma de synthèse d’un inhibiteur pseudopeptidique du protéasome (systèmeenzymatique complexe impliqué dans des processus cancéreux).1) Décrire la synthèse en précisant, l’ordre d’introduction des acides aminés ou des analogues d’acidesaminés ainsi que la stratégie employée par les chercheurs. Préciser notamment à quoi correspondent lesétapes a,b et d.2) Ecrire la formule développée du pseudopeptide obtenu. Quel type de résine préconisez-vous pour cettesynthèse ? Justifier votre réponse.P PheΨ(CON(Pht))Ala L V GBocaRésineBocHadBocOH HbaBocOH HbaBocOH HbaOH HbRésineRésineRésineRésineRésineHOOHPht-=NOExercice 2 : On veut synthétiser le peptide suivant selon la stratégie Fmoc/tBu:PKEDGHAPKNDDHAPKEDGHAPKNDDHAPa) Analyser la séquence primaire de ce peptide, que remarquez-vous ?b) Quel type de synthèse allez-vous utiliser ? Justifier votre réponse.c) Quel type de résine allez-vous utiliser ? Justifier votre réponse.Exercice 3 : L’ACTH est un neuropeptide qui intervient dans la communication entre neurones.Commenter l’étude concernant la conception rationnelle d’inhibiteur de l’ACTH qui aboutit à la conception ducomposé Org 2766 et qui est résumée ci-dessous. On répondra notamment aux questions posées.Séquence primaire de l’ACTH humaineH-Ser-Tyr-Ser-Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly-Lys-Pro-Val-Gly-Lys-Lys-Arg-Arg-Pro-Val-Lys-Val-Tyr-Pro-Asn-Gly-Ala-Glu-Asp-Glu-Ser-Ala-Glu-Ala-Phe-Pro-Leu-Glu-Phe-OHCi-dessous on compare l’activité (plus le chiffre est élevé plus la molécule est efficace) des différents peptidesa à q à celle de l’ACTH.Page 2 sur un total de 3 pages
Activitéa) ACTH 1b)H-Ser-Tyr-Ser-Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly-OH 1c) H-Tyr-Ser-Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly-OH 1d) H-Ser-Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly-OH 1e) H Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly-OH 1f) H-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly-OH 0,8g) H-His-Phe-Arg-Trp-Gly-OH 0,1h) H-Phe-Arg-Trp-Gly-OH 0,1i) H-Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-OH 1j) H-Met-Glu-His-Phe-Arg-OH 0,3k) H-Met-Glu-His-Phe-OH 0,3l) H-Met-Glu-His-OH 0,3m) H-Met-Glu-OH 0,01n) H-Met-Glu-His-Phe-Lys-Trp-OH 1o) H-Met-Glu-His-Phe-D-Lys-Trp-OH 30p) H-Met-Glu-His-Phe-Lys-D-Trp-OH 1q) H-Met-Glu-His-Phe-D-Lys-Phe-OH 100H-Met(O 2 )-Glu-His-Phe-D-Lys-Phe-OH 1000 (Org 2766)- Que recherche-t-on par cette étude ?- Que peut-on en déduire ?NB : la lettre D devant un code trois lettres signifie que l’acide aminé est de configuration D.Page 3 sur un total de 3 pages
UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY I FACULTE DES SCIENCES et TECHNIQUESSUJET D’EXAMENMaster de chimie et physico-chimie moléculairesUE 902Epreuve de Chimie Verte et DéveloppementDurableSession de décembre <strong>2006</strong>Date 21/12/06Horaire 14h-17hDurée du Sujet : 3 HeuresNom des rédacteurs : P. GERARDIN- D. PERRIN et A.MERLINDocuments autorisés Documents non autorisésCalculatrices autoriséesCalculatrices non autoriséesChaque sujet est à rendre sur une copie séparéeSujet P. GERARDIN (durée conseillée 1h15)Question 1L’acide adipique (1) est un produit important de l’industrie intervenant, entre autres, dans la synthèse dunylon ou de différentes mousses polyuréthane. Actuellement, trois méthodes existent pour préparer cedernier à partir du benzène.OHOO 2 , cat.+H 2, cat.Méthode AOH1) H 2 SO 4 , SO 32) NaOH3) H 2 SO 4 Méthode BH 2, cat.OHH 2CrO 4ou HNO 3H 2CrO 4ou HNO 3COOHCOOHH 2, cat.H 2O, cat.Méthode C<strong>En</strong> considérant le cas idéal de réactions quantitatives et en définissant précisément la stoechiométrie desréactions précédentes basée sur leur mécanisme, calculer le coefficient d’utilisation atomique (UA) pourchacune des méthodes précédentes. Effectuer cette comparaison dans le cas d’une oxydation finaleréalisée par l’acide chromique.Laquelle (ou lesquelles) de ces méthodes vous semble(nt) la plus en adéquation avec les principes dechimie verte ? Justifier.Dans le cas de la production d’acide adipique par oxydation avec l’acide nitrique, la réaction conduit à laformation d’oxydes d’azote dont du protoxyde d’azote (N 2 O) généré en quantité notable. Alors que lesautres oxydes sont récupérables pour oxydoabsorption dans de l’eau (formation d’acide nitrique), le N 2 Oest rejeté dans l’atmosphère posant d’importants problèmes environnementaux. Lesquels ?
Une alternative à l’utilisation d’agents d’oxydation conventionnels en solution tels que le trioxide dechrome (CrO 3 ) ou l’acide chromique (H 2 CrO 4 ) consiste à utiliser des réactifs métalliques supportés dansdes conditions d’activation micro-ondes. Ainsi, l’utilisation de CrO 3 imprégné sur de l’alumine humidepermet d’effectuer facilement sans solvant l’oxydation des alcools secondaires en cétones avec de bonsrendements :R 1R 2OHCrO 3 -Al 2 O 3Micro-ondes40 sDiscuter les avantages et inconvénients de cette méthode.R 1R 2O(68-90 %)Question 2Quels sont les composés chimiques valorisables à partir de la biomasse lignocellulosique ?*********Sujet A. MERLIN (durée conseillée 1h)1) Argumenter comment les polymères peuvent être un élément du développement durable.2) Décrire à l’échelle moléculaire la différence entre un polymère thermoplastique et un polymèrethermodurcissable.Décrire la différence de comportement lors du chauffage d’un polymère amorphe et d’un polymère semicristallin.<strong>En</strong> déduire que les stratégies de traitement des déchets des polymères thermodurcissables etthermoplastiques seront différentes.*********Sujet D. PERRIN (durée conseillée 45 mn)Question 1On veut comparer la qualité environnementale de 3 matériaux de construction : le bloc béton, labrique (brique « monomur » en terre cuite, voir figure) et bois.a) Quelle unité fonctionnelle choisir ?b) Dans chacun des cas, faites la liste des activités liées au service rendu (arbre des processus)c) <strong>En</strong> ce qui concerne le cycle de vie de chaque produit, quels vous semblent être les postesimportants en matière de consommation d’énergie primaire et en émission de dioxyde de carbone.Le texte qui suit est issu du site web de BlocAlians, l’association des producteurs de blocs bétonLe Bloc Béton est constitué de :• 87 % : Granulats (Gravillons et sables naturels)• 7 % : Ciment (Mélange de calcaire et d'argile cuit et broyé)• 6 % : Eau
Le Bloc Béton est fabriqué en usine par des presses fixes à démoulage immédiat utilisant un principe decompactage basé sur une vibration combinée avec une compression. Sorti de presse, il est placé enchambre afin d'assurer son durcissement naturel et est prêt à l'emploi quelques jours plus tard aprèsstockage sur parc.Cette phase concerne le transport du Bloc Béton et son intégration à l'ouvrage. Le nombre et la répartitionéquilibrée des sites de fabrication, près de 400 en France, limitent les distances de transport des produits.Sur le <strong>chantier</strong> est livré un produit industriel fini, prêt à poser, facile et rapide à mettre en œuvre.La durabilité et l'absence d'entretien durant sa vie au sein de l'ouvrage sont des qualités essentielles duBloc Béton.Cette phase est en général liée à la déconstruction de l'ouvrage.Le Bloc Béton représente alors un déchet inerte, c'est-à-dire non susceptible de créer une pollution de l'eauou du sol. Il peut être entièrement recyclé en matière première pour de futurs produits en béton, ou encorevalorisé en couche de forme, remblais routiers… La valorisation dépend des filières existantes.Brique monomurBloc bétonQuestion 2Définissez les termes :• <strong>En</strong>ergie primaire• Pyrolyse• Pouvoir calorifique inférieur et supérieur• Flamme de diffusion
MASTER DE CHIMIE ET PHYSICO-CHIMIE MOLECULAIRES. (M2R)UE 903Epreuve de Chimie Supramoléculaire 1 ère session <strong>2006</strong>Durée 1h30Rédacteur A. MarsuraQuestion 1 (definitions Nomenclature)-Définir brièvement mais précisément les termes : chimie supramoléculaire, supermolécule,assemblage supramoléculaire (5 à 6 lignes maximum). Quelles sont les types de liaisons etforces mises en jeu ? (les classer par ordre croissant d’énergie)-Quelles sont les deux grandeurs physiques qui caractérisent un complexe ou supermolécule ?-combien de type(s) généraux(al) de récepteurs moléculaires connaissez-vous ? comment lesqualifie t’on ?- on peut imaginer de nombreux types de géométries pour les molécules réceptrices, elles sontcaractérisées par leur graphe moléculaire et un indice noté : L TA partir des valeurs suivantes de l’indice L T donner le graphe simplifié du ou de récepteurscorrespondants possibles : (utiliser le trait simple pour les segments, un cercle de tailledifférente pour les points de jonction et sites d’interaction). exemple :Site d'interactionPoint de jonctionPour L T = 5 ; L T = 8 ; L T = 6-Dans la nomenclature de la chimie supramoléculaire à quoi correspondent les termessuivants : Kappa (κ); hapto (η); mu (µ)-Que désignent les signes : ρ et σ et les expressions : [σ ⊂ ρ] et [σ∩ρ]Question 2Reconnaissance sphérique par les cryptates : écrire la formule développée d’un alcalure, d’unélectrure.Quel autre nom donne t’on à l’électrure? Quelles sont ses caractéristiques physiques etchimiques ?Question 3 (coordination et reconnaissance des anions)-Quelles sont les principales caractéristiques qui différentient la complexation et lacoordination des anions de celle des cations ? (donner des exemples).Quels sont les groupes chimiques qui pourront servir le mieux de sites d’interaction et queltype de liaison chimique a été, et est la plus souvent utilisée dans ce cas?Dans quel autre type de substrats utilise t’on cette liaison pour la reconnaissancemoléculaire ?
