2.1 Allostérie et coopérativité

Question 1

2 niveaux régul enzymatique (court et long terme)

Answer 1

long terme: ctrl quantité enzyme par synthèse/dégradation (mécanismes secondaires)

court terme: modif de l’activité enz elle meme (mécanismes primaires)

Question 2

Mécanismes principaux de régulation enzymatique (2)

Answer 2

1. chgmt covalent enzyme
2. chgmt conformation reversible

Question 3

Mécanismes secondaires de régulation enzymatique (4)

Answer 3

a. inhibition spécifique
b. disponibilité S / cofacteurs
c. inhibition par produits
d. réactions non-enzymatiques (ex: anomérisation)

Question 4

Controle par modification covalente d’enzyme (réversible/irrev)

Answer 4

Modifications irréversibles: entéropeptidase active trypsine, cascade amplification

Modifications réversibles:
Phosphorylase a/b
(Consomme bcp ATP)

Question 5

V ou F, La majorité des modifications covalentes réversibles
d’enzymes utilisent le cycle phosphorylation-dephosphorylation.

Answer 5

V

Question 6

Dans la majorité des modifications covalentes réversibles, quel résidu est phosphorylé?

Answer 6

Ser

Question 7

C’est quoi un effecteur d’enzyme?

Answer 7

Un effecteur d’enzyme est une molécule qui module l’activité d’une enzyme en se liant à un site allostérique.

Question 8

La première enzyme est souvent impliquée dans une rétro-inhibition par le produit final de cette voie. (ctrl allosterique)

Nomme les caractéristiques notées pour ce type de système (4)

Answer 8

1. les effecteurs sont différents au niveau moléc ( ne lient pas site actif, pas compétitif)
2. comportement sigmoide plutôt qu’hyperbolique car le système est sensible aux concentrations de substrat.
3. chgmts traitements physiques et chim peuvent moduler la réponse de l’enzyme envers l’effecteur
4. les enzymes régulées sont oligomériques (plusieurs sous-u)
   -fixation sur site allostérique
   -interaction indirecte avec site actif et change sa conformation

Question 9

C’est quoi Y

Answer 9

Y est la fraction de sites occupés (1= tous occupés, 0 = aucun)

Question 10

Que décrit l’équation de Hill?

Answer 10

Décrit les situations où la liaison d’un ligand suit une courbe sigmoïde plutôt qu’hyperbolique, comme pour l’hémoglobine avec l’oxygène.

Question 11

C’est quoi la coopérativité?

Answer 11

La relation de Hill exprime Y en fonction de la concentration du ligand [A] élevée à une puissance h (le coefficient de Hill), indiquant une coopérativité entre les sites de liaison.

La forme est Y=[A]^h/(K+[A]^h), indiquant que plus le coefficient h est grand, plus la courbe est sigmoïde et plus la coopérativité est forte.

(h pos) ­­­­­­­coefficient positif = liaison d’un substrat augmente liaison d’autres substrats

h=1 : pas cooperativité, courbe est hyperbolique

coefficient negatif = liaison d’un substrat diminue la liaison d’autres substrats

Question 12

Décris la coopérativité chez l’hémoglobine avec l’oxygène (2)

Answer 12

-fortement coopérative, c’est à dire que lorsqu’un site est occupé tous les autres sites sont occupés
-il y a donc une absence de formes intermédiaires de l’enzyme

Question 13

A quoi ressemblerait les 3 types de coopérativité sur un graphique de double réciprocité de Lineweaver-Burke?

Answer 13

Question 14

Effet homotropique vs hétérotropique

Answer 14

homo: interaction entre ligands identiques
hétéro: interaction diff ligands

Question 15

Modèle concerté (MWC) se base sur 4 énoncés

Answer 15

1) les sous-u protomères = symétriques
2) états R ou T
3) les états = affinités diff pr un ligand donné (etat determine aff)
4) la transition R à T ou T à R conserve la symétrie de l’oligomère

Question 16

Quels sont les deux paramètres suffisants pour décrire l’état du système allostérique (MWC) )

Answer 16

Y: fraction des sites actifs occupes
R: fraction prot en etat R

Question 17

selon modele MWC coopérativité homotropique

Answer 17

Définit par

L: constante d’équilibre de concentration entre les formes T et R
c: (affinite) rapport des constantes de dissociation Kr et Kt

Donc pour une coopérativité positive on veut grand L et petit c.

Question 18

selon modele MWC coopérativité hétérotropique

Answer 18

présence d’activateur (γ > 0) augmente forme R, augmente Y, diminue coopérativité car sites déjà remplis (L diminue)

présence d’inhibiteur (β > 0) augmente forme T, diminue Y, augmente coopérativité car peu de sites occupés (L augmente)

Question 19

à quoi ressemblerait la figure des effets hétérotropiques selon le modèle MWC ?

Answer 19

Question 20

Explique le système K et le système V selon MWC?

Answer 20

Syst K: S a différents Km (affinité) et même Vmax pour T et R
Syst: V: S a différents Vmax et même Km (affinité) pour T et R

Question 21

C’est quoi un changement concerté (modèle MWC)?

Answer 21

Changement coordonné : Toutes sous-unités changent de conformation simultanément, en réponse à la liaison de ligand.

Etats T et R : prot 2 états principaux T (basse affinité) et R (haute affinité)

Symétrie stricte : Toutes les sous-unités sont toujours dans le même état.

Coopérativité + slm due à la transition synchronisée de l’état T vers l’état R.

Question 22

C’est quoi un changement séquentiel (modèle KNF) ?

Answer 22

Indépendance : Chq ss-u change de conformation indépendamment des autres, suite à la liaison d’un ligand.

Changement progressif : Les chgmt confo et l’activation des sites de liaison se produisent de manière séquentielle, chaque ligand affecte slmt ss-u à laquelle il se lie.

Pas de symétrie stricte : Les sous-unités peuvent être dans des états conformationnels différents au même moment.

Flexibilité : Coop + et -

Question 23

Aspects du modèle KNF à retenir (3)

Answer 23

a) absence de ligand = seulement un état conformationnel pas équilibre des 2
b) chgmt conformation = séquentiel
c) interactions entre ss-u peuvent être positives ou négatives (attention juste une enzyme car diff enzymes peut mélanger coopérativité)

Question 24

Comment choisir entre KNF et MWC

(cooperativite,chgmts confo et isomerisation)

Answer 24

1) coopérativité négative:
MWC pas coop nég, mais attention pr KNF car si plusieurs sous-unités = pb coopérativité négative apparente

2) mesure changements conformationnels et liaison des ligands
-modèle séquentiel: chaque sous-unité agit de manière indépendante (graphique de R en fct de Y est linéaire)
-modèle concerté, toutes les sous-unités agissent ensemble comme une seule entité en réponse à la liaison du ligand (graphique de R en fct de Y non linéaire)

3) isomérisation
-marche pr modèle concerté mais pas séquentiel car pas possibilité d’avoir plusieurs isomères (T et R) d’un oligo juste une forme non-liée et une active

Question 25

Implication biologiques de la coopérativité

Answer 25

La coopérativité positive permet des réponses rapides aux variations de [substrat], comme observé avec l’hémoglobine qui répond aux variations de pression d’O2.
La coopérativité négative peut empêcher la sur-réaction aux changements mineurs de [substrat], maintenant l’activité enzymatique dans un état stable.

Question 26

Temps de réponse chgmts conformationnels vs vitesse catalytique

Answer 26

Les changements conformationnels induits par les ligands se produisent à peu près à la même vitesse que les réactions catalytiques, mais certains changements conformationnels peuvent être plus lents.