Cours 2 - Influence du pH sur la cinétique des protéases Flashcards
1
Q
Que reflète l’influence du pH sur 𝑘cat/𝐾𝑀?
A
Elle reflète l’ionisation des groupes sur l’enzyme libre et sur le substrat.
2
Q
Que peut nous indiquer le profil pH-activité si le substrat ne possède pas de groupement ionisable dans l’intervalle de pH utilisé ?
A
Il peut nous donner les 𝑝𝐾𝑎 des groupements sur l’enzyme libre qui influencent l’activité.
3
Q
Pourquoi l’influence du pH sur 𝑘cat ou 𝐾𝑀 est-elle plus complexe ?
A
Parce qu’elle peut refléter l’ionisation du substrat, de l’enzyme libre, du complexe ES ou de l’acyl-enzyme, et dépendre du substrat utilisé.
4
Q
Quel est l’effet du pH sur l’équilibre entre les différentes formes de l’enzyme ?
A
→ Le pH influence l’ionisation de l’enzyme et peut faire passer l’enzyme d’une forme active à une forme non active.
5
Q
Pourquoi le
𝑝𝐻=(𝑝𝐾1+𝑝𝐾2) / 2 est-il important dans ces modèles ?
A
→ Il correspond au pH où l’activité enzymatique est maximale, déterminé par l’équilibre entre les formes protonées et déprotonées.
6
Q
Pourquoi l’activité enzymatique est-elle faible à pH bas (environ 3) ?
A
À pH bas, la concentration en 𝐻+ est élevée, ce qui peut entraîner la protonation de l’enzyme et une perte d’activité.
7
Q
Quelle est la relation entre kcat et KM, lorsque pH=pK1?
A
l’activité enzymatique est réduite de moitié, ce qui est visible dans l’équation
(𝑘cat/𝐾𝑀)obs = (𝑘cat/𝐾𝑀) / 2
8
Q
Quel effet a une augmentation du pH sur l’activité enzymatique ?
A
Une augmentation du pH entraîne une augmentation progressive de (𝑘cat/𝐾𝑀)obs, jusqu’à atteindre un plateau correspondant à l’activité maximale.
9
Q
Que représente 𝑝𝐾𝑎 dans l’étude de la cinétique enzymatique ?
A
→ Il représente le pH auquel l’enzyme est à 50 % sous sa forme protonée (EH) et à 50 % sous sa forme déprotonée (E).
10
Q
Quel est le lien entre 𝐾𝑎 et [𝐻+] selon la note en rouge ?
A
Lorsque pH = pKa, la concentration en proton [H+] est égale à Ka, ce qui signifie que [E] = [EH].
11
Q
Pourquoi les courbes de pH-activité varient-elles selon l’enzyme étudiée ?
A
→ Parce que chaque enzyme a des groupements ionisables différents qui influencent son activité en fonction du pH.
12
Q
Quelle est la différence entre les courbes d’activité et de stabilité enzymatique sur le graphique ?
A
→ La courbe d’activité montre le pH optimal où l’enzyme est la plus efficace,
→ Tandis que la courbe de stabilité montre l’intervalle de pH où l’enzyme conserve sa structure fonctionnelle.
13
Q
À quel pH approximatif un acide aminé sous forme libre perd-il son proton sur le groupe carboxyle (𝛼-COOH) ?
A
→ Environ à pH 2.0-2.4.
14
Q
À quel pH approximatif un acide aminé sous forme libre perd-il son proton sur le groupe amine (𝛼-NH₃⁺) ?
A
→ Environ à pH 9.0-9.8.
15
Q
Quel est le pKa de la chaîne latérale de la sérine ?
A
13.
16
Q
Quel est le pKa de la chaîne latérale de la thréonine ?
A
13
17
Q
Quel est le pKa de la chaîne latérale de l’arginine ?
A
12,5
18
Q
Quel est le pKa de la chaîne latérale de la lysine ?
A
10,5
19
Q
Quel est le pKa de la chaîne latérale de la tyrosine ?
