3. Enzymes et coenzymes Flashcards
molécule qui a la capacité de stimuler une réaction chimique
enzyme
demi-vie d’une liaison peptidique in vitro
20 ans
comment augmenter la vitesse de la réaction chimique
augmenter la température
augmenter la concentration des réactifs
utiliser un catalyseur
v ou f, les enzymes sont des catalyseurs biologiques
vrai
pour que les substrats se transforment en produits, il faut passer par quoi
un état de transition qui doit être franchi (énergie d’activation)
explique l’énergie d’activation
les molécules doivent s’orienter correctement (deltaS négatif : diminution du désordre) et que pour favoriser les contacts entre molécules, il faut favoriser leur mouvement (deltaH positif : donne de la chaleur/enthalpie)
deltaG = deltaH - TdeltaS
une réaction chimique qui génère bcp de désordre est-elle spontanée
oui
si les substrats ont une énergie libre plus basse que les produits, la réaction est favorable ou défavorable
défavorable. On veut que les produits aient une énergie libre plus basse que les substrats
v ou f, un catalyseur change l’énergie libre des réactifs et des produits
faux, diminue l’énergie requise pour atteindre l’état de transition (réduit la barrière énergétique de la réaction chimique)
en présence du nickel, l’éthylène passe à quoi plus rapidement (hydrogénation de l’éthylène)
éthane (surface métallique stimule la réaction)
v ou f, les enzymes sont spécifiques pour un type de réaction et un type de substrat bien précis
vrai
les catalyseurs sont de quelle nature
protéique ou ribonucléique
les catalyseurs agissent dans quelles conditions
pH, T, physiologiques
les enzymes forment un complexe avec leur substrat par quel type de liaison
non covalente (il y a un domaine au sein de l’enzyme qui accomode très bien un substrat)
enzyme qui clive d’autres protéines (lien peptidique) selon leur séquence en acides aminés
chymotrypsine
v ou f, plusieurs réaction biochimiques se produiraient quand même de manière spontanée en absence d’enzyme
faux, ne se produiraient jamais
aujourd’hui % des lessives qui contiennent des enzymes
90%
lorsqu’on atteint l’équilibre d’une réaction chimique, comment sont les concentrations des produits et des substrats
stables
décrit la diminution des réactifs ou l’apparition des produits dans le temps
vitesse
v ou f, la vitesse et la concentration des substrats diminue au fur et à mesure que la vitesse et la concentration des produits augmente
vrai
lorsque V1 = V-1, on dit que le système est
à l’équilibre
les vitesses initiales dépendent des produits ou des réactifs
réactifs, au début de la réaction, on a seulement nos réactifs !
décrivent les proportions des produits et des réactifs à l’équilibre, et donc la tendance qu’à la réaction à se produire
constantes de réaction
comment trouver la constante d’équilibre
constante d’équilibre pour une réaction générique jA + kB (réversible) lC + mD
la vitesse de réaction est proportionnelle à la fréquence avec laquelle les molécules réagissantes peuvent se rencontrer, donc…
lorsqu’on a une réaction chimique avec 2 substrats dont 1 en très grande concentration, la réaction chimique est dictée par le réactif le plus ou le moins abondant
le moins abondant
substance soumise à la réaction enzymatique (réversibilité)
substrat/cosubstrat [S]
substance résultant de l’action de l’enzyme (réversibilité)
produit/coproduit [P]
v ou f, les constantes réactionnelles (k1 et k-1) sont égales
faux
pendant la réaction, V1 diminue ou augmente
diminue, parce que [S] diminue
pendant la réaction V2 augmente ou diminue
augmente parce que [P] augmente
les proportions de [S] et de [P] à l’équilibre sont une constante du système. Équation k équilibre
intermédiaire réactionnelle formé suite à E + S
complexe ES - liaison non covalente à l’endroit approprié du site actif
vitesse de réaction
vitesse d’apparition du produit en fonction du temps
ordre de la réaction
somme des exposants de la réaction
v ou f, un catalyseur est regénéré à la fin de la réaction
vrai
la formation du complexe ES éloigne ou rapproche les réactifs
rapproche les réactifs
intermédiaires métastables (diminue E d’activation)
enzyme stabilise, grâce aux différentes chaines latérales des différents aa différents états transitionnels
lorsqu’on augmente la concentration de substrat, la vitesse de réaction augmente ou diminue
augmente
la vitesse est linéaire au début de la réaction, car la quantité de produit accumulée est faible et la quantité de substrat n’est pas limitante (au début de la réaction - réaction inverse ne peut pas avoir lieu)
état stationnaire
pour une réaction simple, sans limite dans la quantité de substrat, quelle relation existe-t-il entre la vitesse de réaction et la concentration de l’enzyme
linéaire V est proportionnelle à [E]
lorsque l’enzyme est saturée en substrat, la vitesse dépend seulement de quoi et l’étape limitante devient quoi
concentration en enzyme. L’étape limitante = ES en E + P
conversion du complexe ES en enzyme libre et le produit.
toute
si j’ai deux fois plus d’enzyme, comment est la courbe de l’apparition de produits en fonction du temps
vitesse initiale = 2x plus grande
si on est en pseudo ordre 1, comment est la concentration des substrats vs enzymes
[S]»_space;» [E]
steady state assumption
la vitesse de la réaction dépend de la dissociation de ES en enzyme libre et en produit
mesure du nombre d’événements catalytiques par seconde par site actif
constante catalytique
en condition de [S] saturante, la vitesse initiale = ?
vitesse de réaction enzymatique maximale (Vmax)
Équation de Michaelis-Menten : permet de déterminer la vitesse initiale en fonction des concentrations de substrats du système
Km = [S] donnant V0 =Vmax/2
donc constante qui représente la quantité de substrat pour avoir la moitié de la vitesse maximale
un grand Km représente une faible ou une grande affinité entre une enzyme et son substrat
une faible affinité. Il faut atteindre de grosses concentrations de substrats
pour une enzyme ayant un Km faible, la formation du complexe ES est favorisée ou défavorisée
favorisée. V max est atteint à faible concentration du substrat
équation de la constante de Michaelis
particularité de l’équation de Lineweaver-Burk
c’est une droite
Si on assume que l’étape limitante de la réaction est déterminée par K2, donc K2««K1, Km =?
