Cours 3 : Enzymologie Flashcards

1
Q

Quelle est la demi-vie d’une liaison peptidoglycane

A

20 ans

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Q

Nommer 3 manières d’augmenter la vitesse de réaction

A
  • Augmenter la température : impossible pour la plupart des organismes
  • Augmenter la concentration des réactifs : certaines réactions sont si lentes spontanément qu’il faudrait des concentrations impossible à atteindre en réalité
  • Utiliser un catalyseur
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3
Q

Quel est le rôle premier des enzymes

A

Agir comme un catalysateur biologique

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4
Q

La formation de l’intermédiaire de réaction (état de transition) ABC demande quoi

A

Une certain quantité d’énergie libre

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5
Q

Pourquoi on a besoin de l’énergie d’activation

A

L’énergie “d’activation” requise provient du fait que les molécules doivent s’orienter correctement pour former l’intermédiaire (∆S négatif) et que pour favoriser les contacts entre molécules, il faut favoriser leur mouvement (donner de la chaleur, donc ∆H positif)

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6
Q

Mais si on nécessite de l’énergie pour faire une réaction pourquoi est ce que c’est payant énergétiquement

A

puisque les produits ont une énergie libre plus basse que les substrats, la réaction est globalement favorable thermodynamiquement

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7
Q

Que font les catalyseurs dans une rct chimique

A

Le catalyseur réduit la barrière énergétique de la réaction chimique (énergie d’activation) en interagissant avec les substrats de la réaction et en augmentant la probabilité de formation de l’état de transition

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8
Q

V/F : le catalyseur change la diff. d’énergie entre les produit et les réactifs

A

Faux

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9
Q

en absence de catalyseur, il faudrait augmenter quels facteurs ( même si c’est bcp plus couteux énergiquement )

A

La T et la P

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10
Q

Les enzyme sont des catalyseurs de quelles natures

A

protéique ou ribonucléique (ARN; ribozyme)
* nous on se concentre + sur protéique

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11
Q

Expliquer le la catalyse chimique d’hydrogénation de l’éthylène avec la surface de métal

A

1) La surface métallique interagit avec les carbones de l’éthylène et avec l’hydrogène
2)Ces interactions favorisent grandement les contacts productifs entre les substrats, ce qui diminue de façon importante la quantité d’énergie requise pour que la réaction se produise

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12
Q

Les enzymes ont besoin de quelles conditions

A

Douces ( pH, T , temps )

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13
Q

Dans une réaction que fait habituellement l’enzyme

A

Forment un complexe avec leur substrat par liaisons habituellement non covalentes entre le site actif de l’enzyme et le substrat

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14
Q

Qu’est ce qui permet une grande spécificité à l’enzyme

A

la structure 3D de l’enzyme

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15
Q

à quel point les enzymes accélèrent les réactions

A

Accélèrent les réactions par 108 à 1017 fois

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16
Q

Dans une rct chimique : + la c des produits augmente…

A

Plus la C des substrats diminue

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17
Q

Que veut dire une rct à l’équilibre

A

Lorsque production de produits et de réactifs sont égales:
=>Lorsque V1 = V-1, le système est à l’équilibre
=>. Ça ne veut pas dire qu’autant de produits que de réactifs sont présents

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18
Q

Qu’est ce que la vitesse d’une rct

A

La vitesse décrit la diminution des réactifs ou l’apparition des produits dans le temps

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19
Q

Quelles est la particularité des vitesse initiales

A

Les vitesses initiales de la réaction dépendent uniquement de la c des réactifs à moment précis

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20
Q

Qu’est ce que les constanttes de rct K1 et K-1 ( décrivent quoi )

A

décrivent les proportions des produits et des réactifs à l’équilibre, et donc la tendance qu’à la réaction à se produire.

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21
Q

Donnez l’évolutions des vitesse d’une rct réversibles au fur et à mesure que le temps avance

A

v1 ↓ parce que [S] ↓
v-1 ↑ parce que [P] ↑

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22
Q

à l’équilibre la constante d’équilibre est quo

A

K1/k-1

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23
Q

Décrivez les graphiques de concentration et de vitesse en fct du temps

A

À l’équilibre
=> le graphique de vitesse montre deux courbe qui se fusionnent
=> concentration se croise mais ont leur plateau séparer

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24
Q

La vitesse de réaction est proportionnelle à quoi

A

à la fréquence avec laquelle les molécules réagissantes se rencontrent;
=>donc au produit des concentrations des substrats

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25
Q

Qu’est ce que l’ordre de réaction

A

la somme des exposants de l’équation de vitesse, donc à la molécularité (# de molécules qui doivent entrer en collision simultanément dans la réaction)

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26
Q

l’ordre 0 indique quoi

A
  • v = cste
    =>les collisions ne sont pas limitantes
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27
Q

Qu’est ce que le pseudo ordre 1

A

Si [A]&raquo_space;>[B] v = k[A] 0[B] 1 = pseudo-ordre 1 , en fonction de [B] seulement ([A] inclus dans la constante)