A
10,1
20
Q
Quel est le pKa de la chaîne latérale de la cystéine ?
A
8,3
21
Q
Quel est le pKa de la chaîne latérale de l’histidine ?
A
6,0
22
Q
Quel est le pKa de la chaîne latérale de l’acide glutamique ?
A
4,3
23
Q
Quel est le pKa de la chaîne latérale de l’acide aspartique ?
A
3,9
24
Q
Pourquoi le 𝑝𝐾𝑎 d’un groupe ionisable peut-il être différent dans une enzyme par rapport à un acide aminé libre ?
A
→ Car l’environnement local (liaisons hydrogène, effets électrostatiques, interactions avec d’autres résidus) modifie la stabilité des formes protonées et déprotonées.
25
Quel est le 𝑝𝐾𝑎 de la cystéine 25 (Cys25) dans certaines protéases à cystéines ?
→ 𝑝𝐾𝑎= 4.2
26
Pourquoi le 𝑝𝐾𝑎 de la cystéine 25 est-il beaucoup plus bas que celui d’une cystéine libre (𝑝𝐾𝑎=8,3)?
→ Parce que son environnement enzymatique favorise sa déprotonation pour jouer un rôle catalytique.
27
Quel est le 𝑝𝐾𝑎 de l'histidine 159 (His159) dans ces enzymes ?
pKa = 8,2.
28
Dans quels types d’organismes trouve-t-on des protéases à cystéine ?
→ Elles sont présentes dans une grande variété d’organismes : bactéries, virus, parasites, plantes et mammifères.
29
Combien de cathepsines humaines existent et combien sont des protéases à cystéine ?
→ Il existe au moins 14 cathepsines humaines, dont 11 sont des protéases à cystéine.
30
Quel type de résidu est ciblé par les caspases ?
→ Elles coupent après un résidu aspartate.
31
Dans quels processus cellulaires les caspases sont-elles impliquées ?
→ Elles jouent un rôle dans l’apoptose, la prolifération, la différenciation et certaines conditions pathologiques comme le cancer et l’inflammation.
32
De quel élément les calpaïnes sont-elles dépendantes ?
→ Elles sont dépendantes du calcium.
33
Quel est le rôle des USP (ubiquitin-specific proteases) ?
→ Ce sont des protéases spécifiques de l’ubiquitine, essentielles pour la régulation de plusieurs protéines.
34
Quels sont les quatre niveaux où l'on retrouve la diversité des cathepsines ?
→ La distribution dans les tissus,
→ Les rôles physiologiques et pathologiques,
→ La spécificité du substrat
→ Les aspects structuraux de l’enzyme mature et de son précurseur.
35
Quelle est la principale conséquence fonctionnelle de l’augmentation du nombre de protéases à cystéine ?
→ La possibilité de redondance fonctionnelle entre différentes enzymes.
36
Pourquoi est-il difficile d’attribuer un rôle précis à une cathepsine spécifique ?
→ Parce que plusieurs cathepsines peuvent avoir des fonctions similaires, ce qui complique l’identification de leur rôle physiologique ou pathologique.
37
Pourquoi est-il difficile de concevoir des inhibiteurs spécifiques pour ces enzymes ?
→ À cause de la redondance fonctionnelle et de la similitude structurale entre les différentes cathepsines, ce qui complique le ciblage précis d’une enzyme sans affecter les autres.
38
Pourquoi la papaïne est-elle une enzyme particulièrement étudiée dans cette classe ?
→ C’est l’enzyme la plus étudiée de cette classe, en raison de sa stabilité et de son accessibilité.
→ Elle est isolée de la plante Carica papaya.
39
Quelle est la taille de la papaïne en termes d’acides aminés ?
→ Elle est formée d’une seule chaîne polypeptidique de 212 acides aminés.
→ Elle contient trois ponts disulfure, qui contribuent à stabiliser sa structure.
40
Combien de domaines structuraux possède la papaïne ? Où se situe le site actif de la papaïne ?
→ La papaïne est une protéine à deux domaines.
→ Le site actif se trouve dans la poche à l’intersection des deux domaines.