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UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY 1 FACULTE DES SCIENCES et TECHNIQUESSUJET D’EXAMENMaster de chimie et physico-chimiemoléculairesUE numéro : 907…………Epreuve de : Interactions en solution et systèmeshétérogènesSession de décembre <strong>2006</strong>Date 21 décembre <strong>2006</strong>Horaire 9h- 12HDurée du Sujet : 1 Heures 30Nom du rédacteur : HENRYDocuments autorisésDocuments non autorisésCalculatrices autoriséesCalculatrices non autoriséesUE 907 : Interactions en solution et systèmes hétérogènes – responsable B HENRY2 sujets à traiter sur 2 copies séparéesEchange solide-solution ……..– durée 1H30 – M. HEBRANT et A. WALCARIUSComplexation et séparation……durée 1H30 – B. HENRYDébut du sujet :Question 1 : Ecrire le potentiel chimique de i dans le solvant S (échelle des concentrations).A l’équilibre de deux 2 phases S 1 et S 2 , exprimer la relation qui relie le rapport des activités dei dans le solvant S 1 et le solvant S 2 en fonction des potentiels standard et de la température.Définir le coefficient de transfert de soluté i du solvant S 1 et le solvant S 2 .Que signifie un coefficient de transfert positif ?Question 2 : Donner le principe de l’ultrafiltration, préciser les différents modes d’utilisationet la taille des objets retenus. Donner les avantages et inconvénients de la méthode.Question 3 : Citer trois types d’extraction possibles et donner un exemple pour chaque type.Question 4 : Soit les ligands A = - OOC-COO - ; B = - OOC-CH 2 -COO - ; C = - OOC-CH 2 -CH 2 -COO - ; D = - OOC-CH 2 -NH 2 .; E = HS-CH 2 -CH 2 -NH 2Donner l’ordre de stabilité des complexes avec les cations Fe 3+ , Cu 2+ , Cu + . Expliquerbrièvement vos critères de classement.Question 5 : On veut extraire le Zn 2+ d’une solution aqueuse de volume V = 50 mLcontenant du Zn 2+ à la concentration 10 -4 mol.L -1 . Pour réaliser cette opération, on utilise 50mL de solution de CCl 4 contenant de la dithizone (notée HDz) à la concentration 10 -3 mol.L -1 .Ecrire la réaction d’extraction.Exprimer la constante de la réaction d’extraction.Définir les constantes K D, HDz , K D,Zn(Dz) , β 2.2Calculer la constante d’extraction à pH = 7.Déterminer la valeur de pH minimale pour laquelle on peut extraire 99,9% du Zn 2+ .Données :24K D, HDz 10 , K D,Zn(Dz) = 10 , logβ2 Zn(Dz)) = 19,7, pKa(2= ( 2 HDz)= 8,7.
UNIVERSITE DE NANCY IFACULTE DES SCIENCESSUJET D'EXAMENDIPLOME M2R CPCM Durée du sujet : 1h30Nom du rédacteur : E. Espinosa – N. ClaiserEpreuve de Matériaux Moléculaires (UE 908)Documents autorisésSession de décembre <strong>2006</strong>Documents non autorisésDate : décembre <strong>2006</strong>Calculatrices autoriséesHoraire :Calculatrices non autorisées1 ère partie : E. Espinosa - Durée conseillée : 1 heureI – Electronique moléculairea) Représenter et discuter le diagramme de niveaux d’énergie HOMO/LUMO d’une molécule isolé et leurvariation lorsque, pouvant servir de diode, elle est placée entre deux électrodes soumises à une différence depotentiel.b) Quelle est la signification de la largeur de bande observée Γ des niveaux d’énergie moléculaireHOMO/LUMO et le niveau de Fermi ε F des électrodes ? Comment influencent-ils ces deux paramètres : letype de couplage entre les électrodes et la molécule ?c) Dans le cas d’un couplage fort, que représente le potentiel électrochimique de la molécule sur chaqueélectrode (µ 1 et µ 2 ) ? Quelles sont les valeurs de µ 1 et µ 2 lorsque la différence de potentiel ∆V électrodes = 0 ? Etsi l’on applique ∆V électrodes = V + ?d) Si le décalage des niveaux moléculaires dû au potentiel appliqué V entre les électrodes est égal à ηeV (0
2 ème partie : N. Claiser - Durée conseillée : 30 minI – Magnétisme et coopérativitéQuels sont les 2 types de comportements magnétiques pour lesquels la coopérativité est importante ?Indiquez le comportement de l’inverse de la susceptibilité magnétique (χ) en fonction de la température danstous les cas.Représentez l’évolution du produit χT en fonction de la température pour un complexe octaédrique de Fe IIfortement coopératif. Quel phénomène peut-on observer à très basse température ? Décrivez-lesuccinctement.II – Diffraction de neutronsCitez les avantages de la diffraction de neutrons par rapport à la diffraction de rayons X.A quelle(s) information(s) expérimentale(s) la diffraction de neutrons polarisés permet-elle d’accéder ?Par quelle relation une partie de cette information est-elle reliée à la densité de spin ?
Spectroscopie de photoélectrons X (1/2h et documents non autorisés)!"#$$% &"!' &$%$'(%%(%% )*%+ * , - % . % / ) % . 0%1α &-2334' %*%+ 55 6 % % 6%*.%&θ=90°)4 7 %*"%%8% 9 %%9% : "4 79%*"%9% ;
NIVEAUX D’ENERGIE DE LIAISON DES ELEMENTS
Spectroscopie de vibration infrarouge et Raman (½ h et documents autorisés)F%+%* %*%# :8 6%: >A > % %* "5 % 8 + % * % " %?AA> %. 8%?07; 5C?AAA = 8 % ν - %*" %"%6%%. % 8 % "58% " %?
UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY I FACULTE DES SCIENCES et TECHNIQUESSUJET D’EXAMENMaster de chimie et physico-chimie moléculairesM2R CPM2BUE numéro : 909 (MACCP 3UE9CT)Epreuve de : Structure des biomolécules et RMNSession 1Date 20 décembre <strong>2006</strong>Horaire 09H00-12H00Durée de l’épreuve : 3H00Nom des rédacteurs : D. Canet / P Mutzenhardt/ B.VitouxDocuments autorisésDocuments non autorisésCalculatrices autoriséesCalculatrices non autoriséesPartie RMN (à traiter sur une copie séparée) : D. Canet et P. MutzenhardtExercice I (P. Mutzenhardt)On considère la séquence d’impulsions :x Φ 11 Hτ = 1/(2J)15 NxΦ aquisitionUne barre verticale représente une impulsion radiofréquence d’angle de basculement égale à 90°. On supposeraun système de deux spins couplés notés I (=1H) et S (=15N), la constante de couplage entre I et S est notée J.Pour simplifier les calculs, on supposera que I et S sont à la résonance (ν I =ν S =0). Le rapport gyromagnétique del’azote est dix fois inférieur à celui du proton.1) Analyser, à l’aide des opérateurs, cette séquence pour chacun des deux pas du cyclage de phase :a) Pas numéro 1 : Φ 1 =y et Φ aquisition = +.b) Pas numéro 2 : Φ 1 =-y et Φ aquisition = -.2) Quelle est l’utilité du cyclage de phase ? représenter schématiquement le spectre obtenu en azote-15 ?3) Quelle est l’utilité de cette séquence ?Exercice II (P. Mutzenhardt)On désire étudier l’éventuelle association moléculaire entre une protéine et un médicament. Notre outilest la RMN. Comment feriez-vous pour mettre en évidence cette association ?Exercice III (D. Canet)Que sont les temps de relaxation T 1 , T 2 et T 2*? Comment mesure-t-on T 1 et T 2 ?Comment la vitesse de relaxation croisée (ayant pour origine l’interaction dipolaire) dépend-elle de la distanceentre les deux spins ? Justifiez votre réponse.Exercice IV (D. Canet)Rappeler ce que sont les processus de « défocalisation » et de « refocalisation » dans une expérienced’écho de spin. Décrire l’expérience d’écho de spin avec application d’impulsions de gradient de champmagnétique en vue de la détermination du coefficient de diffusion translationnelle.1 page sur 1
UNIVERSITE DE NANCY ISUJET D'EXAMENFACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUESSujet à joindre à l'EC "Physico-chimie des systèmes à base de tensioactifs"DIPLOME ...... Master CPM2B 2 ème annéeDurée de l'épreuve : 3 heuresEpreuve de .. UE 905Durée conseillée du sujet : 1H30Systèmes moléculaires organisés : de laRédacteurs : A. Brembilla – C. Gérardinconception aux applicationsEC : "Composés amphiphiles : synthèse etapplications"Session de .... décembre <strong>2006</strong>Date ................ 22 décembre 06Horaire........... 9 H – 12 HDocuments autorisésDocuments non autorisésCalculatrices autoriséesCalculatrices non autoriséesLes 2 parties sont à rédiger sur copies séparées1 ère partie (C. Gérardin) (durée conseillée 1H05)Problème 1Une publication récente reporte la synthèse et l'étude physicochimique de nouveauxtensioactifs de type benzène sulfonates I représentés ci-dessous.NaO 3 S CH (CH 2 ) 4 CH SO 3 NaC n H 2n+1 C n H 2n+1ILa mesure de la tension superficielle des solutions aqueuses de I en fonction de laconcentration, permet de déterminer la valeur de la concentration micellaire critique pourdifférentes valeurs de n. Les résultats sont rassemblés dans le tableau ci-après.Composé n CMC (mol.l -1 )Ia 5 7,5.10 -4Ib 7 4,3.10 -5Ic 9 2,55.10 -5Id 11 5,34.10 -6Ie 13 9.10 -61) A quelle catégorie de tensioactifs, les composés I appartiennent-ils? Donner unereprésentation schématique de ce type d'agents de surface.2) Proposer une synthèse en plusieurs étapes des composés I à partir de benzène, d'acidesgras, d'organomagnésien dérivé du 1,4-dibromobutane et de tout produit minéral nécessaire.Détailler les différentes étapes en précisant les mécanismes.3) Indiquer les origines possibles des acides gras utilisés dans cette étude en précisant lesdifférentes transformations permettant de les obtenir.
4) Commenter et expliquer les valeurs de CMC obtenues pour les composés I en fonction dela structure de la molécule.5) Si on remplace la chaîne hydrocarbonée du composé Ie par une chaîne fluorocarbonée,comment devraient évoluer γ CMC et la CMC?6) Ces tensioactifs sont-ils sensibles aux variations de pH? Justifier.7) Proposer une transformation possible des composés I pour les rendre non ioniques touten gardant leurs propriétés amphiphiles.Problème 2Proposer une synthèse d'un ou plusieurs tensioactifs à partir du perfluoroheptanol(C 6 F 13 OH) et de polyéthylèneglycols HO(C 2 H 4 O) n H (avec n variable) permettant d'aboutir àla préparation d'une émulsion aqueuse d'une huile perfluorée dont le HLB requis est del'ordre de 10.Expliquer.Problème 3Expliquer en quoi l'utilisation d'un milieu micellaire est intéressante pour la réaction decyclisation suivante.ONaO(CH 2 ) n Br(CH 2 ) nn = 8, 10, 16Quel type de tensioactif est-il préférable d'utiliser?2 ème partie (A. Brembilla) (durée conseillée 25 mn)1)- Commenter les différences et les points communs entre une polymérisation en émulsionet une polymérisation en suspension2)- A partir de la vitesse de polymérisation dans une particule polymère, expliciter lavitesse globale de polymérisation en émulsion (détailler le calcul).
UNIVERSITE DE NANCY ISUJET D'EXAMENFACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUESSujet à joindre à l'EC Composés amphiphiles : synthèse et applicationsDIPLOME ...... Master CPM2B 2 ème année Durée de l'épreuve : 3 heuresEpreuve de .. UE 905Durée conseillée du sujet : 1H30Systèmes moléculaires organisés : de la conception Rédacteurs : M-J. Stébé – P.Lesieuraux applicationsEC : "Physico-chimie des systèmes à base deDocuments autoriséstensioactifs"Session de .... décembre <strong>2006</strong>Documents non autorisésDate ................ 22 décembre 06Calculatrices autoriséesHoraire........... 9 H – 12 HCalculatrices non autorisées1 ère partie (M-J. Stébé)Les 2 parties sont à rédiger sur copies séparées1. Quels sont les noms génériques des dispersions colloïdales en fonction de la naturephysique des phases en présence. Exemples.2. ExerciceOn mesure les valeurs suivantes de la tension superficielles (γ) pour différentes solutionsaqueuses de C 12 H 25 (OC 2 H 4 ) 5 à 25°C.C(10 -4 M/l)γ(10 -3 Nm -1 )0,01 0,025 0,063 0,10 0,30 1,0 2,0 5,0 8,0 10,0 20,0 30,069,0 67,8 65,8 63,9 56,2 47,2 41,6 34,0 30,3 29,8 29,6 29,5On rappelle que l’équation de Gibbs permet d’obtenir la densité surfacique Γ (nombre demoles par unité d’aire). Utiliser cette équation pour exploiter les données du tableau cidessusen décrivant les différentes phases du phénomène.Γ = −12.3RTdγd(logC)Calculer la surface occupée par une molécule de tensioactif à l’interface air/eau.R= 8,314 JK -1 Mol -1Le joule est l’unité d’énergie dans le Système International (poids x longueur)
Des mesures de diffusion de lumière réalisées avec une solution contenant environ 1% enpoids de ce tensioactif dans l’eau permettent de montrer que cette solution est constituéede particules sphériques de 8 nm de diamètre. Déterminer la surface occupée par unemolécule de tensioactif. Commenter.La masse volumique du tensioactif sera prise égale à 1g/cm 3 .2 ème Partie (P. Lesieur)Voir sujet annexé
UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY I FACULTE DES SCIENCES et TECHNIQUESSUJET D’EXAMENMaster de chimie et physico-chimie moléculairesUE numéro : 941 (M2P – MAS)Epreuve de : Résonance Magnétique NucléaireSession de décembre <strong>2006</strong>Date 19 décembre <strong>2006</strong>Horaire 9h-10h30Durée de l’épreuve : 1 heure 30Nom du rédacteur : D. CanetDocuments autorisésDocuments non autorisésCalculatrices autoriséesCalculatrices non autoriséesI Quelles doivent être les qualités du champ magnétique statique (B 0 ) utilisé dans une expérience de RMN ?Pourquoi cherche-t-on à créer des champs B 0 de plus en plus élevés ? Quelle est la technologie employée ?II Quels sont les trois paramètres que l’on peut extraire d’un spectre RMN en phase liquide ?III Que sont les couplages direct (dipolaire) et indirect (J). Comment interviennent ils dans les diversesexpériences de RMN ?IV Quelles sont les techniques mises en œuvre pour obtenir un spectre haute résolution du carbone-13 en phasesolide ?V Qu’entend-t-on par corrélations déduites des expériences de RMN à deux dimensions ? Donner quelquesexemples.VI Rappeler brièvement le principe de la RMN par Transformée de Fourier.VII Décrire simplement l’expérience dite d’écho de spin ? Quelle en est l’utilité ?
