Cours 2 - Enzymes Flashcards
Quel est l’avantage que procurent les enzymes (4)?
Elles accélèrent les réactions en abaissant l’énergie libre d’activation :
- Facilitent cinétique ment les réactions couplées
- Contrôlent et organisent les voies métaboliques (ana- et cata- bolisme) de manière séquencielle
- Se combinent de façon transitoire avec les réactifs pour atteindre l’état de transition (complexe ES)
Qu’est-ce qui permet la spécificité enzymatique?
Le site actif de l’enzyme est spécifique par induction, plus le substrat s’approche, plus il y a des interactions (ioniques, H et VdW). C’est une complémentarité structurale.
Qu’arrive t-il à la conformation de l’enzyme lorsqu’elle est liée au substrat?
Le complexe ES modifie sa conformation lorsqu’il est lié ou sous forme active pour être «flexible»
Où s’arrête l’analogie clef-serrure pour enzyme-substrat?
Même si les acides-aminés du site actif ne sont pas modifiés, mais que le reste de la séquence de l’enzyme l’est un peu, le repliement global sera affecté et la formation du complexe ES sera sans-doute rendue impossible
Quel est le «but» de la cinétique enzymatique?
Cherche à déterminer la Vmax d’une réaction catalysée par une enzyme, à mesure l’affinité pour les substrats et les effets inhibiteurs.
Définir les variables de la vitesse (V)
Quantité de produits formés (ou consommation de substrats) en fonction du temps, pour des concentrations d’enzymes et substrats établies.
De quoi dépend la vitesse en pratique?
- La concentration de substrat
- La quantité d’enzymes
Quand est-ce que la vitesse de transformation en produit est maximale?
Au temps 0 lorsque la vitesse initiale est proportionnelle à la concentration de substrat (en l’absence de produits)
Quand est-ce que la vitesse de transformation en produit est maximale mathématiquement parlant?
Quand v est tangente à la courbe au point t0
Est-ce que la quantité d’enzyme peut varier au courant de la réaction?
Non, elle sera toujours fixe. Seul le substrat va baisser pour que le produit augmente
Que se produit-il si l’E est saturée de S
Si l’enzyme est saturée de substrat, la vitesse maximale sera constante.
Que représente la constante de Michaelis (Km)
Elle reflète l’affinité de l’enzyme pour le substrat
Donne la [S] nécessaire pour que v = 1/2Vmax
Plus la valeur est grande, meilleure affinité
Est-ce que Vmax est une valeur réelle ou atteignable?
Non, c’est une valeur théorique approximative.
v va tendre vers Vmax quand [S] va tendre vers la saturation
Écrire l’équation Michaelis-Menten
v = (Vmax [S])/(Km + [S])
Qu’est-ce que décrit la constante catalytique (Kcat)
Elle mesure l’activité catalytique maximale de l’enzyme, sa rapidité d’action suite à sa liaison au substrat
Unités de Kcat
Nb molécules de S transformées/temps
Qu’and E est saturée par S
Comment calculer l’efficacité catalytique?
Kcat/Km , mesure l’efficacité catalytique d’une réaction quand [S] est basse
Par quels facteurs l’efficacité catalytique est-elle limitée (2)?
- La vitesse de diffusion
- La vitesse de formation du complexe ES
Quels sont les 3 principaux facteurs qui affectent l’activité enzymatique?
- pH
- Tº
- Force ionique
Comment le pH affecte l’activité enzymatique?
- Les chaînes latérales des acides aminés peuvent être ionisées ce qui vient affecter le repliement et donc la conformation finale de l’enzyme.
- Changement interaction avec l’eau
Quelle application au corps humain peut on faire par le principe que le pH affecte l’activité enzymatique?
L’ingestion de pilules enzymes aidant à la digestion ne peuvent se rendre dans intestins car l’acidité de l’estomac dénature la protéine et la clivant en acides aminés.