41
Pourquoi considère-t-on que les protéases à cystéine ont des structures tridimensionnelles similaires ?
→ Parce qu’elles présentent une homologie de séquence, suggérant une conservation de leur architecture structurelle.
42
Quel est l’intérêt d’aligner les séquences des protéases à cystéine ?
→ Cela permet de mieux comprendre et interpréter le mécanisme et la spécificité de ces enzymes.
43
Quelle est l’une des principales protéases à cystéine ayant une structure similaire à la papaïne ?
→ Les cathepsines.
44
Que signifie le concept d’évolution convergente?
→ Cela indique que différentes structures enzymatiques peuvent évoluer indépendamment mais aboutir à une fonction similaire (ex : hydrolyse des protéines).
45
Quel inhibiteur spécifique est utilisé pour inactiver les protéases à cystéine ? Quelle est l’origine ?
→ E-64, un inhibiteur d’origine microbienne.
→ Il est isolé à partir de cultures du champignon Aspergillus japonicus.
46
Quel autre inhibiteur est mentionné pour les protéases à cystéine ?
→ L’iodoacétate.
47
Combien d’étapes comporte le mécanisme des protéases à cystéine ? Quelle est la différence principale entre les protéases à cystéine et les protéases à sérine ?
→ Il comporte trois étapes.
→ Le groupement nucléophile est fourni par une cystéine (Cys) au lieu d’une sérine (Ser).
48
Quel est le rôle de l’anion thiolate de la cystéine 25 dans le mécanisme catalytique ?
→ Il attaque le carbone du groupe carbonyle du substrat pour produire un intermédiaire tétraédrique.
49
Quel est le rôle de l'histidine 159 dans la catalyse ?
→ Elle joue le rôle d’acide, en donnant un proton au groupe partant pour former P1.
50
Quelle est l’étape limitante du mécanisme des protéases à cystéine ?
→ La formation de l’intermédiaire acyl-enzyme.
51
Que se passe-t-il après la formation de l’intermédiaire acyl-enzyme ?
→ Il est rapidement hydrolysé, ce qui régénère la forme active de l’enzyme et libère P2.
52
Quels sont les charges importantes dans la forme majeure des triades catalytiques des protéases à cystéine ?
- L'histidine (His159) est protonée (charge positive) car elle joue un rôle clé dans l'activation du nucléophile.
- La cystéine (Cys25) est chargée négativement, mais elle peut devenir nucléophile après activation.
53
Que se passe-t-il lorsque le pH est trop acide ou trop basique par rapport à cette plage optimale de la papaïne ?
→ À pH trop acide, Cys25 reste protonée (RSH) et n’est plus un bon nucléophile.
→ À pH trop basique, His159 perd son proton et ne peut plus jouer son rôle d’accepteur de protons, empêchant la catalyse.
54
Dans quelles conditions la papaïne a-t-elle une activité enzymatique maximale ?
→ Lorsque Cys25 est sous forme d’anion thiolate (RS⁻) et His159 sous forme de cation imidazolium (ImH⁺).
55
Pourquoi le mécanisme d’hydrolyse des peptides par les protéases à cystéine implique-t-il un intermédiaire instable ?
→ Parce que l’attaque nucléophile de la cystéine sur le substrat génère un intermédiaire tétraédrique qui est transitoire et énergétiquement défavorable.
56
Quel rôle jouent les groupements situés dans la cavité oxyanionique ?
→ Ils stabilisent l’intermédiaire tétraédrique en formant des liaisons hydrogène, ce qui favorise la catalyse.
57
Pourquoi l’existence d’une cavité oxyanionique pour les protéases à cystéine a-t-elle été controversée ?
→ Parce que sa présence n’était pas clairement démontrée pendant plusieurs années, contrairement aux protéases à sérine où cette cavité est bien caractérisée.
58
Quel résidu a été impliqué dans la stabilisation de l’intermédiaire réactionnel dans la papaïne ?
→ La chaîne latérale de la glutamine 19 (Gln19).