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UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY IFACULTE DES SCIENCESET TECHNIQUESSUJET D’EXAMENMaster CPM M2 MASEpreuve de MACP3C30CT :Spectro. de masse, XPS, AFM, SECMSession de décembre <strong>2006</strong>Date 22 décembreHoraire 9h-10h30Durée du sujet 1,5 hNom des rédacteurs M. Etienne, F.Gaboriaux, M. Mullet, D. PerrinDocuments NON autorisésCalculatrices autoriséesLES 4 PARTIES SERONT TRAITEES SUR COPIES SEPAREES-I- Spectrométrie de masse (30 min)Le malathion est un insecticide de formule :C H 3OC H 3SP S C H COO C 2H 5OCH 2COO C 2H 5Masses atomiques (g/mol) : S : 32 P : 31 O : 16Son spectre de masse (impact électronique, 70 eV) est donné sur la figure 1. Le spectreobtenu à partir de l’ion m/e = 173 est donné sur la figure 2.1) Que signifie « impact électronique, 70 eV » ? (en 1 à 2 lignes)2) Comment fonctionne la MS/MS dans un appareil quadrupolaire (CID signifie CollisionInduced Decomposition) ? (en 1 à 2 lignes)3) Quelle est la masse molaire du malathion? Par quelle technique d’ionisation pourrait-onl’obtenir ?4) Quel peut être l’ion de rapport m/e = 173 ? Est-il obtenu par un réarrangement de McLafferty ? (Justifiez)5) Les ions 127 et 158 sont-ils issus de l’ion 173 ?Figure 1 Figure 2
-II- Microscopie à Force atomique (20 min)1) Expliquer en quelques lignes le principe de la microscopie à force atomique, ses avantageset ses limitations.2) Commenter les différentes figures.Figure 1:9×9 µmShewanella putrefaciens en solution aqueuse (NaNO 3 = 0.1 M)BactériesFigure 2: Mesures de Force réalisées entre une particule sphérique de silice et une surface desilice.10Influence de Force IoniqueF/R (nN/nm)10.10 10 20 30 40Distance (nm)
-III- Spectroscopie de Photoélectrons X (XPS) (20 min)1) Rappeler le principe de la spectroscopie de photoélectrons X et les informations apportéespar cette spectroscopie.2) Les spectres complets, C1s et O1s du polyéthylène téréphtalate (PET) sont représentés surla figure suivante. Interpréter ces figures.O 2sFigure 1 : Spectre complet du PETFigure 2 : Spectres C1s et O 1s du PET
-IV- Techniques d’imagerie électrochimique (20 min)SECM : Scanning ElectroChemical MicroscopyExpliquer le principe de la microscopie électrochimique à balayage (SECM) en mode« feedback ». Vous vous aiderez pour cela des figures 1 et 2. Vous utiliserez également desschémas représentant l’électrode utilisée pour faire la mesure localisée, l’interface analysée etle type d’interaction existant avec l’interface analysée.Expliquer également le principe de la microscopie électrochimique en mode « générationcollection». Mettez en évidence les différences entre les modes « feedback » et « générationcollection».Citer un domaine d’application de la microscopie électrochimique à balayage. Discuterl’intérêt de cette technique pour cette application.I R1,00,80,60,40,20,0AA +- 0,2 0,0 0,2 0,4E / VFigure 1. Courbe voltampérométrique correspondantà l’oxydation de l’espèce A en A + à unemicroélectrode de Pt de forme disque ayant 10µm de diamètre. I R = courant relatif = I/I max . Lerayon de la partie isolante de l’électrode est 3 foissupérieur au rayon de l’électrode. Les potentielsimposés sont donnés par rapport à une pseudoréférenceAg/AgCl. La contre-électrode était unfil de platine. La vitesse de balayage en potentielétait de 20 mV s -1 .1,0A4B0,80,63I R0,4I R20,20,00 1 2 3 4 5d/r10 1 2 3 4 5d/rFigure 2. Courbes d’approche électrochimique obtenues à proximité (A) d’une surface deverre et (B) d’une surface de verre recouverte d’un film d’or. L’électrode utilisée est la mêmeque pour la figure 1. I R = courant relatif = I/I max . d = distance électrode-échantillon. r = rayondu disque de Pt. Un potentiel de 0.4 V par rapport à la pseudo-référence Ag/AgCl était imposéà l’électrode de travail. La contre-électrode était un fil de platine. La vitesse de déplacementde l’électrode était de 1 µm s -1 .
1/1UNIVERSITE DE NANCY IFACULTE DES SCIENCESDiplôme Mastère 2P CPM MASEpreuve : Economie, Qualité, EmploiMACP3C37CTSUJET D'EXAMENDurée recommandée 2 heuresNom du rédacteur D. GrandclaudeDate : 20 décembre <strong>2006</strong>Horaire : 9H – 11 HAucun document autoriséCalculatrice non autorisée________________________________________________________________________________________Vous devez traiter les 5 questions.1) Quel est le niveau actuel et la tendance de l’euro face au dollar et auyen ? Quelles en sont les conséquences pour les entreprises ? Quellesdécisions prendriez–vous face à cette situation si vous étiezresponsable d’une entreprise ?2) Quelles sont les entreprises lorraines susceptibles d’embaucher unétudiant du M2P MAS. Si vous étiez responsable d’une de cesentreprises (choisissez l’entreprise) quels seraient vos critèresd’embauche d’un jeune collaborateur issu du M2P MAS ? Détaillez,justifiez.3) Comment fonctionnent les marchés des matières premières ?Comment les entreprises travaillant dans le domaine de chimie sontellesliées à ces marchés ?4) Pourquoi une entreprise a t’elle intérêt à délocaliser son activité, ouau contraire à ne pas la délocaliser ? Justifiez vos réponses et citez desexemples confortant chacune de ces stratégies.5) Comment imaginez–vous la situation industrielle et économique del’Union européenne dans 20 ans ? Quels sont les éléments sur lesquelsvous vous appuyez pour étayer cette vision ? Comment envisagezvousvotre projet professionnel dans cette perspective ?
UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY I FACULTE DES SCIENCES et TECHNIQUESSUJET D’EXAMENMaster de chimie et physico-chimie moléculairesUE numéro : CPM 942………………………….Epreuve de : Problématiques environnementales etrisques technologiques - MACP3C36CTSession de Décembre <strong>2006</strong>Date 20/12/<strong>2006</strong>HoraireDurée du Sujet : 2 HeuresNom des rédacteurs : F. Humbert et L. PerrinDocuments autorisésDocuments non autorisésCalculatrices autoriséesCalculatrices non autorisées2 sujets à traiter sur 2 copies séparéesProblématiques environnementales (cours de F. Humbert)I. Augmentation de l’effet de serreQuelles explications peut-on avancer pour expliquer que le pouvoir de réchauffementglobal (PRG) du méthane est supérieur à celui du dioxyde de carbone? Comment se situe le PRGdu dichlore par rapport à ceux des deux gaz précédents?II. Confirmer ou non, en justifiant, les assertions suivantes et définir clairement les termessoulignés :a) La bioaccumulation du benzène est inférieure à celle de l’éthanol.b) Face à un problème environnemental, un des interlocuteurs privilégiés pour les entreprisesest la DRIRE.c) Compte tenu de la VME à la vapeur de mercure de 0,05 mg/m 3 , le mercure liquide doit êtremanipulé sous une hotte aspirante. (Tension de vapeur du mercure à 20°C : 0,16 Pa, massemolaire : 200 g/mol.).d) Le benzène dont le point éclair est –11°C est une substance peu inflammable.III. ICPECompte tenu de ses activités (cf. annexe) l’entreprise X, travaillant dans le secteur del’automobile, est soumise à la réglementation ICPE.1) Que signifie le sigle ICPE et à quel type d’entreprise cette réglementation s’applique-t-elle?2) Quelles sont les principales étapes préalables à la mise en exploitation de ce typed’installation?3) Citer cinq aspects environnementaux de cette entreprise et les impacts associés.4) Concernant le rejet des eaux résiduaires provenant des ateliers, l’entreprise X prévoit qu’àl’issue d’une série de traitements appropriés celui-ci présentera les caractéristiquessuivantes :Concentration(mg/L)DCO DBO 5 MES P T NGL …
a) Indiquer la signification des différents indicateurs mentionnés dans le tableau ci-dessuset ce qu’ils permettent d’évaluer.b) Au vu des activités, quels autres paramètres devront être contrôlés dans ces effluents ?c) Quelle chaîne de traitements peut-on mettre en œuvre pour traiter les eaux résiduaires decette entreprise? Préciser l’objectif de chacun des traitements envisagés.d) Les eaux ainsi traitées seront-elles dirigées vers le circuit d’eau potable, le réseau d’eausanitaire, les égouts, une nappe phréatique ou/et une rivière ? Argumenter.Annexe : Activités de l’entreprise XDésignation des activitésCapacité totale des installationsStockage de gaz inflammables liquéfiés - Centrale d’énergie : réservoir de propane de 48 tonnes- Atelier des retouches : réservoir de propane de 12 tonnesStockage de liquides inflammables d’une - Dépôt de laques pour carrosserie : 3 m 3capacité totale supérieure à 100m 3 - Dépôt de peintures et laques pour pièces plastiques :80m 3- Station service : essence 40 m 3 – gazole : 40 m 3Remplissage de liquides inflammables Parking expédition. Débit 5m 3 /hRevêtement métallique et traitement (nettoyage,décapage, polissage, …) de surfaces (métaux,matières plastiques, …) par voieélectrochimique ou chimiqueTransformation (extrusion, injection, moulage,…) de polymères (matières plastiques,caoutchoucs, résines et adhésifs synthétiques)Combustion (fuel, charbon, gaz, …)Volume des cuves de traitement : 124 m 3 , 196m 3 et 10,6m 3Quantité traitée supérieure à 40t/jourPuissance maximale : 30MWRéfrigération ou compression - 3 compresseurs d’air de 500kW- Production d’eau glacée par un groupe frigorifique(450kW)Vernis, peinture, apprêt, colle, enduit, …(application, cuisson, séchage) sur supportquelconque (métal, plastique, …)- 2 cabines de peinture laque et 3 étuves de séchage(quantité consommée >1500 kg/jour)- Application de peinture par cataphorèse (volume desbains : 72m 3 )- 2 cabines de peinture hydrosoluble : quantité > 650kg/jour2/2
