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BCM 1521 > Activité enzymatique > Flashcards

Activité enzymatique Flashcards

1
Q

Pourquoi les enzymes sont essentielles au fonctionnement des cellules (3)?

A

1-Elles accélèrent les réactions chimiques de plusieurs ordres de grandeur (abaissent l’énergie d’activation des réactions chimiques)

2-Elles contrôlent la stéréospécificité des substrats et produits de ces réactions (ex: seulement les acides aminés de type L sont utilisés lors de la synthèse protéique)

3-Elles constituent des sites de régulation des différentes voies métaboliques (ex: le produit d’une voie métabolique peut contrôler l’activité d’une des enzymes, sa voie de synthèse pour mieux réguler son niveau de production)

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2
Q

Les principes de la catalyse enzymatique (3)

A

1-Les enzymes accélèrent les réactions chimiques
2-Les enzymes contrôlent la spécificité des réactions
3-Les enzymes aident à spécifier les voies réactionnelles de substrat

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3
Q

Quels sont les paramètres impliqués lors des vitesses de réactions chimiques (3)?

A

1-Affinité enzyme-substrat
2-Vitesse de réaction
3-Inhibition des réactions

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4
Q

Qu’est-ce que la cinétique enzymatique?

A

L’étude de la vitesse des réactions enzymatiques et des paramètres impliqués.

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5
Q

Quelle est l’équation de la vitesse d’une réaction de forme A —> P?

A

V = k[A] où k est une constante de vitesse

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6
Q

Que représente k la constante de vitesse?

A

Elle reflète la vitesse intrinsèque (intérieure) de cette réaction chimique : proportion de molécules transformées par seconde.

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7
Q

Quelles sont les étapes dans une réaction chimique catalysée par une enzyme (3)?

A

1-Le substrat se lie à l’enzyme pour former un complexe enzyme-substrat

2-La transformation du substrat a lieu dans le site catalytique de l’enzyme et on obtient un complexe enzyme-produit

3-Le complexe enzyme-produit se décompose pour relâcher le produit

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8
Q

Vrai ou faux : En théorie, toutes les réactions catalysées par une enzyme sont réversibles.

A

Vrai

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9
Q

Quelle est l’équation d’une réaction chimique selon le modèle de Michaelis-Menten?

A

K1 K2
E + S <—-> ES —> P + E
K-1

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10
Q

Dans le modèle de Michaelis-Menten, quelles sont les étapes de la réaction catalytique (2)?

A

1-L’enzyme et le substrat se combinent pour former un complexe enzyme-substrat

2-La réaction chimique a lieu dans le complexe ES et il y a formation du produit

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11
Q

Quelle est l’hypothèse sur la réversibilité de la réaction selon Michaelis-Menten?

A

Selon ce modèle, on fait l’hypothèse que la réaction inverse où le produit se recombine avec l’enzyme pour reconstituer le complexe ES est tellement rare qu’on peut l’ignorer.

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12
Q

Quelle est l’équation de la vitesse selon Michaelis-Menten?

A

V = k2[ES] où k2 est nommée kcat (constante catalytique)

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13
Q

Que représente la constante catalytique k2 dans l’équation de la vitesse selon Michaelis-Menten?

A

Elle représente la constante de vitesse qui est égale au nombre de molécules de substrat transformées par chaque molécule d’enzyme par seconde.

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14
Q

Quelles sont les deux assomptions de Michaelis-Menten?

A

1-Comme la concentration de substrat est saturante, alors [ES] = [E]t

2-Dans une réaction enzymatique, avec une concentration de substrat saturante, la concentration de [ES] ne variera pas au cours du temps

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15
Q

Quelle est l’équation de Michaelis-Menten?

A

V = (kcat[E0][S])/(Km+[S]) où Km est la constante de Michaelis-Menten —> Km = (k-1 +kat)/k1

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16
Q

Qu’arrive-t-il lorsqu’on augmente la valeur de [S] à des niveaux de plus en plus haut?

A

On fait en sorte que toutes les molécules d’enzymes seront saturées par des molécules de substrat. À ce moment, [ES] = [E0].

Dans ces conditions, la vitesse de la réaction aura atteint son maximum donc —> Vmax = kcat[E0].

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17
Q

À quoi correspond le Km?