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28
Q

Quelle est l’équation de la constante d’équilibre

A

Ke = [C]l [D]m /[A]j [B]k

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29
Q

Qu’est ce que le complexe enzyme-substrat

A

Le(s) substrat(s) se fixe(nt) de façon non-covalente à l’endroit approprié du site actif

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30
Q

Comment le complexe enzyme substrat catalyse la rct

A

rapproche les réactifs et les positionne favorablement

Favorise la formation d’intermédiaires métastables (diminue E d’activation)

Stabilise les états transitionnels intermédiaires

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31
Q

Quel est le problème avec un intermédiaire avec petite barrière énergétique pour donner P ou S

A

etirement des liens => fragilisation

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32
Q

Pour une quantité d’enzyme donnée, la vitesse d’apparition du produit évolue avec quoi et dépend de quoi

A

évolue avec le temps
=> (dépend de la quantité de produit accumulé, ainsi que de la concentration en substrat [S])

33
Q

Qu’est ce que l’état stationnaire

A

Le moment où la vitesse est linéaire au début de la réaction car la quantité de produit accumulée est faible et la quantité de substrat n’est pas limitante

34
Q

Pour une réaction simple, et si la quantité de substrat n’est pas limitante, plus il y a d’enzyme plus..

A

La vitesse de rct est élevée
=> v est proportionnelle à la concentration d’enzyme

35
Q

Pourquoi la vitesse de rct atteint un plateau

A

Lorsque l’enzyme est saturée en substrat, la vitesse (génération de produit en fonction du temps) dépend seulement de la concentration en enzyme

36
Q

Quelle est l’équation de la rct simple lorsque l’enzyme est saturée

A

ES => E+ P

37
Q

Si C de Substrat diminue avec le temps =>

A

V diminue avec le temps pcq v = k[S]

38
Q

Dans la courbe d’apparition de P en fonction du temps, vo de 2E = 2 x vo de E si ….

A

C de S est très grande

39
Q

Quelles sont les conditions expérimentales pour mesurer l’influence de C de l’enzyme sur v

A

=>au début de la réaction, en condition saturante de substrat
[S]»»[E]
vi = v0 = k’[S]0 [E]1
(pseudo) ordre 1
tout le temps, à [S] saturante,
v = k’ [E]

40
Q

Qu’est ce que le steady state assumption

A
  • Lorsque la concentration de substrat est plus élevée que celle de l’enzyme,
  • et avant que [S] ne diminue significativement,
    =>on considère que la quantité de complexe ES est constante

Alors dans la rct E+s => ES => E+p
K1 K2 ou Kcat
L’étape limitante devient ES => E + P

On peut donc exprimer la vitesse de réaction globale :
V = K2 [ES]

41
Q

Qu’est ce que la constante catalytique

A

le turn over number est une mesure du nombre d’événements catalytiques par seconde par site actif (ou molécule d’enzyme).

42
Q

Quelle est le Kcat pour la plupart des enzymes

A

10^2 à 10^3 s-1

43
Q

V/F : une Kcat de 10^7 est considérée moyenne

A

Faux , c’est très rapide

44
Q

Dans un graphique de Vo en fct de la C de S Vmax correspond à quoi dans le graphique

A

Vo lorsque S est saturante ( plateau )

45
Q

Un km faible signifie quoi

A
  • KM faible signifie que l’enzyme est efficace pour de faibles [S] (et vice versa…)
  • La formation du complexe ES est favorisée
  • Le Vmax est atteint à faible concentration du substrat
    => Meilleure affinité de l’enzyme
46
Q

Données les composantes du graphique de Linewear-Burk

A
  • Axe des x 1/ C de S
  • Axe des y 1/V
  • Forme y = mx + b donc:
  • 1/Vmax = ordonnée à l’origine (b)
  • KM/Vmax= pente (m)
    -1/KM = interception avec l’axe des x ( absisse à l’origine )
47
Q

Expliquer comment on peut utiliser le Km en médecine

A

Si qqn à une intoxication à une substrat qui crée un produit mortel grâce à l’enzyme on peut lui donner une autre substance avec laquelle l’enzyme à un km + faible ( meilleure affinité ) pour éviter que l’enzyme catalyse et crée le produit nocif

48
Q

Quelle est l’équation de Michaelis -Menten

A

V0 = Vmax x C de S / Km+ C de S

49
Q

Possitionner Km en fct de V,ax

A

Km = C de S pour Vmax / 2

50
Q

écrivez Km en fct de K1 et K-1

A

km = K-1 / k1

51
Q

Le pH influence quoi dans une rct enzymatique

A

La liaison du substrat à l’enzyme
L’ionisation du substrat
L’activité catalytique de l’enzyme

52
Q

Quelle est l’impact du pH sur la structure de l’enzyme

A
  • pH ionise des a.a. au site catalytique de l’enzyme ou
    -change la structure secondaire/tertiaire/quaternaire
    =>Variations extrêmes de pH dénaturent l’enzyme
53
Q

Qu’est ce que le pH optimal

A

pH ou l’enzyme prospère le mieux
=> enzymes spécifiques à certains environnements (estomac vs intestins, cytosol vs lysosomes, etc.)