Année <strong>2006</strong> - 2007NOM :Prénom :MASTER M2P MASCONTROLE ECRITdécembre <strong>2006</strong>Durée : 1 heureAUCUN DOCUMENT AUTORISE6 pages1 seul exerciceREPONDRE DIRECTEMENT SUR L’ENONCE( Tous les calculs doivent être détaillés ! )1Laurent PERRIN ( INPL - ENSIC )perrin@ensic.inpl-nancy.fr
Nous devons utiliser la machine à laver le linge représentée en figure 1.Les boutons de saisie sur le programmateur sont :T : Choix de la température d’utilisation (froid, 30, 40, 50, 60, 70, 80, et 90°C)E : Choix de la vitesse d’essorage (aucun, 120, 250, 400, 500, et 900 tours/min)P : Choix des programmes (blanc, couleur, laine)Réaliser une étude HAZOP pour analyser la sûreté de cet appareillage.Utiliser les feuilles d’enregistrement HAZOP jointes pour analyser les 4 dérives suivantes :- PAS DE, TROP DE, AUTRE QUE, MAIS AUSSISur :- L’arrivée d’eau (débit alimentation et qualité de l’eau),- Le niveau d’eau dans la cuve,- Le linge introduit,- Le(s) produit(s) de nettoyage.Donner les causes, conséquences, moyens de détection déjà en place sur l’installation ainsique les modifications demandées (dessinez également les modifications sur la figure 1)NB : Dans toutes vos réflexions vous devrez toujours considérer que le programmateur esttotalement opérationnel (c'est-à-dire qu’il fait ce qu’on lui demande de faire…).lessive = Aassouplissant = Bjavel = CA B CT E PT = températureE = vitesse d’essorageP = programmes (durée)eauprogrammateurLTthermoplongeurtambourcuveTCMvers l’égoutmoteur du tampourpompeFigure 1 : Schéma semi instrumenté d’une machine à laver le lingeNotes : LT = Level Transmitter, TC = Temperature Controler, le thermoplongeur sert à chaufferl’eau, le moteur et la pompe sont reliés au programmateur.Vanne manuelle (ouverte par défaut - couleur blanche) ;défaut - couleur noire) ; Ligne électrique.2Vanne pilotée (fermée par
Feuille d’enregistrement HAZOPMot-guide Déviation n° Causes possibles ConséquencesDétectionexistanteAction demandée3
Feuille d’enregistrement HAZOP (suite…)Mot-guide Déviation n° Causes possibles ConséquencesDétectionexistanteAction demandée4
Feuille d’enregistrement HAZOP (suite…)Mot-guide Déviation n° Causes possibles ConséquencesDétectionexistanteAction demandée5
Feuille d’enregistrement HAZOP (suite…)Mot-guide Déviation n° Causes possibles ConséquencesDétectionexistanteAction demandée6
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UNIVERSITÉ DE NANCY IFACULTÉ DES SCIENCES ET TECHNIQUESDIPLOME ....M2P CPM...............................Epreuve de ...... Analyses enzymologiques etimmunologiques (MACP3C40CT)IMMUNOLOGIE..............................................Session de ......Décembre <strong>2006</strong>..........Date ......22/12/<strong>2006</strong>................................................Horaire ..13h30-14h45...............................................SUJET D’EXAMENDurée du sujet .....35 min............................................Nom du rédacteur .......FRIPPIAT Jean-Pol...............Documents autorisés OUI NON (1)Calculatrices autorisées OUI NON (1)(1) Rayer la mention inutile1- Pourquoi faut-il utiliser un anticorps de haute affinité et de haute spécificitélorsqu’on réalise un test ELISA afin de doser, par exemple, un herbicide dansde l’eau de rivière ?2- Présentez succinctement la structure d’un anticorps.
Université Henri Poincaré Nancy I - Faculté des Sciences et TechniquesSujet d’examenMaster 2ème année - CPM MASUE numéro : 944Epreuve de : Base de donnéesSession de : Décembre <strong>2006</strong>Date :Heure :Durée du sujet : 1h00Nom du rédacteur : Gérald MONARDDocuments autorisésCalculatrices autoriséesSoit une base de données de livres constituée des tables suivantes :TitresID Titre ISBN Année Pages1 ”Maîtriser MySQL 5” 284177340X 2005 5202 ”Pratique de MySQL et PHP” 2841773388 <strong>2006</strong> 6103 ”MySQL : Précis et concis” 2841772616 2004 964 ”PHP et MySQL pour les Nuls” 2844278329 <strong>2006</strong> 697AuteursID Nom Prénom1 ”Rigaux” ”Philippe”2 ”Darmaillac” ”Yves”3 ”Reese” ”Georges”4 ”Valade” ”Janet”5 ”Rougé” ”Daniel”6 ”Saluden” ”François”QuestionsEditionsID Editeur1 O’Reilly2 FirstLivresAuteurID TitreID EditeurID1 1 12 1 11 2 13 3 14 4 25 4 26 4 21. Dessiner le schéma entité-association de cette base de données relationnelles (BDR).2. Cette BDR vérifie-t’elle la première forme normale ? (justifier)3. Cette BDR vérifie-t’elle la deuxième forme normale ? (justifier)4. Ecrire la commande MySQL permettant de lister les auteurs de la BDR (nom + prénom)5. Ecrire la commande MySQL permettant de lister les titres de livres de la BDR édités en <strong>2006</strong>6. Ecrire la commande MySQL permettant de compter le nombre d’auteurs de la BDR7. Ecrire la commande MySQL permettant de lister les titres des livres édités par O’Reilly8. Ecrire la commande MySQL permettant de calculer la somme des pages des livres édités parO’Reilly9. Ecrire la commande MySQL permettant de classer les titres des livres par nombre d’auteurs croissants
UNIVERSITE DE NANCY 1FACULTE DES SCIENCESET TECHNIQUESDIPLOME : M2P MasSUJET D’EXAMENNom du rédacteur : N. BROSSEEPREUVE : Méthodes et techniques modernes de la chimie organiqueChimie verteMACP3U45 CTSession de décembre <strong>2006</strong>Durée 1hCalculatrices autorisées : NONDocuments autorisés OUISujet de 3 pages1- <strong>En</strong> vous aidant des différents documents donnés ci-dessous, expliquer en quoi le carbonatede diméthyle (DMC, CH 3 OCOOCH 3 ) présente des propriétés et des caractéristiquesintéressantes et prometteuses dans un contexte du développement d’une chimie respectueusede l’environnement..Scheme 1. Methylation and AlkoxycarbonylationUsing DMS, CH 3 I, and COCl 2Scheme 2. Methylation and MethoxycarbonylationUsing DMCScheme 3. <strong>En</strong>ichem Synthesis of DMCScheme 4. Nucleophilic Substitution on DMC byB AC 2 and B AL 2 MechanismsFigure 1Schematic chart of a CSTR reactor for the O-methylation ofphenols with DMC. Liquid reagents are vaporized by contact withthe hot slurry (mechanically stirred), and bubbled through it.Reaction takes place instantaneously and anisoles are picked upfrom the vapor phase. (PEG = polyéthylèneglycol)Scheme 5. N-Methyl Oxazolinones from OximesScheme 6. Carbamation of Amines with DMCCat.: strong bases, Pb(II), alumina
Scheme 7. Mono-C-methylation of ArylacetonitrilesArconversion %selectivity in mono-Cmethylationintermediate for4-isobutylphenyl 99 99 Ibuprofen3- carboxymethylphenyl 100 > 99 Ketoprofen2-(6-methoxynaphthyl) 100 > 99 Naproxena Conditions: autoclave; substrate/DMC/K 2 CO 3 = 1:18:2 molar ratio; T = 180-220CTable 2. Comparison between the Toxicological and Ecotoxicological Properties of DMC,Phosgene, and DMSproperty DMC phosgene DMSoral acute toxicity (rats) LD 50 a 13.8 g/kg LD 50 440 mg/kgacute toxicity per contact (cavy) LD 50 > 2.5 g/kgacute toxicity per inhalation(rats)LC 50 140 mg/L;(4 h)LD 50 700 mg/kgLC 50 16 mg/m 3 ; (75min)LC 50 1.5 mg/L (4 h)mutagenic properties none mutagenicirritating properties (rabbits,eyes, skin)nonecorrosivebiodegradability (OECD 301 C) > 90% (28 days) rapid hydrolysisacute toxicity (fish) (OECD203)NOEC b 1000mg/La . LD = lethal dose, LD 50 a dose at which 50% of subjects will die.rapid hydrolysisLC 50 10-100 mg/L(96 h)b NOEC = Concentration which does not produce any effect
2- On donne dans la figure 2 les chromatogrammes (chromatographie en phase gazeuse) dumélange obtenu par extraction à l’aide de solvants organiques (figure 2A) et à l’aide de CO 2supercritique (figure 2B) de fougères (Calluna vulgaris). Sachant que les triterpénoïdes sontdes composés organiques valorisables exposer les avantages liés à l’utilisation de la secondetechnique.ABFigure 2
- 1 -Université Nancy IFaculté des SciencesExamen FAGE 41 – Décembre <strong>2006</strong>Sujet 1 : proposé par A. Kohler, V. Legué et F. MartinDurée : 1 hArticle Filichkin et al., <strong>2006</strong>. Plant ScienceUne technique de mutagénèse d’insertion par activation appelée « enhancer trapping » est unoutil performant pour isoler et caractériser de nouveaux gènes.Utilisant cette technique, les auteurs ont isolé un nouveau gène appelé ET304 chez le peuplieret chez Arabidopsis. Afin d’étudier l’expression du promoteur ET304, une lignéetransgénique contenant le gène rapporteur GUS conduit par le promoteur ET304 a été utilisée(appelée pET204 ::GUS).Un certain nombre de résultats publiés sont reportés dans les documents ci dessous.1. Analyser brièvement chacune des figures2. A partir des conclusions, construire le résumé (10 lignes max) de cettepublication.Fig. 1 : Localisation histologique de l’activité GUS (en noir, sur les photos) dans lesracines adventives de peuplier d’une lignée ET304 Une localisation identique a étéobtenue chez Arabidopsis.LR, racine latérale. PR, racine primaire. RAM : méristème racinaire.
