BIOCHEM CHAP 1 - ENZYMES Flashcards
caractéristiques des enzymes
- protéines dont la structure tridimensionelle est importante
- se lient spécifiquement aux substrats pour accélélrer la vitesse de rxn
- peuvent etre soumises à un controle
- peuvent etre inhibées
- essentielles a la digestion des aliments
- outils diagnostique utilisés fréquemment
définition protéine
polymère d’acides aminés reliés par des liaisons peptidiques et qui a une structure tridimensionnelle
nommer les quatres niveaux de structures d’une prot
- structure primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire
décrire la structure primaire d’une prot
- composée d’acides aminés bout à bout
- chaine linéaire d’acides aminés
décrire la structure secondaire d’une prot
organisation dans l’espace des aciees aminés qui sont ptès les uns les autres dans la structure primaire
on y trouve des arrangements réguliers et répétitifs ou non :
- 1/3 : hélice alpha
- 1/3 : feuillets plissés bêta
- 1/3 : formes non distinctes
ce repliement se fait en fonction de la disposition des chaines latérales (répulsions/attractions entre les acides aminés de la structure primaire)
décrire la structure tertiaire d’une prot
- repliement complet d’une protéine dans l’espace
- confère a la prot sa forme unique
- des acides aminés éloignés les uns des autres dans la structure primaire peuvent s’y retrouver adjacent
décrire la structure quaternaire d’une prot
- certaines prots sont constituées de deux ou pls chaines polypeptidiques
- l’association de ces chaines produit un prot fonctionelle qui a alors une structure quaternaire
- les protéines monomériques n’ont PAS de structure quaternaire
de quoi dépend l’arrangement dans l’espace (structure 3D) d’une protéine?
- séquence des acides aminés
- milieu dans lequel baigne la prot
nommer les 4 chaines latérales des protéines
- alanine
- tyrosine
- aspartate
- lysine
caractéristiques de l’alanine
hyrdrophobe
caractéristiques de la tyrosine
non polaire mais hydrophile
caractéristiques de l’aspartate
polaire, hydrophile, acide
caractéristiques de la lysine
polaire, hydrophile, basique
définition enzyme
- biocatalyseur protéique agissant sur les rxns chimiques des syst biologiques
- AUTRE DEF : protéine retrouvée chez les organismes vivants et qui a un pouvoir catalytique
définition catalyseur
- substance qui accélère la vitesse d’une rxn chimique en abaissant l’E d’activation nécessaire pour transformer le substrat en produit
expliquer le mécanisme d’action d’un biocatalyseur
les chaines latérales des acides aminés (dans le site catalytique de l’enzyme), forment des liaisons avec les molécules de substrat
ces liaisons :
- facilitent une orientation productive des molécules de substrats: moins de rencontrent infruteusues, plus de collisions efficaces
- forment des complexes intermédiaires nouveaux, dont l’existence est impossible sinon
- imposent des tensions, pression et échanges électroniques aux mol de substrat, ce qui fav leur transformation en pro
définition enzyme simple
- constituée uniquement d’acides amin.s
- on ne retrouve au site catalytique que les chaines latérales des acides aminés appropriés pour accomplir la catalyse
def holoenzyme
- enzyme qui nécessite la présence d’un ou pls cofacteurs pour accomplir la catalyse
def apoenzyme
- partie protéique d’une holoenzyme
holoenzyme sans cofacteur, inactive
def cofacteur
- ion métallique ou molécule organique relativement simple qui est plus ou moins liée au site actif de l’enzyme et participe à la rxn
- maj = vitamines
donner 2 exemples de coenzymes dérivés de vitamines B
- NAD+ et NADP+ (niacine)
- FAD et FMN (riboflavine)
définir la vitesse initiale d’une rxn
- vitesse constante
- lorsqu’il n’y a pas encore assez de prod pour que la rxn inverse commence
- pas nécessairement la vitesse maximale : s’il n’y a pas assez de substrat, seulement une fraction des molécules d’enzymes y auront accès
quels sont les effets d’une var de la [substrat] sur la vitesse initiale de rxn si la [enzyme] est constante + explication
à [enzyme] constante, une augmentation de la [substrat] augmente la vitesse initiale, jusqu’à l’atteinte de la Vmax
explication :
plus on rajoute de substrat, plus une grande proportion d’enzyme sont saturées de substrat : leur pouvoir catalytique est à son maximum
lorsque toutes les enzymes sont saturées de substrat, on atteint la Vmax
définir la Vmax d’une rxn
- vitesse (initiale) mesurée quand TOUTES les molécules d’enzymes sont saturées par des molécules de substrat
- la Vmax n’augmente donc pas si on augmente la [substrat]
quels sont les effets d’une variation de la [enzyme] sur la vitesse initiale de rxn si la [substrat] est saturante + explication
à [substrat] saturante, la Vmax est directement proportinelle à la [enzyme]
explication :
- si on augmnete la [enzyme], tant la vitesse initiale que la vitesse max seront plus élevées, car il y a plus d’enzymes pour catalyser la rxn : plus de réactifs se transforment plus rapidement en produits
effets d’une variation du pH/de T dans milieu ou l’on trouve l’enzyme
- chaque enzyme a une T et un pH optimaux ou sont activité est maximale
- si on baisse/augmente ces valeurs, l’activité enzymatique sera moindre : la vitesse maximale sera moindre aussi
- des variations trop grandes modifieront les charges des acides aminés de la structure primaire
- = var de la structure secondaire, puis tertiaire, puis quaternaire (s’il y a lieu)
- = dénaturation de l’enzyme
comment les cellules/l’organisme adaptent leurs besois métaboliques à leur environnement?