Km= K-1/K1 (correspond à la dissociation du complexe enzyme-substrat en son enzyme libre et le substrat)
Pour l’équation Km=K-1/K1, si on dit que Km est faible, qu’est-ce qui est favorisé
La formation du complexe ES
Pour l’équation Km=K-1/K1, si on dit que Km est faible, le Vmax est atteint à haute ou faible concentration du substrat
Faible concentration
Pour l’équation Km=K-1/K1, si on dit que Km est élevé, qu’est-ce qui est favorisé
La dissociation du complexe ES
Concernant l’équation de Lineweaver-Burk, selon la forme y=mx+b, définis les différents paramètres
Sachant que le Km de l’ADN pour le méthanol est de 20mM et que le Km de l’ADN pour l’éthanol est de 1 mM, lequel est un meilleur substrat
L’éthanol (Km plus faible) Km = K-1/K1
Comment est-ce que le pH influence l’enzyme
Il ionise des a.a au site catalytique de l’enzyme
Change la structure secondaire/tertiaire/quaternaire
V ou f, les enzymes opèrent à un pH optimal
Vrai (pH optimal) VARIE EN FONCTION DE L’ENZYME
Deux valeurs qui changent en fonction du pH
Vmax et Km
Deux effets de la température sur les réactions enzymatiques
T augmente la vitesse de réaction (énergie cinétique plus grande)
T augmente la dénaturation de l’enzyme alors T optimale = intersection des courbes
Température optimale pour les enzymes humaines
37 degrés
Temperature optimale pour les enzymes d’archaebacteries
72 degrés
Cavité ou crevasse permettant la liaison du ou des substrats de la réaction où les chaînes latérales de quelques résidus (a.a) vont participer à la réaction chimique
Site actif
Petite molécule se liant à une protéine par des interactions non covalentes
Ligand
Site de l’enzyme autre que le site actif où peuvent se fixer réversiblement des molécules capables de moduler la vitesse de réaction
Site allostérique/modulateur
Toute substance capable d’empêcher ou diminuer la réaction enzymatique (au site actif ou ailleurs, réversiblement ou pas)
Inhibiteur
Famille d’enzyme : ajoutent ou enlèvent un électron ou un hydrogène
Oxydoreductases
Familles d’enzymes : transfert d’un groupe chimique entre 2 substrats
Transferases
Familles d’enzymes : réactions de changement structurel ; chimique ou optique
Isomérases
Familles d’enzymes : réaction d’addition de 2 substrats (requiert d’énergie)
Ligases (synthétases)
Familles d’enzymes : L-Alanine vers D-Alanine par alanine racénase
Isomérases
Particularités des a.a importants au site actif
a.a polaires et pouvant être chargés (deux acides, histidine, cysteine, tyrosine, lysine, arginine, serine)
Mécanisme le plus fréquent dans la catalyse enzymatique
Catalyse acide-base
Composé qui relâche facilement un proton = acide ou base
Acide
Catalyse acide-base : joue un rôle essentiel pour favoriser les intermédiaires métastables
Chaînes latérales des a.a polaires/ionisables (résidus) de l’enzyme au site catalytique
3 protéases
Chymotrypsine
Trypsine
Élastase
Spécificité de substrat de la chymotrypsine
Phe, Tyr, Trp (aromatiques)
Spécificité de la trypsine
Lys, Arg (dibasiques)
V ou f, la trypsine brise le lien peptidique de l’HIS
Faux
Spécificité de l’elastase
Gly ou Ala (petits et non polaires)
La spécificité des enzymes (substrats) dépend de ?
Forme de la pochette, nature des forces
V ou f : Les enzymes ont toujours une spécificité absolue pour une seule réaction et un seul substrat
Faux
4 façons pour les enzymes d’être multifonctionelles
1) plusieurs réactions enzymatiques se suivent : substrat devient ce qui est utilisé pour la prochaine réaction enzymatique et ainsi de suite
2) complexe : les enzymes se lient par des liaisons covalentes ou non pour se rapprocher les unes des autres
3) les enzymes se lient à une protéine d’échafaudage - permet aux enzymes d’être proches physiquement
4) les enzymes se retrouvent sur le même polypeptide - protéine complexe avec plusieurs domaines (différents sites catalytiques)
Réactions enzymatiques ne pouvant être décrites par des équations simples de Michaelis-Menten
1- plusieurs substrats
2-plusieurs étapes
3-réactions coopératives ou modulées de façon allostérique
Mécanisme des réactions enzymatiques à 2 substrats : explique les réactions séquentielles de type ordonnée
Les substrats doivent se combiner à l’enzyme dans un ordre défini avant que la réaction ne puisse se produire
Mécanisme des réactions enzymatiques à 2 substrats : explique les réactions séquentielles de type aléatoires
Le substrats doivent tous se combiner à l’enzyme avant que la réaction ne puisse se produire, mais l’ordre n’est pas défini
Mécanismes de réactions enzymatiques à 2 substrats : explique les réactions ping-pong
Liaison premier substrat avec l’enzyme libère un premier produit. Liaison du deuxième substrat avec l’enzyme libère un 2e produit pour ensuite avoir l’enzyme libre