- 2 -Fig. 2 : Analyse du nombre de racines latérales. Les explants de peuplier ont été cultivésen absence d’hormones (ctrl), en présence de NAA (analogue de l’auxine) ou en présencedu NPA (inhibiteur du transport de l’auxine). ND : non observé.Remarque : le traitement avec le NPA a été utilisé pour supprimer la présence del’auxine dans les tissus racinairesA partir de ces traitements, l’activité GUS a été analysée dans les racines de peuplier(Panel II) ainsi que les racines d’Arabidopsis (Panel I).Panel I : A. control. B, en présence de NPA pendant 7 jours. C, en présence de NAAPanel II : A et B, en présence de NAA. C et D, traitement pendant 7 jours avec le NPApuis avec le NAA, pendant 72 h.
- 3 -Fig. 3 : Cinétique d’accumulation des ARNm ET304 dans les racines de Peuplier aprèstraitement avec l’auxine. Le rapport exprimé est le rapport « racines traitées par l’auxine»sur «racines traitée par le NPA». Les deux colonnes correspondent à deux répatitions.Fig. 4 : Alignement et comparaison des séquences ET304, ET304-like du peuplier et deESCAROLA d’Arabidopsis. ESCAROLA est connu comme un facteur de transcription.Sujet 2 : proposé par M. ChalotDurée : 1 hAdaptations morphologiques et physiologiques des plantes à des excés et carences d'élémentsnutritifs.Vous traiterez ce sujet en vous appuyant sur au moins deux des trois exemples étudiés encours.
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UNIVERSITE HENRI POINCARE, NANCY IFACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUESSUJET D'EXAMENDIPLOME : Master FAGE - M2Epreuve de : UE 45 (1 er semestre)Session : Décembre <strong>2006</strong>Date :Horaire :Traitez les deux sujets suivants :Durée 2 heuresNom des rédacteurs : F. Martin et P. DizengremelDocuments autorisésX Documents non autorisésX Calculatrices autoriséesCalculatrices non autoriséesSujet FAGE 45 (F Martin)La figure ci-jointe présente les principaux profils d’expression de transcrits de Peuplier obtenus aprèsdécortication annulaire (Fig. 1a). Donner en deux pages maximum les conclusions principales que l’onpeut tirer de la figure en terme de régulation de l’expression génique. Quelles conclusions pouvezvousen tirer concernant la circulation de l’azote chez le Peuplier (une page max.) ?
UE 65 – SYSTEME DE PRODUCTION ET QUALITE DES PRODUITSResponsable : Pr. Jean BRUN-BELLUTDurée de l’épreuve : 2 heuresDocument : Non autoriséRédigez un article de 700 mots pour un hebdomadaire grand public sur« la qualité des produits de l’aquaculture ».Vous aurez aussi à proposer un titre.
UE 66 – PRODUCTION AQUACOLEResponsable : Pascal FONTAINEDurée de l’épreuve : 2 heuresDocument : Non autorisé<strong>En</strong> aquaculture, la maîtrise de la qualité des gamètes produits par les géniteursest un enjeu majeur.1. Quels facteurs d’élevage influencent cette qualité ?2. Comment peut-on évaluer la qualité d’un sperme ou d’un lot d’ovules ?3. Quelles sont les limites des indicateurs de qualité ?
UE 67 – ECOLOGIE ET GESTION DES MILIEUX AQUATIQUES DULCICOLESResponsable : Marielle THOMASDurée de l’épreuve : 2 heures - Document : Non autoriséLe déclin de certaines espèces piscicoles est tel qu’en France le Ministère de l’Aménagement duTerritoire et de l’<strong>En</strong>vironnement, le Muséum National d’Histoire Naturelle et le Conseil Supérieurde la Pêche ont décidé conjointement d’établir un programme national de conservation intéressantune liste de 27 espèces de poissons dulcicoles.Question 1. Identifier, au sein de cette liste, les 6 espèces ci-dessous présentées, en reportant lenuméro et en précisant la famille et le nom scientifique de chaque poisson illustré.1. 4.2. 5.3. 6.1 cm10 cmQuestion 2.Identifiez et hiérarchiser les principaux facteurs explicatifs de la raréfaction de 3 espèces parmi les6 proposées, chaque cas traité devant témoigner d’un contexte (environnemental, humain) différentà préciser.Quelles seraient, selon vous, les mesures prioritaires à mettre en œuvre pour la protection des 3espèces sélectionnées ? Argumentez votre choix au travers d’une description précise et d’uneanalyse critique des mesures identifiées.
UE 68 – BIOLOGIE DES PECHES ET GESTION DES MILIEUX AQUATIQUESDULCICOLESResponsable : Marielle THOMASDurée de l’épreuve : 2 heuresDocument : Non autoriséQuestion 1.Expliquez le principe de l’indice biotique basé sur les assemblages de poissons, en comparantl’approche ‘trisection’ et l’approche ‘modélisation’. Situer cet indice au sein des autresindicateurs biologiques utilisés dans la Directive Cadre sur l’Eau, ses avantages et limites, laméthode de collectes des échantillons (décrire son principe) et le type de données nécessairespour calculer l’indice.Question 2.Décrivez une méthode mathématique de détermination des paramètres de l’équation de vonBertalanffy (Linfini, K, t0) sur base des données de capture fréquence - taille, sans possibilitéde lecture de l’âge des poissons capturés.
Année scolaire <strong>2006</strong>-2007Sujet examen écrit UE 49 Master FAGE (2 heures) par André GranierMontrer le rôle que joue les écosystèmes terrestres, en particulier les forêts, dans le cycleglobal de l’eau et du carbone :• Comment l’espèce et la structure des peuplements modulent-elles ces cycles ? L’actionde l’homme peut-elle modifier les bilans d’eau et de carbone ?• Quel est l’effet du climat sur les grandes composantes (flux et stocks) des cycles del’eau et du carbone ?
UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY IDIPLÔME : Master Sciences de la Vie et de la SantéDurée du sujet : 2 heuresSUJET D'EXAMENANNEE : <strong>2006</strong>/2007 Nom des rédacteurs : M.C. Averlant-Petit ;Epreuve de : Biologie StructuraleUE M.SVS.3.002C. Didierjean ; F. Favier Documents autorisés1 ère Session X Documents non autorisésDate : Mercredi 20 Décembre <strong>2006</strong> Calculatrices autoriséesHoraire : 9h00 à 11h00 X Calculatrices non autorisées(Veuillez cocher les cases correspondantes)Les Parties I et II sont à traiter sur copies séparées.Partie I : RMN (M.-C. Averlant-Petit, durée conseillée 1 heure, notée sur 10)1) Vous désirez effectuer la structure tridimensionnelle par RMN d'une petite protéine de 100acides aminés. Cette protéine a été purifiée à partir de végétaux et son gène est pour l'instantinconnu.Quelles sont les différentes étapes nécessaires, jusqu'au calcul de la structure 3D de cetteprotéine?2) <strong>En</strong>oncez brièvementa. Quelles sont les informations présentes dans le spectre COSYb. Quelles sont les informations présentes dans le spectre TOCSYc. Quelles sont les informations présentes dans le spectre NOESY3) Vous désirez faire l'attribution stéréospécifique des protons C β H 2 de votre protéinea. Que signifie le paramètre 3 J αβ et quelle information structurale est reliée à la mesure de ceparamètre ?b. Quelle information structurale est contenue dans la mesure du NOE ?c. Donnez pour chacune des trois conformations dessinées ci-dessous, les valeurs attenduespour 3 J αβ et NOE .conformation g-60°3 Jαβ 2 (Hz)3 Jαβ 3 (Hz)NOE (α,β 2 )NOE (α,β 3 )NOE (NH,β 2 )NOE (NH,β 3 )t180°g+-60°NHRCOHβ 3 Hβ 2 Hβ 2 R RHβ 3Ηα4) A quoi correspondent les différents paramètres prenant part à l'expression suivante ?σ ij= γ 4 h 2 ⎛ 6τ ⎞τ6 eff−eff10r⎜ij1+ 4ω 2 2⎝τ⎟eff ⎠HαHα
Partie II : Cristallographie (C. Didierjean et F. Favier, durée conseillée 1h, notéesur 10)Le but de cet exercice est de retracer le protocole expérimental utilisé pour résoudre une structurede protéine, en se basant sur des extraits adaptés de la publication parue dans Journal of BiologicalChemistry (Vol. 280, No. 15, pp. 14892–14899) en 2005.Les réponses que vous apporterez aux questions suivantes doivent être concises et précises.1) 1.1 : Quelle est la protéine concernée, de quel organisme provient-elle ?1.2 : Deux formes de cette protéine ont été utilisées, quelles sont-elles ?2) 2.1 : Donnez les informations sur la cristallisation.2.2 : Expliquez brièvement la méthode et la technique utilisées ici.2.3 : A votre avis, pourquoi les deux formes de la protéine utilisées ici ont-elles pucristalliser dans les mêmes conditions ?3) 3.1 : Expliquez pourquoi les données de diffraction ont été collectées à basse température(100 K).3.2 : D’une manière générale, quelles précautions doivent être prises pour transférer uncristal à cette température ? Qu’en est-il dans le cas de cette protéine ?3.4 : Combien de jeux de données de diffraction ont été mesurés ?3.5 : Pour chaque jeu, donnez la résolution maximale obtenue. Expliquez la significationde cette grandeur.4) 4.1 : D’une manière générale, quelles méthodes connaissez-vous pour résoudre leproblème de la phase ?4.2 : Rappelez succinctement dans quel cas chacune d’elles s’applique.4.3 : Quelles sont les méthodes tentées ici pour résoudre le problème de la phase ?Laquelle a finalement été fructueuse ? Pourquoi les autres ont-elles échouées ?2.4 : Avant l’étape de phasage, combien les auteurs pensaient-ils avoir de monomèrescontenu dans l’unité asymétrique. Quelle est l’origine de leur incertitude ? Quelle méthodeapporte la solution ?5) 5.1 : Quels critères permettent de juger de la qualité du modèle ?5.2 : Certains résidus sont déclarés manquants dans la structure présentée. Pourquoi ?Extraits adaptés de « Crystal Structure of Mycobacterium tuberculosis D-3-PhosphoglycerateDehydrogenase : Extreme Asymmetry in a Tetramer of Identical Subunits »Résumé :Les D-3-phosphoglycérate déshydrogénases(PGDH) existent sous au moins 3 motifsstructuraux différents. La première structure dePGDH déterminée concerne Escherichia coli etconsiste en un tétramère composé de monomèresidentiques, chaque monomère étant composé de3 domaines structuraux distincts. La structurecristalline de la PGDH de Mycobacteriumtuberculosis a été déterminée à 2.3 Å. Cetteenzyme représente un second type de motifstructural de la famille des PGDH, contenant uneextension C-terminale de 135 aminoacidesformant un 4 ème domaine structural. Cettestructure consiste également en un homotétramère.L’intervention du domained’extension confère cependant unecaractéristique surprenante à la structure enintroduisant une asymétrie significative dans letétramère. L’unité asymétrique du cristal estcomposée de 2 monomères ayant desconformations différentes caractérisées par unerotation de 180° autour de la charnièreconnectant 2 des 4 domaines. Cet arrangementasymétrique résulte en la formation de deuxinterfaces distinctes et différentes entredomaines identiques de l’unité asymétrique.Ainsi, la surface du domaine d’extension quiest exposée au solvant dans un monomère esttournée vers l’intérieur dans l’autre monomère,