- en controlant certaines rxns enzymatiques
- ces controles sont réalisés en affectant la quantité d’enzyme produite ou en modifiant l’activité des enzymes deja présentes
nom des mécanismes qui influent sur la quantité d’enzyme synthétisées + leurs effets
- induction (augmentation)
- répression (diminution)
est-ce que tous les enzymes sont sujets à des mécanismes de controle
NON
- la synthèse de certaines enzymes est constante (enzymes constitutives)
- certaines enzymes sont controlées dans certains tissus et pas dans d’autres
nom des mécanismes qui controlent l’efficacité catalytique des enzymes
- allostérie
- modification covalente
décrire le fonctionnement de l’allostérie
- les enzymes allstériques sont des enzymes de régulation dont l’activité est controlée par des molécules modulatrices effectrices qui intereagissent avec l’enzyme de façon RÉVERSIBLE NON COVALENTE
- les enzymes ainsi contorlée possède un site catalytique ET un ou plusieurs sites allostériques ou vont se lier les modulateurs
la configuation des enzymes allostérique se modifie donc de manière différente selon la molécule avec laquelle elle se lie :
- substrat : mod de conformation causant un effet biologique
- modulateur négatif : mod de conformation qui rend le site catalytique inaccesible ou inactif (enzyme inactivée)
- modulateur positif : mod de conformation qui rend le site catalytique disponible (enzyme active)
décrire le fonctionnement de la modification covalente
- modification de la structure primaire des enzymes par jout d’un groupement phosphate sur un/pls acides amin.s
- cette modifictaion se traduit en une mod des structures secondaires à quaternaires, et donc en une perte de la structure tridimensionnelle spcifique de l’enzyme
- = inhibition de l’activité enzymatique
- modification RÉVERSIBLE, mais COVALENTE (des enzymes ajoutent les groupements PO, mais d’autres les enlèvent)
résumé :
- enzyme active + groupement PO = modification de la structure tertiaire = perte d’affinité du site catalytique pour son substrat = enzyme inactive
quelles enzymes sont les plus susceptibles d’être controlées?