54
Q

V/F : L’enzyme respecte l’équation de Michaelis-Menten à un pH donné

A

Oui , mais km et Vmax change en fct du pH

55
Q

Quelle est l’effet positif et négatif de l’augmentation de T sur la rct enzymatique

A
  • T augmente la vitesse de réaction (énergie cinétique plus grande)
  • T augmente la dénaturation de l’enzyme
56
Q

Quelles est la T optimal pour les enzymes humaine

A

37 degrés

57
Q

Qu’est ce que la température optimal

A

Intersection des courbes pour avoir le moment ou la vitesse est la plus grande sans que l,enzyme soit dénaturée

58
Q

Qu’est ce que le site actif

A

cavité ou crevasse permettant la liaison du (des) substrat(s) de la réaction où les chaînes latérales de quelques résidus (a.a.) vont participer à la réaction chimique.

59
Q

Qu’est ce que le ligand

A

petite molécule se liant à une protéine par des interactions non covalentes

60
Q

Qu’est ce que le sites allostérique (modulateur)

A

site de l’enzyme autre que le site actif où peuvent se fixer réversiblement des molécules capables de moduler la vitesse de réaction

61
Q

Qu’est ce qu’un inhibiteur

A

Toute substance capable d’empêcher ou diminuer la réaction enzymatique (au site actif ou ailleurs, réversiblement ou pas)

62
Q

Que catalyse la famille d’enzyme oxydoréductase

A

ajoutent ou enlèvent un électron ou un hydrogène (déshydrogénases, oxydases, réductases, oxygénases, peroxydase)

63
Q

Que catalyse la famille d’enzyme transférase

A

transfert d’un groupe chimique entre 2 substrats (ex. NH2, méthyle, glucose, etc)

64
Q

Que catalyse la famille d’enzyme isomérases

A

réactions de changement structural: chimique ou optique

65
Q

Que catalyse la famille d’enzyme ligase synthétases

A

réaction d’addition de 2 substrats (requiert énergie)

66
Q

Nomme 4 famille d’enzyme

A

1) Isomérase
2) Ligases ( synthétases )
3) Oxydoréductase
4) Transférase

67
Q

Quel est le mécanisme le plus fréquent pour le a.a. qui participe au site actif

A

catalyse acide-base (échange de proton)

68
Q

Expliquer la catalyse acide vs basique

A

Catalyse acide : catalyse en donnant son proton ( va reprendre à la fin )

Catalyse basique : catalyse en prenant le proton qui sera remplacer ailleurs

69
Q

Les protéases brise quelle lien

A

Le lien peptidique

70
Q

Nommez les 3 protéase et les substrat qui leur sont spécifique

A

chymotrypsine: PHE, TYR ou TRP (aromatiques)
trypsine: LYS, ARG mais pas HIS (dibasiques)

élastase: GLY ou ALA (petits et non polaires)

71
Q

V/F : Niveau de spécificité variable selon les enzymes

A

Vrai

72
Q

Les enzymes sont spécifique pour quoi

A

Une classe de rct

73
Q

à quel endroit peut il y avoir des enzyme qui sont plus spécifique

A
  • spécificité de sous-classe de réaction (ex: amino vs méthyle transférase)
  • spécificité de famille de substrats ou de substrats spécifiques, stéréospécificité.
  • Plus rarement, spécificité absolue pour une seule réaction et un seul substrat
74
Q

Les enzymes impliquées dans une voie métabolique commune ont évolué comment

A

Pour fonctionner à proximité

75
Q

Pourquoi c’est un avantage que les enzyme travaille à proximité

A

Limite la diffusion du produit

76
Q

De quelle manière les enzymes peuvent être positionné

A

1) en complexe formé par plusieurs sous-unités
2) les enzymes sont liées à une protéine matrice commune
3) la fusion de plusieurs gènes en un seul, qui produit une protéine complexe avec plusieurs domaines.

77
Q

Quelles rct ne peuvent pas être expliquer par l’équation de Michaelis-Menten

A
  1. Les réactions à plusieurs substrats
  2. Les réactions à plusieurs étapes
  3. Les réactions coopératives ou modulées de façon allostérique ( Liaison du substrat à un site influence l’activité catalytique d’un site distinct )
78
Q

Nommez et expliquer les deux types de mécanisme de rct séquentielle à 2 substrate

A
  1. Réactions séquentielles de type ordonnée : Les substrats doivent se combiner à l’enzyme dans un ordre défini avant que la réaction ne puisse se produire
  2. Réactions séquentielles de type aléatoire : Les substrats doivent tous se combiner à l’enzyme avant que la réaction ne puisse se produire, mais l’ordre n’est pas défini
79
Q

Quel est un autre type de mécanisme pour des rct à 2 substrat

A
  • Rct ping-pong

Un des produits de la réaction est relâché avant la liaison du 2e substrat
F = enzyme modifiée temporairement, avec affinité pour le 2e substrat
Les substrats A et B n’interagissent pas en même temps avec l’enzyme
=> Diapo 43