Cours 2 - Enzymes

Question 1

Quel est l’avantage que procurent les enzymes (4)?

Answer 1

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)

Question 2

Qu’est-ce qui permet la spécificité enzymatique?

Answer 2

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.

Question 3

Qu’arrive t-il à la conformation de l’enzyme lorsqu’elle est liée au substrat?

Answer 3

Le complexe ES modifie sa conformation lorsqu’il est lié ou sous forme active pour être «flexible»

Question 4

Où s’arrête l’analogie clef-serrure pour enzyme-substrat?

Answer 4

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

Question 5

Quel est le «but» de la cinétique enzymatique?

Answer 5

Cherche à déterminer la Vmax d’une réaction catalysée par une enzyme, à mesure l’affinité pour les substrats et les effets inhibiteurs.

Question 6

Définir les variables de la vitesse (V)

Answer 6

Quantité de produits formés (ou consommation de substrats) en fonction du temps, pour des concentrations d’enzymes et substrats établies.

Question 7

De quoi dépend la vitesse en pratique?

Answer 7

• La concentration de substrat
• La quantité d’enzymes

Question 8

Quand est-ce que la vitesse de transformation en produit est maximale?

Answer 8

Au temps 0 lorsque la vitesse initiale est proportionnelle à la concentration de substrat (en l’absence de produits)

Question 9

Quand est-ce que la vitesse de transformation en produit est maximale mathématiquement parlant?

Answer 9

Quand v est tangente à la courbe au point t0

Question 10

Est-ce que la quantité d’enzyme peut varier au courant de la réaction?

Answer 10

Non, elle sera toujours fixe. Seul le substrat va baisser pour que le produit augmente

Question 11

Que se produit-il si l’E est saturée de S

Answer 11

Si l’enzyme est saturée de substrat, la vitesse maximale sera constante.

Question 12

Que représente la constante de Michaelis (Km)

Answer 12

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

Question 13

Est-ce que Vmax est une valeur réelle ou atteignable?

Answer 13

Non, c’est une valeur théorique approximative.
v va tendre vers Vmax quand [S] va tendre vers la saturation

Question 14

Écrire l’équation Michaelis-Menten

Answer 14

v = (Vmax [S])/(Km + [S])

Question 15

Qu’est-ce que décrit la constante catalytique (Kcat)

Answer 15

Elle mesure l’activité catalytique maximale de l’enzyme, sa rapidité d’action suite à sa liaison au substrat

Question 16

Unités de Kcat

Answer 16

Nb molécules de S transformées/temps
Qu’and E est saturée par S

Question 17

Comment calculer l’efficacité catalytique?

Answer 17

Kcat/Km , mesure l’efficacité catalytique d’une réaction quand [S] est basse

Question 18

Par quels facteurs l’efficacité catalytique est-elle limitée (2)?

Answer 18

• La vitesse de diffusion
• La vitesse de formation du complexe ES

Question 19

Quels sont les 3 principaux facteurs qui affectent l’activité enzymatique?

Answer 19

• pH
• Tº
• Force ionique

Question 20

Comment le pH affecte l’activité enzymatique?

Answer 20

• 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

Question 21

Quelle application au corps humain peut on faire par le principe que le pH affecte l’activité enzymatique?

Answer 21

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 !

Question 22

Comment la température peut affecter négativement l’activité enzymatique?

Answer 22

S’il y a trop grand refroidissement, l’enzyme aura tendance à figer
S’il l’enzyme est considérablement chauffée, les protéine seront dénaturées

Question 23

Comment la température peut influencer positivement l’efficacité enzymatique?

Answer 23

Si elle est adéquate (40ºC), la température pourra procurer l’énergie nécessaire pour s’approcher de l’état de transition

Question 24

Quels sont les deux grandes familles d’inhibiteurs enzymatiques?

Answer 24

• Inhibiteurs réversibles
• Inhibiteurs irréversibles

Question 25

Comment fonctionnent les inhibiteurs réversibles?

Answer 25

Interagissent avec les enzymes par des réactions d’association et de dissociation (dynamique) sans formation de liaisons covalentes sables.

Question 26

Comment fonctionnent les inhibiteurs irréversibles?

Answer 26

Ils forment des liens covalentes avec les enzymes et ne pourront qu’être dégradés par le «suicide» de l’enzyme

Question 27

Quelles sont les deux sous-catégories d’inhibiteurs réversibles?

Answer 27

• Inhibition compétitive
• Inhibition non-compétitive

Question 28

Comment fonctionne l’inhibition compétitive?

Answer 28

L’inhibiteur (I) interagit seulement avec les E et pas avec le complexe ES (sur le site actif)

Question 29

Comment fonctionne l’inhibition non-compétitive?

Answer 29

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

Question 30

Schématiser tous les types d’inhibition + graphique

Answer 30

Voir diapo

Question 31

Impact de l’inhibition réversible compétitive sur Km et Vmax

Answer 31

Km : constant
Vmax : constant, car représente la saturation de l’enzyme

L’I empêche liaison avec substrat en prenant sa place

Question 32

Impact de l’inhibition réversible non-compétitive sur Km et Vmax

Answer 32

Km : constant
Vmax : diminue, comme si E diminuait parce qu’elle devient incapable de faire la transition

Question 33

Comment l’inhibiteur irréversible se comporte t-il?

Answer 33

Un peu comme un inhibiteur non-compétitif parce qu’il y a une perte d’enzyme actif

Question 34

Les inhibiteurs suicides sont-ils analogues au substrat?

Answer 34

OUI, mais à la différence va réagir de manière analogue

Question 35

Nomme des exemples de mode d’action d’inhibiteurs compétitifs

Answer 35

• Phosphorylation (Protéines kinase qui ajoute ou enlève)
• Acétylation
• Ajout d’un groupement fonctionnel

Question 36

Nomme des exemples de molécules qui agissent comme inhibiteurs irréversibles

Answer 36

• Pénicilline avec l’ajout du Ser-glycopeptide transpeptidase
• 5-fluorouracile
• aspirine

Question 37

Nommer les 6 types de contrôles qui peuvent s’exercer sur l’activité enzymatique

Answer 37

1. Ralentissement rx enzymatique par acc. produit
2. Vitesse déterminée par dispo S et coenzymes
3. Contrôle génétique par induction ou répression
4. Régulation par modification covalentes réversibles (phosphorylation - kinase)
5. Contrôles spécialisés par zymogènes (inactifs) et Isozymes (plusieurs structures 4aires)
6. Régulations allostérique (autre site)

Question 38

Applications de la régulation allostérique

Answer 38

• 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

Question 39

Quels sont les deux états des protéines oligomériques?

Answer 39

• Relâché (R) ou tendu (T)

Question 40

Quelle conformation est prédominante en absence de S?

Answer 40

La conformation T

Question 41

Quelle conformation permet à S de se lier fortement à l’enzyme?

Answer 41

La conformation R

Question 42

S’il y a plusieurs sous unités d’une molécule sont elles coordonnées dans leurs conformations R ou T?

Answer 42

Oui

Question 43

Les molécules qui se fixent à l’enzyme influent elles sur la liaison avec le susbstrat?

Answer 43

Oui elles agissent comme inhibiteur