A

À la concentration de substrat à laquelle la vitesse V est à la moitié de la vitesse maximale

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18
Q

Vrai ou faux : La valeur du Km est une valeur précise de l’affinité du substrat pour l’enzyme.

A

Faux : C’est une valeur approximative.

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19
Q

Plus la valeur du Km est ______, plus l’affinité du substrat pour l’enzyme est ______.

A

-faible
-élevée

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20
Q

À quoi correspond la valeur de kcat/Km?

A

Cela correspond à une mesure de l’efficacité catalytique d’une enzyme.

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21
Q

Pourquoi la valeur de kcat/Km ne doit pas être plus grande que la limite de diffusion des molécules dans l’eau?

A

Car le substrat doit nécessairement rencontrer l’enzyme pour être transformé.

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22
Q

Dans le graphique de Michaelis-Menten, où la courbe plafonne-t-elle? Comment déterminer Km?

A

Au Vmax. À 1/2 Vmax, la concentration de substrat correspond au Km

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23
Q

Quelle est l’équation de Lineweaver-Burke?

A

1/V = [Km/Vmax] * (1/[S]) + (1/Vmax)

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24
Q

Quels sont les axes dans un graphique de Lineweaver-Burke?

A

1/V en fonction de 1/[S]

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25
Q

Quels sont les éléments identifiables sur un graphique de Lineweaver-Burke (3)?

A

1-Donne une ligne droite dont la pente correspond à Km/Vmax

2-L’intersection de la droite avec l’axe des Y correspond à 1/Vmax

3-L’intersection de la droite avec l’axe des X correspond à -1/Km

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26
Q

Quel est l’avantage du graphique de Lineweaver-Burke?

A

Cette approche permet d’obtenir des valeurs de Km et Vmax plus précises que celles obtenues avec un graphique de type Michaelis-Menten.

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27
Q

Sur quels éléments (2) plusieurs substances peuvent affecter l’activité catalytique d’une enzyme? Comment sont appelées ces substances?

A

1-En affectant la liaison de son substrat
2-En affectant son cycle catalytique

Ces substances sont appelées inhibiteurs.

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28
Q

Comment certains des inhibiteurs sont structurellement similaires au substrat de l’enzyme (2)?

A

1-Vont se lier au site actif de l’enzyme
2-Ne réagiront pas ou peu avec l’enzyme

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29
Q

Vrai ou faux : Peu de médicaments sont des inhibiteurs d’enzymes spécifiques.

A

Plusieurs de médicaments sont des inhibiteurs d’enzymes spécifiques.

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30
Q

Quels sont les types d’inhibiteurs qui diffèrent par leur mécanisme principal d’inhibition (3)?

A

-Inhibition compétitive
-Inhibition non-compétitive
-Inhibition incompétitive

31
Q

Par quoi est représentée l’efficacité d’un inhibiteur?

A

Par sa constante d’inhibition Ki

32
Q

Comme pour le Km, plus le Ki est ______, plus l’affinité de l’inhibiteur pour l’enzyme est ______.

A

-petit
-forte

33
Q

Qu’est-ce qu’un inhibiteur compétitif?

A

C’est une substance qui compétitionne directement avec le substrat pour lier le site actif d’une enzyme.

34
Q

Dans l’inhibition compétitive, le Vmax est _______, alors que les Km est ________ d’un facteur (1+ [I]/Ki)

A

-inchangé
-augmenté

35
Q

Quel est l’effet d’un inhibiteur compétitif sur le graphique de Michaelis-Menten?

A

En augmentant la concentration d’inhibiteur, l’enzyme requiert une [S] plus élevée pour atteindre Vmax (reflète la compétition entre l’inhibiteur et le substrat). Le Km observé augmente.

On va voir une diminution des courbes vers le bas, mais qui tendent vers le même Vmax.

36
Q

Quel est l’effet d’un inhibiteur compétitif sur le graphique de Lineweaver-Burke?

A

On voit que toutes les droites obtenues à différentes concentrations d’inhibiteur croisent l’axe des Y au même endroit (même 1/Vmax). Cette particularité est spécifique à l’inhibition compétitive.

On va voir les droites se rapprocher vers l’axe des Y, mais en croisant au même endroit l’axe des Y.

37
Q

Qu’est-ce qu’un inhibiteur incompétitif?

A

C’est une substance qui se lie seulement au complexe enzyme-substrat (ES) et pas à l’enzyme libre.