59
Quel est l’effet des mutations Gln19Ala et Gln19Ser sur l’activité enzymatique de la papaïne ?
→ Elles entraînent une diminution du 𝑘cat/𝐾𝑀, ce qui signifie une réduction de l’efficacité catalytique.
60
Quelle est la conséquence énergétique de ces mutations sur l'activité enzymatique de la papaïne ?
→ Elles entraînent des changements d’énergie libre (ΔΔG) de 2.4 à 3.8 kcal/mole, indiquant une perte de stabilisation de l’état de transition.
61
Pourquoi la diminution du
𝑘cat/𝐾𝑀 après mutation est-elle une preuve directe du rôle de la cavité oxyanionique ?
→ Parce qu’elle montre que Gln19 joue un rôle clé dans la stabilisation de l’état de transition, facilitant ainsi la catalyse.
62
Pourquoi les chercheurs s’intéressent-ils à l’ingénierie de l’activité nitrile hydrase à partir de la papaïne ?
→ Parce que les études sur la papaïne et ses mutants ont montré que la cavité oxyanionique joue un rôle clé dans la stabilisation des intermédiaires réactionnels, ce qui peut être exploité pour modifier son activité enzymatique.
63
Quelle est la différence entre la transformation d’un amide et d’un nitrile par cette enzyme (la papaïne)?
→ Les amides sont hydrolysés en acides carboxyliques,
→ Tandis que les nitriles ne subissent pas la même hydrolyse et peuvent générer des thioimidates, qui peuvent agir comme inhibiteurs de la réaction.
64
Sous quelle forme le thioimidate existe-t-il au site actif de la papaïne ? Dans quelles conditions l’hydrolyse des thioimidates en solution se produit-elle ?
→ Il existe sous une forme non-protonée.
→ Elle se fait à pH acide.
65
Quel est l’objectif de l’introduction d’un donneur de proton dans la cavité oxyanionique ?
→ Il permet de favoriser la formation d’une forme protonée plus réactive du thioimidate, ce qui peut améliorer la catalyse.
66
Pourquoi une forme protonée du thioimidate serait-elle plus réactive ?
→ Car une protonation peut faciliter la rupture de la liaison et augmenter la réactivité du substrat dans le site actif enzymatique.
67
Quel est l’effet de la mutation Gln19Glu sur l’activité nitrile hydratase (MeOCO-PheAla-CN) ? (mutant Gln19Glu)
→ La mutation augmente considérablement l’activité enzymatique.
68
Quel est l’effet de la mutation sur l’activité amidase (CBZ-PheAla-CONH₂) ? (mutant Gln19Glu)
→ Elle diminue l’efficacité enzymatique
69
Pourquoi les mutations en position Gln19 ont-elles un effet important sur l’activité enzymatique ?
→ Parce qu’elles influencent directement les interactions dans la cavité oxyanionique, ce qui peut modifier la spécificité enzymatique.
70
Pourquoi la mutation Gln19Glu favorise-t-elle l’activité nitrile hydratase ?
→ Parce que le glutamate en position 19 introduit un groupement acide, favorisant la protonation et la stabilisation de l’intermédiaire de réaction.
71
Quel résidus en P₂ est le plus favorable pour la papaïne ?
Phénylalanine
72
Pourquoi la phénylalanine est-elle préférée en P₂ par la papaïne ?
→ Parce que le site actif de la papaïne possède une poche hydrophobe qui stabilise les acides aminés aromatiques comme Phe.
73
Pourquoi la papaïne hydrolyse-t-elle plus efficacement un substrat avec une phénylalanine en P₂ ?
→ Parce que son site actif contient une poche hydrophobe qui stabilise les acides aminés aromatiques comme la phénylalanine.
74
En quoi la spécificité de la cathepsine B en P₂ est-elle différente de celle de la papaïne ?
→ Contrairement à la papaïne, qui préfère majoritairement la phénylalanine (Phe) en P₂,
→La cathepsine B peut hydrolyser efficacement à la fois les substrats avec Phe et ceux avec Arginine (Arg) en P₂.