vers le centre de la structure, où elle réalise uncontact avec d’autres éléments structuraux.L’asymétrie observée conduit à différentesconformations au niveau du site de fixation duNAD. (…)Matériel et Méthodes :Cloning, Expression, and Purification of M.tuberculosis PGDH Protein— (…)Cristallisation—Les formes native et séléniée dela PGDH (13 mg/ml) ont été cristallisées dans 1M NaK tartrate, 0.1 M MES, pH 6.5 à 18 °C parla méthode de diffusion de vapeur en gouttesuspendue. Cette condition produisant descristaux donnant une bonne qualité de diffractiona été obtenue sur la forme native en testantdifférentes conditions à partir de différents kits(Screens Hampton Crystal et Wizard I et II deEmerald Biosystems). Les cristaux poussent en3–4 jours dans des gouttes suspendues de 4 µLconstituées de 2 µL de PGDH (13 mg/ml) et 2µL de solution issue du kit. La même condition aété utilisée pour la forme séléniée de la PGDH,mais les cristaux poussent en un peu plus d’unesemaine. Les cristaux ont été flash-congelés dansl’azote liquide en utilisant 20% de propylèneglycol comme cryoprotectant en vue descollectes de données de diffraction.Collecte et traitement des données—Un jeu dedonnées de diffraction initial de la PGDH de M.tuberculosis a été collecté pour la forme native, à2.8 Å de résolution, sur le synchrotron de l’APS(Advanced Photon Source, Chicago). Leremplacement moléculaire a été tenté à partir dela PGDH d’ E. coli, en utilisant pour modèle soitle monomère, soit son domaine de fixation dunucléotide (le domaine le plus large) avecdifférents programmes (AMORE, MOLREP, etPHASER). Cependant, aucune solution clairen’a été obtenue. <strong>En</strong> conséquence, plusieurscomposés de métaux lourds différents tels que lemercure, le platine et le néodyme ont été testésmais ont échoué pour produire un signalisomorphe ou anomal acceptable. Le phasageMAD à partir d’une forme de la PGDH séléniéepar le biais de ses résidus méthionine (SeMet)n’était initialement pas possible dans la mesureoù les 529 aminoacides de la protéine necontiennent pas de résidus méthionyls, exceptéla méthionine N-terminale, clivée durantl’expression de la PGDH. Aussi, un uniquerésidu Met a été introduit par mutagenèse dirigéeà la position 514, ce qui a été suffisant pourobtenir deux jeux de données complets ethautement redondants (aux longueurs d’onde dupic et de l’inflexion du sélénium) pour la formeSeMet de la PGDH à 3.15 Å de résolution, euxaussi collectés à l’APS. Un jeu de données àhaute résolution (2.3 Å) a également étécollecté pour la forme native. Les données dediffraction ont été traités et mis à l’échelle enutilisant le logiciel HKL2000. Le grouped’espace est P6 5 22. Le contenu en solvantindiquait soit un dimère soit un trimère dansl’unité asymétrique. Deux sites d’atomes desélénium ont été trouvés en utilisant SHELXDpuis affinés en utilisant AUTOSHARP. Unecarte de densité interprétable (…) a été obtenueen utilisant AUTOSHARP, montrant deuxmolécules dans l’unité asymétrique.Determination de la Structure—<strong>En</strong> utilisant lacarte de densité, le tracé de la chaîne et laconstruction du modèle ont été réalisésautomatiquement avec le logiciel CAPRA.Tous les résidus de la PGDH, excepté les deuxpremiers, ont pu être construit dans la carte dedensité électronique. Le modèle a été affinécontre le jeu de données à 2.3 Å de résolutionen utilisant REFMAC. La géométrie du modèlea été grandement améliorée en utilisant lelogiciel CNS. (…). Une fois que le modèle aatteint un facteur R raisonnable, les moléculesd’eau ont été ajoutées à la structure en utilisanttant des processus de repérage automatique quedes pointages manuels dans la carte de densitéélectronique. Le modèle final possède unfacteur R de 20.5% et un facteur Rfree de 25%,ainsi qu’une bonne stéréochimie, comme entémoigne notamment le diagramme deRamachandran et l’analyse de la géométrie parle logiciel PROCHECK.(…)
Partie 2Chez Oryzias latipes, le développement de la gonade chez les deux sexes présente desdifférences fondamentales pour ce qui concerne le développement des cellules germinales :stade 36 38 éclosionXXMigration des cellulesgerminales vers lagonade primordialeProlifération descellules germinales<strong>En</strong>trée en méioseXYMigration des cellulesgerminales vers lagonade primordialePas de proliférationdes cellules germinalesArrêt de progressionvers la méioseFigure 1 : Développement des cellules germinales au cours du développement larvaire chez Oryzias latipes.Afin de mieux comprendre le mode d’action du gène DMY chez O. latipes, des étudescomplémentaires ont été récemment menées, en particulier chez le sexe XY, d’une part eninactivant l’expression du gène DMY et non pas celle du gène Dmrt-1, et d’autre part en traitantles larves XY à l’oestradiol (E2). Les expériences sont menées à partir du jour de l’éclosion :l’activité de prolifération a été mesurée en comptant les cellules germinales et l’activitéméiotique a été appréciée en mesurant l’activité du gène femelle-spécifique et méiose-spécifiqueScp3 (synaptonemal complex protein 3).Pour ce qui concerne l’inactivation de l’expression (knock down) du gène DMY, les résultatssuivants ont été obtenus :Le nombre de cellules germinales est à peu près le même chez les gonades XXet chez les gonades XY dont le gène DMY est inactivé (XY-DMY KD ). Ce nombreest significativement supérieur a celui qui est mesuré chez les XY témoins.Plus de la moitié des individus XY-DMY KDsont capables d’exprimer le gèneScp3 exactement de la même manière que les individus XX, alors que lesgonades des individus XY témoins n’expriment pas le gène Scp3.2
Il est connu par ailleurs que la réversion de la différenciation sexuelle de la gonade, et par là duphénotype sexuel, chez O. latipes peut être obtenue par un traitement des larves à l’aided’hormones stéroïdes :XYSex steroïdtreatmentYYXXFigure 2 : Réversion sexuelle sous l’effet des hormones stéroïdes chez O. latipes.Ici, l’effet d’un traitement à l’oestradiol (E2) a été testé sur les mêmes critères queprécédemment, i.e. la prolifération et l’entrée en méiose des cellules germinales au moment del’éclosion.NB : il a été montré précédemment que l’administration de E2 n’a pas d’effet sur l’expression deDMY.Chez les gonades des XY traités à l’E2 au moment de l’éclosion, le nombre decellules germinales est le même que chez les gonades des XY témoins.Les XY traités à l’E2 expriment le gène Scp3 à partir de l’éclosion et de lamême manière que les XX normaux.Commenter et interpréter l’ensemble des données rapportées dans les parties 1 et 2.Il est demandé de relier entre elles les informations rapportées dans la partie 1.3
Sujet de S. Flament (durée conseillée 45 minutes)Interprétez (organes, génotypes, stades de développement) les photos A, B et C montrant destissus prélevés sur des embryons de souris n’ayant pas subi de manipulations génétiques.Quels marqueurs analyseriez-vous pour confirmer une différenciation testiculaire (citez en 2caractéristiques de compartiments différents) ? Schématisez le résultat d’une étude immunohistochimiquecentrée sur ces marqueurs et réalisée sur des coupes de testicule prélevé à 12 jourspost-coïtum.Quelle expérience réaliseriez-vous afin de mettre en évidence une participation du mésonéphrosà l’organogenèse du testicule ?A B C4
UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY IDIPLÔME : Master Sciences de la Vie et de la SantéANNEE : <strong>2006</strong> / 2007Epreuve de : Biomécanique et MécanobiologieUE M.SVS.3.008SUJET D'EXAMENDurée du sujet : 2 heuresNom des rédacteurs : Ph. Perrin et X. WangDocuments autorisés1 ère Session ⌧ Documents non autorisésDate :Mardi 19 décembre <strong>2006</strong>Calculatrices autoriséesHoraire : 13 h 30 à 15 h 30⌧ Calculatrices non autorisées(Veuillez cocher les cases correspondantes)Les 4 questions doivent être clairement numérotées et traitées sur des copies séparées.Question 1 – Pr. X. Wang (30 minutes)Quelles sont les principales différences entre un solide homogène isotrope élastique de Hook etun tissu biologique ? Proposer une méthode pour approcher les propriétés mécaniques(viscoélasticité) d’un tissu biologique mou en traction unidimensionnelle.Question 2 – Dr S. Muller (30 minutes)La mécanotransduction :- décrire les différentes voies de mécanotransduction possibles dans la cellule, avec desexemples à l’appui,- importance des contraintes mécaniques au niveau de la fonctionnalité de la celluleendothéliale.Question 3 – Pr Ph. Perrin (30 minutes)Le contrôle postural et ses moyens d’étude.Question 4 – Pr P. Lascombes (30 minutes)La scoliose est une déformation tridimensionnelle du rachis, touchant plusieurs vertèbres. A partirde vos connaissances anatomiques, comment envisager le redressement du rachis ? (note ducorrecteur : toutes les idées, mêmes impossibles, sont les bienvenues).
UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY IDIPLÔME : Master Sciences de la Vie et de la SantéANNEE : <strong>2006</strong>/2007Epreuve de : Pharmacologie fondamentale et moléculaireUE M.SVS.3.009SUJET D'EXAMENDurée du sujet : 1 heureNom du rédacteur : C. CAPDEVILLE-ATKINSONDocuments autorisés1 ère Session X Documents non autorisésDate : jeudi 21 décembre <strong>2006</strong>Calculatrices autoriséesHoraire : 13h30 – 14h30 X Calculatrices non autorisées(Veuillez cocher les cases correspondantes)Traitez 2 questions au choix parmi les 4 qui sont proposées.Chaque question sera notée sur 5 points.Question 1Le traitement pharmacologique de l'insuffisance cardiaque : bases actuelles et perspectives dedéveloppementQuestion 2Angiogenèse et développement tumoral : principe et intérêt thérapeutiqueQuestion 3Les protéines partenaires et leur implication dans le trafic cellulaire et la fonction de CFTRQuestion 4L'autorécepteur 5-HT1A : définir son rôle dans la régulation du système sérotoninergique et dans lemécanisme d'action des antidépresseurs
UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY ISUJET D'EXAMENDIPLÔME : Master Sciences de la Vie et de la Santé Durée du sujet : 2 heuresANNEE : <strong>2006</strong>/2007Nom du rédacteur : J. FelblingerEpreuve de : Principes et Méthodo. en imagerieUE M.SVS.3.012x Documents autorisés1 ère Session Documents non autorisésDate : Lundi 18 décembre <strong>2006</strong>Horaire : 13h30 – 15h30x Calculatrices autoriséesCalculatrices non autorisées(Veuillez cocher les cases correspondantes)M2R BioingénierieUE Principes et Méthodologie de la recherche en imageriede la cellule à l’organe2h1. Questions de cours (réponses courtes et structurées)a) Quelle définition générale de « l’image médicale» peut on donner ?b) Donner en 5 points (tableau) la différence en IRM et le Scanner Xc) Donner les caractéristiques techniques principales en IRM pour une application sur la sourisd) Présentez brièvement les conditions physiologiques qui fondent l’effet BOLDe) Quels sont les principaux éléments que doit inclure un projet de recherche clinique multicentrique lorsqu’ilest déposé pour approbation ?2. Imagerie et mouvementsLe mouvement génère des artéfacts sur les images médicales.Développer de façon structurée : les origines possibles de ces mouvements, les conséquences sur les images,les solutions pour réduire l’effet de ces mouvements3. Spectroscopiea) Recopier et annoter le spectre P31 réalisé à 1,5T ci-dessous.b) Quels sont les paramètres importants pour un tel spectre ?c) Quels sont les changements à prévoir si cette acquisition était faite à 3T ?
UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY ISUJET D'EXAMENDIPLÔME : Master Sciences de la Vie et de la SantéANNEE : <strong>2006</strong>/2007Epreuve de :Ingénierie cellulaire et tissulaire, BiotissusDurée du sujet : 2 heuresNom du rédacteur : C HUSELSTEIN/P.GILLETUE M.SVS.3.007 X Dictionnaire autorisé1 ère SessionDate : Mercredi 20 décembre <strong>2006</strong> X Calculatrices autoriséesHoraire : 13h30-15h30(Veuillez cocher les cases correspondantes)Questions1. Définir ce que sont des polymères et expliquer l’intérêt de les utiliser comme biomatériaux2. Citer plusieurs types de polymères pouvant être utilisés dans le domaine médical3. Certains hydrogels peuvent servir de systèmes de réservoirs de principes actifs dans le cadre dechronopharmacologie. <strong>En</strong> utilisant les propriétés physico-chimiques de ces hydrogels, il est possible decontrôler la diffusion des principes actifs qu’ils renferment. A partir des paragraphes 3.1 et 3.2 del’article ci-joint, identifier ces propriétés et expliquer en quoi ces dernières sont intéressantes.
UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY ISUJET D'EXAMENDIPLÔME : Master Sciences de la Vie et de la SantéANNEE : <strong>2006</strong>/2007Epreuve de : Pharmacologie de l’inflammationUE M.SVS.3.010Durée du sujet : 2 heuresNom du rédacteur : L Grossin / JY Jouzeau⌧ Documents autorisés1 ère Session Documents non autorisésDate : Vendredi 22 décembre <strong>2006</strong>Horaire : 09h00 – 11h00Calculatrices autorisées⌧ Calculatrices non autorisées(Veuillez cocher les cases correspondantes)Vous trouverez, ci-après, un article publié en langue anglaise par J-M KIM et coll. dans larevue Arthritis & Rheumatism en 2002 (volume 46(3) : 793-801). Après avoir lu attentivementce document, vous répondrez de façon concise aux questions posées en utilisant les copiesqui vous seront distribuées conjointement.- 1 -
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Questions :1) Définir le type d’inflammation étudiée dans cette expérience et donner les principaux avantages dumodèle utilisé. (2 points)2) Cette expérience vous semble t-elle conforme aux normes en vigueur pour l’expérimentationanimale ? Justifier votre réponse. (1 point)3) La démonstration d’une néovascularisation de la synoviale inflammatoire vous semble t-elleprobante ? Justifier votre réponse. (2 points)4) Commenter les choix d’une intervention thérapeutique au 30 eme jour après la sensibilisation etd’une évaluation de la sévérité de l’arthrite au 40 eme jour dans ce modèle. (2 points)5) Quelles données essentielles manquent dans la section Matériel & Méthodes pour interpréter lestaux articulaires de cytokines. (0,5 point)6) Pourquoi les coupes de tissus articulaires sont-elles traitées par l’eau oxygénée lors de l’analyseimmunohistochimique ? (0,5 point)7) Commenter le choix du transgène et discuter les avantages et inconvénients du vecteurd’expression utilisé. Quel est le type de thérapie génique employé dans cette expérience ? (5 points)8) Justifier le choix de l’angiostatine en considérant la physiopathologie articulaire et les limitestechnologiques inhérentes à la stratégie utilisée ? (2 points)9) Quels contrôles manquent dans la stratégie expérimentale pour pouvoir interpréter les effets del’angiostatine chez les animaux arthritiques ? (1 point)10) Commenter l’effet anti-arthritique observé sur l’articulation ipsilatérale (controlatérale). Peut-onl’attribuer à un effet anti-angiogénique ? (Justifier la réponse) (1,5 points)11) Dans le modèle utilisé, proposer des approches alternatives pour démontrer la pertinencethérapeutique d’une stratégie anti-angiogénique. (2,5 points)- 10 -
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