Ex : Trypsine est efficace à 7.7, mais le pH de l’estomac est à 2, ne pourra pas se rendre !
Comment la température peut affecter négativement l’activité enzymatique?
S’il y a trop grand refroidissement, l’enzyme aura tendance à figer
S’il l’enzyme est considérablement chauffée, les protéine seront dénaturées
Comment la température peut influencer positivement l’efficacité enzymatique?
Si elle est adéquate (40ºC), la température pourra procurer l’énergie nécessaire pour s’approcher de l’état de transition
Quels sont les deux grandes familles d’inhibiteurs enzymatiques?
- Inhibiteurs réversibles
- Inhibiteurs irréversibles
Comment fonctionnent les inhibiteurs réversibles?
Interagissent avec les enzymes par des réactions d’association et de dissociation (dynamique) sans formation de liaisons covalentes sables.
Comment fonctionnent les inhibiteurs irréversibles?
Ils forment des liens covalentes avec les enzymes et ne pourront qu’être dégradés par le «suicide» de l’enzyme
Quelles sont les deux sous-catégories d’inhibiteurs réversibles?
- Inhibition compétitive
- Inhibition non-compétitive
Comment fonctionne l’inhibition compétitive?
L’inhibiteur (I) interagit seulement avec les E et pas avec le complexe ES (sur le site actif)
Comment fonctionne l’inhibition non-compétitive?
I interagit soir avec E et/ou avec ES se fixant de façon non-covalente sur site différent du site actif.
- Avant le susbstrat
OU
- Après pour attente de changement de conformation
Schématiser tous les types d’inhibition + graphique
Voir diapo
Impact de l’inhibition réversible compétitive sur Km et Vmax
Km : constant
Vmax : constant, car représente la saturation de l’enzyme
L’I empêche liaison avec substrat en prenant sa place
Impact de l’inhibition réversible non-compétitive sur Km et Vmax
Km : constant
Vmax : diminue, comme si E diminuait parce qu’elle devient incapable de faire la transition
Comment l’inhibiteur irréversible se comporte t-il?
Un peu comme un inhibiteur non-compétitif parce qu’il y a une perte d’enzyme actif
Les inhibiteurs suicides sont-ils analogues au substrat?
OUI, mais à la différence va réagir de manière analogue
Nomme des exemples de mode d’action d’inhibiteurs compétitifs
- Phosphorylation (Protéines kinase qui ajoute ou enlève)
- Acétylation
- Ajout d’un groupement fonctionnel
Nomme des exemples de molécules qui agissent comme inhibiteurs irréversibles
- Pénicilline avec l’ajout du Ser-glycopeptide transpeptidase
- 5-fluorouracile
- aspirine
Nommer les 6 types de contrôles qui peuvent s’exercer sur l’activité enzymatique
- Ralentissement rx enzymatique par acc. produit
- Vitesse déterminée par dispo S et coenzymes
- Contrôle génétique par induction ou répression
- Régulation par modification covalentes réversibles (phosphorylation - kinase)
- Contrôles spécialisés par zymogènes (inactifs) et Isozymes (plusieurs structures 4aires)
- Régulations allostérique (autre site)
Applications de la régulation allostérique
- Permet de contrôler l’activité des enzymes situés aux étapes importantes des voies métaboliques
- Implique une modification de la structure tertiaire et quaternaire des enzymes
- Soit une inhibition ou une excitation
Quels sont les deux états des protéines oligomériques?
- Relâché (R) ou tendu (T)
Quelle conformation est prédominante en absence de S?
La conformation T
Quelle conformation permet à S de se lier fortement à l’enzyme?
La conformation R
S’il y a plusieurs sous unités d’une molécule sont elles coordonnées dans leurs conformations R ou T?
Oui
Les molécules qui se fixent à l’enzyme influent elles sur la liaison avec le susbstrat?
Oui elles agissent comme inhibiteur