- enzymes qui agissent au niveau de rxn clées des voies métaboliques (rxn irréversibles)
- enzymes qui catalysent des rxns limitantes (qui sont resp de l’acttivité de toute la série de rxn d’une voie métabolique)
quels mécanismes de controle des enzymes permettent une adaptation rapide aux besoins de l’organisme ou de la cellule
allostérie +++, modification covalente
quels mécanismes de controle des enzymes permettent une adaptation à long terme
induction, répression
definition inhibiteur compétitif
substance dont la structure chimique ressemble à celle du substrat et qui, en présence du substrat et de l’enzyme, fera compétition au substrat pour se fixer au même endroit sur l’enzyme
effets des inhibiteurs compétitifs sur la cinétique de la rxn
- augmentation de la Km apparente (diminution apparente de l’affinité substrat/enzyme)
- aucun effet sur la Vmax
explication :
- compétition entre le substrat et l’inhiiteur compétitif = l’enzyme se lie moins avec le substrat (dimunition de l’affinité apparente)
- la Vmax est obtenue quan toutes les mol d’enzymes sont saturées par des molécules de substrat : comme la liaison inhibiteur compétitif/enzyme est réversible, il est toujours possble de staturer toutes les enzymes de substrat
seule différence : il va falloir bcp plus de substrat pour atteindre la Vmax, parce qu’il faudra déloger l’inhibiteur
définition inhibiteur non compétitif
- molécule qui réagit avec l’enzyme ne façon irréversible (ex : par liaison covalente) et qui modifie la structure de l’enzyme ou encore empeche le substrat d’atteindre son site actif
- dans ces cas là, une augmentation [substrat] ne parviendra pas à déloger le compétiteur, car il y a liaison irréversible
effets des inhibiteurs NON compétitifs sur la cinétique de la rxn
- la Km reste la même
- dimunition de la Vmax
explication :
- les inhibiteurs non ocmpétitifs, en se liant a des molécules d’ezymes de manière permanente, éliminent des molécules d’enzymes : c’est comme s’il y en avait moins
- la Vmax diminue, car pls molécules d’enzymes sont détruites
- les enzymes intactes conservent la même affinité pour leur substrat (la présence de l’inhibiteur non compétitif n”affecte pas la fréquence à laquelle les enzymes se lient à leur substrat) : la Km (mesure d’affinité) reste la même
comment les inhibiteurs non compétitifs inactivent-ils l’enzyme
- liaison au site actif : impossibilité pour le substrat d’y accéder
- liaison à un autre endroit de l’enzyme et modification de sa structure tertiaire : affecte indirectement le site actif, qui n’est plus accessible par le substrat
ou est déversé le suc pancréatique
dans le duodénum
composition suc pancréatique
- enzymes digestives synthétisées par le pancréas exocrine
- bicarbonate de Na et de K (neutralisation de l’acide provenant de l’estomac)
nommer les principales enzymes du suc pancréatique
- trypsine
- chymotrypsine
- élastase
- carboxypeptidase A et B
- lipase
- amylase
fonction du suc pancréatique
contient des enzymes qui hydrolysent des molécules complexes du bol alimentaire en molécules plus simples pour permettre leur absorption par les cellules épithéliales de la muqueuse intestinale
fonction de la trypsine (suc pancréatique)
hydrolyse de liaisons peptiques des prots alimentaires
fonction de la chymotrypsine (suc pancréatique)
hydrolyse de liaisons peptiques des prots alimentaires
fonciton de l’élastase (suc pancréatique)
hydrolyse de liaisons peptiques des prots alimentaires
fonction de la carboxypeptidase A et B (suc pancréatique)
hydrolyse de liaisons peptiques des prots alimentaires
fonction de la lipase
hydrolyse des triacylglycérols en acides gras et en 2-acylglycérol
fonction de l’amylase
hydrolyse des liaisons alphae (1 -> 4) de l’amidon et du glycogène des aliments
quelles enzymes du suc pancréatique sont chargées de l’hydrolyse de liaisons peptidiques des prots alimentaires
trypsine
chymotrypsine
élastase
carboxypeptidase A et B
sous quelle forme trouve-t-on les enzymes protéolytique dans le suc pancréatique?