75
Pourquoi la cathepsine B est-elle plus efficace que la papaïne pour hydrolyser un substrat contenant de l’arginine en P₂ ?
→ La cathepsine B possède une poche de liaison différente en P₂, capable d’accueillir et de stabiliser un résidu chargé positivement comme l’arginine,
→ Contrairement à la papaïne qui préfère les acides aminés hydrophobes comme la phénylalanine.
76
Pourquoi peut-on dire que la papaïne a une spécificité plus stricte que la cathepsine B ?
→ Parce que la papaïne hydrolyse préférentiellement les substrats avec Phe en P₂,
→ Tandis que la cathepsine B est plus flexible et peut aussi bien reconnaître Phe que Arg en P₂.
77
Qu’est-ce que la mutagenèse dirigée et pourquoi est-elle utilisée en enzymologie ?
→ La mutagenèse dirigée est une technique qui permet de modifier spécifiquement une ou plusieurs séquences d’ADN afin de changer la structure et/ou la fonction d’une enzyme.
78
Quel est l’objectif de modifier la papaïne pour lui donner la spécificité de la cathepsine B ?
La mutagenèse dirigée a été employée pour changer la spécificité de la papaïne pour lui donner la spécificité de la cathepsine B
79
Quels sont les résidus clés impliqués dans la liaison du substrat au site S₂ de la papaïne ?
→ Les résidus Val 133, Val 157 et Ser 205 sont impliqués dans l’interaction avec le substrat.
80
Quelles mutations ont été réalisées pour modifier la spécificité de la papaïne ?
→Double mutant : Val133Ala / Ser205Glu
→ Triple mutant : Val133Ala / Val157Gly / Ser205Glu
81
Quelle est la principale différence entre le modèle du site S₂ natif et celui du triple mutant ?
→ Dans la papaïne native, le site S₂ favorise les acides aminés hydrophobes comme la phénylalanine (Phe).
→ Dans le triple mutant, le site S₂ est modifié pour interagir préférentiellement avec des résidus chargés positivement, comme l’arginine (Arg).
82
Quelle est la différence principale entre le profil pH-activité de la papaïne et celui de la cathepsine B ?
→ Le profil de la cathepsine B montre une activité optimale à pH plus acide (<7) comparé à la papaïne, qui a une activité maximale autour de pH 7-8.
83
Pourquoi observe-t-on une similitude du profil pH-activité du double mutant avec celui de la cathepsine B et non avec la papaïne ?
→ La mutation Ser205Glu introduit une charge négative dans le site actif, ce qui favorise l’interaction avec des substrats chargés positivement comme l’arginine, modifiant ainsi le comportement de l’enzyme.
84
Quelle est l’activité enzymatique spécifique de la cathepsine B ?
→ La cathepsine B possède une activité carboxypeptidase dipeptidique, ce qui signifie qu’elle clive les dipeptides à l’extrémité C-terminale des substrats.
85
Comment l’activité carboxypeptidase dipeptidique de la cathepsine B diffère-t-elle des autres protéases à cystéines ?
→ Contrairement aux autres protéases à cystéines qui clivent au milieu d’une séquence peptidique (endopeptidase),
→ La cathepsine B clive les résidus deux par deux à partir de l’extrémité C-terminale du substrat.
86
Quelle est la spécificité de clivage de la cathepsine B en termes de positions des résidus du substrat ?
→ La cathepsine B coupe après le résidu P₁’ et détache le dipeptide P₁’-P₂’, laissant le reste du peptide intact.
87
Quel est le rôle de la boucle d’insertion de la cathepsine B ?
→ Elle occupe les sous-sites S’ de l’enzyme et permet l’interaction spécifique avec l’extrémité C-terminale des substrats.
88
Quels acides aminés jouent un rôle clé dans l’activité spécifique de la cathepsine B ?
→ Deux résidus histidine (His) sont présents dans la boucle d’insertion, chargés positivement à pH neutre,
→ Ce qui leur permet d’interagir avec le groupement carboxylate (chargé négativement) du substrat.