38
Q

Dans l’inhibition incompétitive, le Vmax est _______ et le Km est _________ d’un facteur (1+[I]/Ki).

A

-diminué
-diminué

39
Q

Quel est l’effet de l’inhibition incompétitive sur le graphique de Lineweaver-Burke?

A

On va observer une série de droites correspondant à différentes concentrations d’un inhibiteur incompétitif seront parallèles entre elles. Cette particularité est spécifique à ce type d’inhibiteur.

40
Q

Qu’est-ce qu’un inhibiteur non-compétitif?

A

C’est une substance qui peut se lier à la fois L,enzyme t le complexe enzyme-substrat (ES).

41
Q

Dans l’inhibition non-compétitif, le Vmax est ________ d’un facteur (1+[I]/Ki). Pour le Km, si l’inhibiteur a la même affinité pour E que pour ES, il est ________. Si l’affinité de l’inhibiteur pour E et ES est différente, le Km est __________.

A

-diminué
-inchangé
-augmenté

42
Q

Quel est l’effet d’un inhibiteur non-compétitif sur le graphique de Lineweaver-Burke?

A

Les différentes droites vont se croiser à la gauche de l’axe des Y. Si Ki = Ki’, les droites vont se croiser sur l’axe des X. Les droites vont se rapprocher de l’axe des Y, mais vont se croiser à gauche (au lieu d’à droite) de l’axe des Y.

43
Q

L’activité enzymatique est influencée à la fois par des propriétés spécifiques à l’enzyme (3) et par des effets non-spécifiques (5). Quels sont-ils?

A

Spécifiques : concentrations des substrats, activateurs, inhibiteurs

Non-spécifiques : sels et tampons, pH, force ionique, température, autres protéines (dans certains cas)

44
Q

Les conditions d’une réaction sont arrangées comment?

A

Pour que l’enzyme ait une activité maximale.

45
Q

Vrai ou faux : En règle générale, la mesure de l’activité d’une enzyme demande des concentrations basses de substrat qui sont facile à atteindre.

A

Faux : En règle générale, la mesure de l’activité d’une enzyme demande des concentrations élevées de substrat qui sont parfois difficiles à atteindre.

46
Q

Si l’enzyme obéit à la cinétique Michaelis-Menten, quelle doit être la concentration de substrat à utiliser?

A

Une concentration de substrat dépassant 10 fois le Km doit être utilisée

47
Q

Considérant que toutes les déterminations de l’activité prennent un certain temps à être complétée, qu’est-ce qui est important pour détecter convenablement la formation du produit de la réaction?

A

Il est important que la vitesse soit linéaire pendant la période d’incubation utilisée.

48
Q

Vrai ou faux : S’il y a accumulation du produit, la vitesse de la réaction peut être compromise par la réaction de retour (rétro-inhibition).

A

Vrai

49
Q

Quelles sont les stratégies qui peuvent être utilisées pour garder la vitesse linéaire (5)?

A

1-Mesurer la réaction enzymatique pour une courte durée afin de minimiser l’accumulation du produit

2-L’utilisation de hautes concentrations de substrat

3-Utiliser des pH non-physiologiques (basiques si le produit de la réaction est un proton) pour enlever le proton et déplacer la réaction dans la direction de la formation du produit

4-L’utilisation de méthodes très sensibles pour détecter le produit afin de minimiser sa concentration

5-L’inhibition par le substrat à des hautes concentrations peut aussi être due à la formation d’interactions non appropriées au site actif et qui mènent à l’inhibition de l’activité enzymatique

50
Q

Les valeurs de Vmax et Km sont influencées par quoi (3)?

A

Par le pH, la force ionique et la température.

51
Q

Quel est l’effet du pH sur l’activité enzymatique?

A

La valeur maximale de l’activité de certaines enzymes peut être très loin du pH physiologique.

52
Q

Quel est l’effet d’un tampon/force ionique sur l’activité enzymatique?

A

Certains tampons peuvent agir comme inhibiteurs (compétitionnent avec des substrats).

53
Q

Quel est l’effet de la température sur l’activité enzymatique?