sous forme de proenzymes
- trypsine : trypsinogène
- chymotrypsine : chymotrypsinogène
- élastase : proélastase
- carboxypeptidases : procarboxypeptidases
avantage de la sécrétion sous forme de proenzymes des enzymes protéolytique du pancréas
empecher une autodigestion du pancréas qui réalise la synthèse d’enzymes potentiellement dangereuses
ou sont activées les proenzymes pancréatiques
intestin
comment sont activées les proenzymes pancréatiques
- trypsinogène : clivage d’un hexapeptide par l’entéropeptidase = transformation en trypsine
- ensuite, la trypsine entraine elle-même l’activation de la trypsinogène et celle des autres proenzymes
pH optimal enzymes protéolytiques pancréatiques vs pH optimal enzymes protéolytiques estomac : interpreter les résultats
- pancréas : environ 7,5 - 8,5 (sauf élastase : 10)
- estomac : 1 à 2 (pepsine)
le pH optimal des enzymes est comparable au pH du milieu ou l’enzyme doit accomplir sa fonction
nommer 3 enzymes responsables de la digestion des glucides
- amylase
- saccharase
- lactase
ou sont synthétisée la saccharase et la lactase
synth par les cellules intestinales
ou sont situées la saccharase et la lactase
- font partie des prots membranaires des cellules intestinales
- elles sont sur la partie de la membrane recouvrant les microvillosités de la bordure en brosse des entérocytes (du coté faisant contact avec la lumière de l’intestin grêle)
caractéristiques de la saccharase
- enzyme formée de trois sous-unités possédant chacyne une activité enzymatique particulière : saccharasique, isomaltasique et maltasique
substrats + produits de l’activité saccharasique de la saccharase
- substrats : saccharose + eau
- produits : glucose + fructose
substrats + produits de l’activité isomaltasique de la saccharase
substrats : eau + liaisons alpha (1 -> 6) des dextrines provenant de l’hydrolyse de l’amidon par l’amylase
produits : oligosaccharides relativement courts ne contenat que les liaison osidiques alpha (1 -> 4), comme le maltose et le maltotriose
substrats + produits de l’activité maltasique de la saccharase
substrats : eau + maltose et maltotriose provenant de l’hydrolyese de l’amidon par l’amylase et les oligosaccharides relativement courts provenant de l’hydrolyse des dextrines par l’activité isomaltasique de la saccharse
- produits : glucose
substrats + produits de la lactase
- substrats : lactose + eau
- produits : glucose + galactose
def sang
liquide qui cirule dans le coeur, les artères, les capillaires et les veines et qui est constiyuté d’un liquide clair (plasma) dans lequel on retrouve des cellules (globules rouges, blanc et plaquettes)
def plasma
portion du sang sans les cellules sanguines
contient des prots chargées de la coagulation (sous la forme inactive)
def sérum
fraction liquide du sang obtenue in vitro après coagulation et retrait du caillot contenant la fibrine et les cellules sanguines
ne contient plus de fibrinogène
que représente une U (unité enzymatique)
- quantité d’enzyme nécessaire pour transformer une quantité donnée de substrat par unité de temps
- quantité de substrat transformé est proportionnelle à la quantité d’enzyme présente
def valeur de référence
valeurs auxquelles on se réfère pour interpreter un resultat de lab
comment on établit les valeurs de ref + conséquence
- faire la mesure chez des individus normaux et établir les limites en incluant 95% de ces individus (du 2,5ieme au 97,5ième percentile)
- conséquence : comme les limites exluet 5% des gens “normaux”, il y a la possibilité d’obtenir de sfaux positifs ou des faux négatifs
- autre manière : établir des limites au-dela ou en-deça desquelles il ya un risque de maladie peut importe les résultats obtenus dans la population “normale” (ex : niveaux de cholestérol, lipides sanguins)
pourquoi est-ce que la quantité d’enzyme dans le sang est un bon outil diagnostique
- lorsqu’il y a inflammation ou nécrise, les cellules affectée deviennent poreuses ou éclantes
- leurs contrneu se retrouve donc dans le liquide interstitiel, et il se retrouvera éventuellement dans la circulation sangine
- en observant les quantité d’enzymes “spécifiques” à certains organes dans le sang, il est possible d’affirmer qu’il y a atteinte aux tissu de cet organe
quelle maladie suggère la présence d’amylase dans le sang
pancréatite aigue
quelle maladie suggère la présence de lipase dans le sang
pancréatite aigue
quelle maladie suggère la présence de CK dans le sang
infarctus du myocarde
quelle maladie suggère la présence d’AST dans le sang
maladie hépatique, surtout cytolytique (ex : hépatite virale ou alcoolique)
quelle maladie suggère la présence d’ALT dans le sang
maladie hépatique, surtout cytolytique (ex : hépatite virale ou alcoolique)
quelle maladie suggère la présence de GGT dans le sang
maladie hépatique, surtout choléstase
quelle maladie suggère la présence d’ALP dans le sang
- maladie hépatique, surtout cholestase
- maladie osseuses (maladie de Paget)
maladie la plus probable si taux élevés de GGT et d’ALP dans le sang
maladie hépatique, surtout choléstase
maladie la plus probable si taux élevés UNIQUEMENT d’ALP dans le sang
maladie osseuse (maladie de Paget)
enzymes utiles au Dx des maladies osseuses
- amylase (normale)
- lipase (normale)
- CK (normale)
- AST (normale)
- ALT (normale)
- GGT (normale)
- ALP (élevée)
enzyme sutiles au Dx des pancréatites aigues
- amylase (élevée)
- lipase (élevée)
- CK (normale)