89
Comment la boucle d’occlusion influence-t-elle la spécificité de la cathepsine B ?
→ Elle occupe les sous-sites S’, limitant l’accès aux substrats et favorisant la coupure en C-terminal, ce qui est caractéristique d’une activité exopeptidase.
90
Quelle est la principale différence structurelle entre la cathepsine B et la papaïne ?
→ La cathepsine B possède une boucle d’occlusion, qui ferme partiellement l’accès au site actif, contrairement à la papaïne.
91
Qu’est-ce que la spécificité positionnelle des protéases à cystéines ?
→ C'est la capacité d'une enzyme à reconnaître et cliver un substrat à une position spécifique, selon la nature des acides aminés présents aux sites P et S.
92
Quels sont les trois types de nomenclature des substrats dans la spécificité postionelle?
- Substrat artificiel carboxypeptidase (activité spécifique expérimentale).
- Substrat endopeptidase étendu (ENDO) (clivage interne).
- Substrat carboxypeptidase dipeptidique (EXO) (activité spécifique de la cathepsine B).
93
Quel est le rôle de la boucle d’occlusion dans la cathepsine B sauvage ?
→ Elle restreint l’accès au site actif, ce qui limite la cathepsine B à une activité exopeptidase.
94
Quels sont les effets des mutations His110Ala / Asp22Ala sur la boucle d’occlusion ?
→ Ces mutations déstabilisent la boucle d’occlusion, ce qui libère l’accès au site actif et permet une activité endopeptidase accrue.
95
Comment la libération de la boucle d’occlusion affecte-t-elle la spécificité enzymatique ?
→ La cathepsine B mutée devient plus proche d’une endopeptidase (comme la papaïne), car elle peut cliver plus loin du C-terminal du substrat.
96
Quel rôle joue la boucle d’inclusion dans la spécificité des protéases à cystéine ?
→ Elle détermine la liaison du substrat en positionnant son extrémité carboxyle dans le sous-site S₂.
97
Quel est le rôle du sous-site S₂ dans l’activité de la cathepsine B ?
→ Il est responsable de la spécificité pour une Phe en P₂, ce qui est généralement suffisant pour une activité endopeptidase.
98
Pourquoi le sous-site S₂’ est-il important ?
→ Il joue un rôle dans la spécificité positionnelle et est responsable de l’activité exopeptidase.
99
Comment sont généralement les formes matures des cathepsines ?
→ Elles sont monomériques.
100
Où se situe la plateforme catalytique dans la structure des cathepsines ?
→ Elle est située au cœur d’une structure à deux domaines, similaire à celle de la papaïne.
101
Dans quelle partie de la cathepsine se lie le substrat ?
→ Le substrat se lie dans la cavité formée par les deux domaines.
102
Quelle est une caractéristique spécifique des exopeptidases par rapport aux endopeptidases ?
→ Une obstruction de la cavité de liaison du substrat, qui est un déterminant important de la spécificité.
103
Pourquoi cette obstruction de la cavité de liaison du substrat est-elle importante pour les exopeptidases ?
→ Elle permet de stabiliser les extrémités amine ou carboxyle du substrat lié, ce qui est essentiel pour l’activité exopeptidase.
104
Quels sont les trois types de métalloprotéases bactériennes mentionnées dans le cours ?
→ Thermolysine,
→ Protéase neutre de B. subtilis
→ Aminopeptidase N de E. coli.
105
Quelles sont les principales métalloprotéases présentes chez les mammifères ?
→ Carboxypeptidases A et B
106
Quel est le rôle des carboxypeptidases A et B ?
→ Elles interviennent dans la digestion des protéines.
107
Quels sont les composants du site actif de la carboxypeptidase A ?
→ Un atome de zinc complexé à deux histidines, un acide glutamique et une molécule d’eau.
108
Quel type de peptidase est la carboxypeptidase A ?
→ C’est une exopeptidase.
109
Où se situe l’hydrolyse catalysée par la carboxypeptidase A ?
→ L’hydrolyse se produit au niveau du lien peptidique situé à un acide aminé en position C-terminale.