A

La vitesse d’une réaction augmente en règle générale d’un facteur 2 pour chaque augmentation de 10°C. Cependant, à de hautes températures, même si la température augmente la vitesse d’une enzyme, l’enzyme peut être dénaturée durant l’essai. Plus la période d’incubation est courte, plus la température apparente de l’activité maximale peut être élevée puisqu’il y a moins de temps pour que l’enzyme se dénature. La température de référence et celle choisie est très souvent 25°C mais la température physiologique 37°C est fréquemment utilisée.

54
Q

La mesure de l’activité d’une enzyme dépend de quoi?

A

D’une méthode qui détermine la quantité de produit généré durant la réaction.

55
Q

Quels sont les types de méthode pour mesurer l’activité d’une enzyme (2)?

A

-Méthodes discontinues
-Méthodes continues

56
Q

Comment fonctionne les méthodes discontinues pour mesurer l’activité d’une enzyme?

A

L’enzyme est incubé avec ses substrats pendant une certaine période de temps et la réaction est ensuite arrêtée.

Le produit est dosé et son évolution est assumées linéaire pendant la période d’incubation.

57
Q

Vrai ou faux : Les méthodes discontinues peuvent s’appliquer à n’importe quel système enzymatique.

A

Vrai

58
Q

Quelle est l’une des premières choses à vérifier lors de la mesure de l’intensité d’une réaction enzymatique?

A

L’évolution linéaire de la réaction

59
Q

Vrai ou faux : Procéder à une seule mesure ne sous-estime pas la vitesse initiale.

A

Faux : Procéder à une seule mesure peut sous-estimer la vitesse initiale du fait de la perte de linéarité à des temps trop longs.

60
Q

Qu’est-il essentiel de faire afin de vérifier si la réaction est linéaire?

A

Il est essentiel de faire plusieurs incubations à des temps différents afin de vérifier si la réaction est linéaire.

61
Q

Comment mesurer la vitesse de réaction expérimentalement?

A

L’échantillon contenant l’enzyme est ajusté à temps zéro et rapidement mélangé; la réaction est incubée pendant des temps fixes et ensuite arrêtée.

62
Q

Comment la réaction enzymatique peut être arrêtée (3)?

A

-Par une méthode qui provoque la dénaturation instantanée de l’enzyme

-Déplacer l’équilibre de la réaction afin que l’enzyme ne soit plus active

-Par une méthode non dénaturantes qui inactivent l’enzyme

63
Q

Quelles sont les méthodes souvent utilisées pour arrêter une réaction (2)?

A

-La précipitation par acide trichloracétiques ou perchlorique

-La dénaturation thermique de l’enzyme (ou dénaturation avec le SDS)

64
Q

Vrai ou faux : Plusieurs produits de réactions enzymatiques peuvent être difficile à détecter.

A

Vrai

65
Q

Comment détecter le produit d’une réaction enzymatique?

A

Convertir le produit directement ou indirectement en un autre produit qui lui est plus facile à détecter

66
Q

Quelles sont les techniques de détection utilisées le plus fréquemment (2)?

A

Spectrophotométrie ou fluoroétrie

67
Q

Quel est le but des méthodes de détection?

A

Le but est que la détection du produit final dépend de la production d’un chromatophore ou fluor opposé et qui est facile à détecter.

68
Q

Qu’est-ce que la détection directe?

A

Un des produit de la réaction enzymatique absorbe la lumière.

69
Q

Qu’est-ce que la détection indirecte?

A

Ajouter une enzyme qui utilise le produit de la réaction pour former du NADH par couplage avec une autre réaction.

70
Q

Qu’est-ce que la méthode par essais couplés?

A

Deux réactions qui s’effectuent avec deux enzymes différente, mais dont le substrat initial va aboutir au produit original (voulu). Il est important que la réaction couplée entraine de façon stoechiométrique la formation du produit original (une molécule de P produit une molécule de R).

P—-> Q —-> R
Ep Eq

71
Q

Quelles sont les méthodes qui utilisent la détection indirecte (2)?

A

-Méthodes par essais couplés
-La formation d’un produit possédant un chromatophore

72
Q

Pourquoi utiliser la chromatographie en réaction enzymatique?

A

Des techniques comme la chromatographie peuvent être utilisées afin de séparer les réactants (substrats et produits) avant qu’ils soient dosés.

73
Q

Qu’est-ce qu’impliquent les méthodes continues?

A

Elles impliquent que le progrès de la réaction soit observé pendant toute la réaction et généralement de façon instantanée.

BCM 1521 (6 decks)

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