Chapitre 5 Flashcards
Les enzymes accélèrent quelles réactions?
Repliement d’une protéine
Dégradation de protéines
Conversion de CO2 en acide carbonique
Deux sortes de co-facteurs
Ion organique
Coenzyme
C’est quoi un groupement prosthétique
coenzyme ou ion métallique lié de façon covalente à la protéine enzymatique.
Constituants d’un haloenzyme
Apoenzyme
Coenzyme
Ions métalliques
Groupement prosthétique
Trois types de co-facteurs
- Molécules non-protéiques: ions, molécules organiques
- Associés à l’enzyme: groupement prosthétique (permanant), co-substrat (transitoire)
- Associés aux enzymes catalysant: des réactions oxydo-réduction et de transfert de groupes
Deux classifications des enzymes
suffixe ase
nom systématique de la classification internationale
Synthases
catalysent des réactions qui n’ont pas besoin de ATP ou GTP
Synthétases
nécessitent ATP ou GTP comme source d’énergie pour catalyser une réaction
Kinases
Ajout de P provenant de NTP à une autre molécule
Phosphorylase
le phosphate attaque la molécule et devient attaché.
Déshydrogénase
oxyde un substrat en réduisant un accepteur d’e (NAD+, FAD)
Carboxylase
Incorpore CO2 à une molécule
3 propriétés des enzymes
Pouvoir catalytique
Spécificité
Régulation
Sites sur l’apoenzyme
Sites de fixation des coenzymes
Sites de fixation des cofacteurs ioniques
Site actif (zone de reconnaissance du substrat)
Site de régulation
Sites de fixation aux structures cellulaires
Définition d’un substrat
Molécule liée au site actif de l’enzyme et transformée par l’enzyme.
Allozyme
Enzymes codés par différents allèles d’un même gène
Isozymes
Enzymes avec différentes séquences d’acides aminés, mais catalysent la même réaction.
Exemple d’isozyme
Lactate DH 4 chaines de deux types: Coeur: H4 Muscle et foie: M4 Autres tissus: HM3, H2M2
Variation d’énergie
Énergie dans systèmes biochimiques décrit en terme d’énergie libre
L’équilibre entre S et P représente la différence dans ΔG des états initiaux.
Si P (produit) a moins d’énergie que S (substrat)
ΔG - : vers la droite, libère de l’énergie
Si P (produit) a moins d’énergie que S (substrat)
ΔG + : vers la gauche, besoin d’énergie
Les enzymes catalysent les réactions mais ne modifient pas quoi?
L’équilibre thermodynamique
Équation d’énergie d’activaiton
Ea = État transition - État initial
Toute réaction enzymatique peut se faire en plusieurs étapes impliquant la formation et la dégradation de ______________?
d’intermédiaires de réaction
Quand il y a plusieurs intermédiaires dans une réaction, la vitesse globale est déterminée par quoi?
L’étape limitante, celle avec la plus haute énergie d’activation.
La vitesse d’une réaction dépend de quoi?
Concentration des substrats
Constante de vitesse k
Mécanismes d’action des réactions enzymatiques : avant
Modèle clé-serrure:
Structure rigide
Substrat s’insère dans le site actif, et la réaction se produit sans changement de conformation de l’enzyme.
Mécanismes d’action des réactions enzymatiques: après
Modèle de changement induit:
L’enzyme est dynamique
La liaison du substrat entraine un changement de conformation et la transformation du substrat.
Principes expliquant le pouvoir catalytique et la spécificité des enzymes
Liaisons faibles qui se forment quand l’enzyme et le substrat se lient :
Liaisons H, Hydrophobes, Ioniques, Van der Waals
Ces liaisons entrainent une petite libération d’énergie de liaison qui donne de la stabilité au complexe et donc abaisse l’énergie d’activation.
Enzyme complémentaire au substrat vs l’état de transition
Substrat : Stabilise substrat et il est dur de le tordre
État de transition: Déstabilise le substrat et catalyse la réaction.
Spécificité et groupements fonctionnels
Les groupements fonctionnels d’une enzyme sont arrangés optimalement pour former des interactions avec un substrat particulier dans l’état de transition (liaisons pas aussi avantageuses pour un autre substrat).