110
Quels types d’acides aminés sont préférentiellement hydrolysés par la carboxypeptidase A ?
→ Ceux qui possèdent une chaîne latérale aromatique ou hydrophobe.
111
Quel ion métallique est essentiel au site actif du carboxypeptidase A?
→ Le zinc (Zn²⁺).
112
Quel type de substrats sont préférentiellement hydrolysés par la carboxypeptidase A ?
→ Les acides aminés aromatiques ou avec des chaînes latérales branchées et spacieuses.
113
Quel est le rôle du Glu 270 dans la catalyse du carboxypeptidase A ?
→ Il joue le rôle de base générale, en polarisant l’eau pour qu’elle attaque le substrat.
114
Quel est le rôle du résidu Arg145 dans la fixation du substrat par la Carboxypeptidase A ?
→ Il est chargé positivement et interagit avec le groupe carboxyle C-terminal du substrat, qui est chargé négativement, assurant ainsi une stabilisation électrostatique.
115
Pourquoi la chaîne latérale de la tyrosine du substrat se place-t-elle dans une cavité non-polaire de l'enzyme ?
→ La cavité non-polaire du sous-site S1' permet d'accueillir des acides aminés hydrophobes ou aromatiques, optimisant ainsi l’affinité et l’orientation du substrat pour la catalyse.
116
Quels sont les trois ligands de l’atome de zinc dans le site actif de la Carboxypeptidase A ?
→ L’atome de zinc est coordonné aux résidus His69, His196 et Glu72, ainsi qu'à l’oxygène du groupement carbonyle du substrat en P1.
117
Quel est le rôle du Glu270 dans la réaction catalytique de la Carboxypeptidase A ?
→ Glu270 polarise la molécule d’eau, qui devient alors un nucléophile attaquant le carbone carbonyle du substrat, favorisant ainsi la rupture du lien peptidique.
118
Quel type de catalyse est mis en jeu dans l’hydrolyse du substrat par la Carboxypeptidase A ?
→ La réaction repose sur une catalyse acide-base, où Glu270 joue un rôle de base générale en polarisant l’eau pour initier l’attaque nucléophile.
119
Quels sont les trois éléments clés des mécanismes catalytiques des protéases ?
→ (1) Un groupement nucléophile pouvant réagir avec le carbone carbonyle du substrat.
→ (2) Un acide ou une base jouant un rôle dans la catalyse acide-base.
→ (3) Des donneurs de liaisons hydrogène ou une espèce chargée positivement pour stabiliser l’intermédiaire tétraédrique.
120
Quel est le nucléophile impliqué dans le mécanisme des sérine protéases ?
→ La Sérine195 joue le rôle de nucléophile, attaquant le carbone carbonyle du substrat.
121
Quel est le résidu jouant le rôle de base générale dans les sérine protéases et comment fonctionne-t-il ?
→ His57 déprotone la sérine pour la rendre plus nucléophile et faciliter l’attaque du substrat.
122
Quelle est la fonction du Gln19 dans les cystéine protéases ?
→ Il est impliqué dans la stabilisation de l’intermédiaire tétraédrique.
123
Quel est le nucléophile dans les cystéine protéases et en quoi est-il différent de celui des sérine protéases ?
→ Le soufre de la cystéine (Cys25) joue le rôle de nucléophile. Il est plus réactif que l’oxygène de la sérine en raison de la plus grande polarisabilité du soufre.
124
Quels sont les trois principaux types de mécanismes catalytiques partagés par toutes les protéases ?
→ (1) Stabilisation de l’état de transition
→ (2) Catalyse acide/base
→ (3) Effet de proximité et orientation
125
Comment la stabilisation de l’état de transition est-elle assurée dans les sérine, cystéine et métalloprotéases ?
→ Par une cavité oxyanionique qui stabilise l’intermédiaire tétraédrique chargé négativement.
126
Quel type de catalyse est unique aux sérine protéases et cystéine protéases?
Liaison covalente
127
Quel type de catalyse est unique au métalloprotéases?
Catalyse par ion métallique.