Les effets de la température sur les vitesses de réactions chimiques
Vitesse dépend du Temp pour maintenir le corps à un T compatible avec les réactions chimiques.
La sensibilité thermique est déterminée par quoi?
Q10
+Q10 = + sensible
Exemples d’acclimatation enzymatique
Grenouille: Les enzymes vont modifier les réactions de l’été en hiver, qui va changer les propriétés contractiles des muscles squelettiques et le rythme cardiaque, qui dit au grenouille qu’il faut hiberner.
Trou d’eau à marée basse: séquences d’isozymes à optima différents
L’effet du pH sur l’activité enzymatique
Chaque enzyme possède un pH optimal.
Le site actif de l’enzyme possèdent des acides aminés qui ont chacun un pKa spécifique. Le pKa représente l’affinité entre l’enzyme et le substrat.
C’est quoi les enzymes extremophiles
Enzymes qui proviennent des microorganismes vivants dans des conditions extrêmes (T, salinité, radiation, pH)
Exemples d’enzymes extremophiles
Thermophiles: Haute température Psychdrophiles: Basse température Acidophiles: Milieux acides Alkaliphiles: Milieux basiques Halophiles: Haute salinité
4 types d’inhibition (pas explications)
Inhibition compétitif
Inhibition non-compétitif
Inhibition in-compétitive
Inhibition irréversible
Inhibition compétitif
Inhibiteur se lie au site actif au lieu du substrat. Km augmente (liaison des substrats plus longtemps) Vmax ne change pas
Comment empêcher les inhibiteurs compétitifs à lier au site actif?
Augmente [S]
Inhibition non-compétitive
Inhibiteur se lie à un site autre que le site actif, change conformation, inactive l’enzyme.
Vmax diminue
Km ne change pas.
Une augmentation de [S] inhibe-tu un inhibition non-compétitive?
NON
Inhibition incompétitive
Inhibiteur se fixe sur le complexe ES
Km et Vmax change, mais rapport reste la même
Inhibition irréversible
Les inhibiteurs détruisent ou se combinent avec des groupements fonctionnels essentiels à l’activité enzymatique par liaison covalente (inhibition total)
L’inhibtion de l’activité protéique est à l’origine de quoi?
- Des médicaments
- Des agents chimiques toxiques
Exemples de médicament/ agent chimiques toxiques
Aspirine:
Inhibe cyclooxygénases (qui cause des douleurs)
Sarin: gaz neurotoxique puissant
Inhibe acetylcholinestérase.
Processus de couplage métabolique des complexes enzymatiques
- Polypeptides avec différentes activités enzymatiques se regroupent sous forme de sous-unités
- Armature
- Gènes de protéines indépendantes fusionnés pour produire une seule enzyme à domaines multiples.
Les rôles des enzymes régulatrices
- Au moins un enzyme détermine la vitesse globale de la réaction (catalyse étape la plus lente)
- Les autres enzymes: répondent aux lois cinétiques, sont en excès, et sont influencée par [S]
En général, l’enzyme régulatrice est inhibé par quoi?
Le produit final de la voie qui est en excès (rétrocontrôle)
Enzymes allostériques (bref)
Enzymes régulatrices qui changent de conformation après que le modulateur se lie au site allostérique (inhibe ou active).
Enzymes allostériques homotropes vs. hétérotropes
Homotropes: Modulateur = Substrat
Hétérotropes: Modulateur différent
La courbe de cinétique des enzymes allostériques est souvent de quelle forme? pourquoi?
Km s’appelle quoi au lieu?
Sigmoide
Interactions coopérative entre les sous-unités protéiques.
Chaque association change l’affinité un peu.
Km devient K0,5
Trois façons que les cellules régulent l’activité des enzymes
1) Diminution de K0,5 : Augmente K0 à chaque valeur de [S], rend la courbe pratiquement hyperbolique.
2) Liaisons covalentes: Phosphorylation par kinases ou phosphatases ou ubiquitination (# d’ubiquitine et site d’ubiquitine)
3) Coupure protéique irréversible
Un précurseur inactif, zymogène, est clivé pour former l’enzyme active.
