Cours 3 : Enzymologie Flashcards
Quelle est la demi-vie d’une liaison peptidoglycane
20 ans
Nommer 3 manières d’augmenter la vitesse de réaction
- 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
Quel est le rôle premier des enzymes
Agir comme un catalysateur biologique
La formation de l’intermédiaire de réaction (état de transition) ABC demande quoi
Une certain quantité d’énergie libre
Pourquoi on a besoin de l’énergie d’activation
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)
Mais si on nécessite de l’énergie pour faire une réaction pourquoi est ce que c’est payant énergétiquement
puisque les produits ont une énergie libre plus basse que les substrats, la réaction est globalement favorable thermodynamiquement
Que font les catalyseurs dans une rct chimique
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
V/F : le catalyseur change la diff. d’énergie entre les produit et les réactifs
Faux
en absence de catalyseur, il faudrait augmenter quels facteurs ( même si c’est bcp plus couteux énergiquement )
La T et la P
Les enzyme sont des catalyseurs de quelles natures
protéique ou ribonucléique (ARN; ribozyme)
* nous on se concentre + sur protéique
Expliquer le la catalyse chimique d’hydrogénation de l’éthylène avec la surface de métal
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
Les enzymes ont besoin de quelles conditions
Douces ( pH, T , temps )
Dans une réaction que fait habituellement l’enzyme
Forment un complexe avec leur substrat par liaisons habituellement non covalentes entre le site actif de l’enzyme et le substrat
Qu’est ce qui permet une grande spécificité à l’enzyme
la structure 3D de l’enzyme
à quel point les enzymes accélèrent les réactions
Accélèrent les réactions par 108 à 1017 fois
Dans une rct chimique : + la c des produits augmente…
Plus la C des substrats diminue
Que veut dire une rct à l’équilibre
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
Qu’est ce que la vitesse d’une rct
La vitesse décrit la diminution des réactifs ou l’apparition des produits dans le temps
Quelles est la particularité des vitesse initiales
Les vitesses initiales de la réaction dépendent uniquement de la c des réactifs à moment précis
Qu’est ce que les constanttes de rct K1 et K-1 ( décrivent quoi )
décrivent les proportions des produits et des réactifs à l’équilibre, et donc la tendance qu’à la réaction à se produire.
Donnez l’évolutions des vitesse d’une rct réversibles au fur et à mesure que le temps avance
v1 ↓ parce que [S] ↓
v-1 ↑ parce que [P] ↑
à l’équilibre la constante d’équilibre est quo
K1/k-1
Décrivez les graphiques de concentration et de vitesse en fct du temps
À l’équilibre
=> le graphique de vitesse montre deux courbe qui se fusionnent
=> concentration se croise mais ont leur plateau séparer
La vitesse de réaction est proportionnelle à quoi
à la fréquence avec laquelle les molécules réagissantes se rencontrent;
=>donc au produit des concentrations des substrats
Qu’est ce que l’ordre de réaction
la somme des exposants de l’équation de vitesse, donc à la molécularité (# de molécules qui doivent entrer en collision simultanément dans la réaction)
l’ordre 0 indique quoi
- v = cste
=>les collisions ne sont pas limitantes
Qu’est ce que le pseudo ordre 1
Si [A]»_space;>[B] v = k[A] 0[B] 1 = pseudo-ordre 1 , en fonction de [B] seulement ([A] inclus dans la constante)
Quelle est l’équation de la constante d’équilibre
Ke = [C]l [D]m /[A]j [B]k
Qu’est ce que le complexe enzyme-substrat
Le(s) substrat(s) se fixe(nt) de façon non-covalente à l’endroit approprié du site actif
Comment le complexe enzyme substrat catalyse la rct
rapproche les réactifs et les positionne favorablement
Favorise la formation d’intermédiaires métastables (diminue E d’activation)
Stabilise les états transitionnels intermédiaires
Quel est le problème avec un intermédiaire avec petite barrière énergétique pour donner P ou S
etirement des liens => fragilisation
Pour une quantité d’enzyme donnée, la vitesse d’apparition du produit évolue avec quoi et dépend de quoi
évolue avec le temps
=> (dépend de la quantité de produit accumulé, ainsi que de la concentration en substrat [S])
Qu’est ce que l’état stationnaire
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
Pour une réaction simple, et si la quantité de substrat n’est pas limitante, plus il y a d’enzyme plus..
La vitesse de rct est élevée
=> v est proportionnelle à la concentration d’enzyme
Pourquoi la vitesse de rct atteint un plateau
Lorsque l’enzyme est saturée en substrat, la vitesse (génération de produit en fonction du temps) dépend seulement de la concentration en enzyme
Quelle est l’équation de la rct simple lorsque l’enzyme est saturée
ES => E+ P
Si C de Substrat diminue avec le temps =>
V diminue avec le temps pcq v = k[S]
Dans la courbe d’apparition de P en fonction du temps, vo de 2E = 2 x vo de E si ….
C de S est très grande
Quelles sont les conditions expérimentales pour mesurer l’influence de C de l’enzyme sur v
=>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]
Qu’est ce que le steady state assumption
- 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]
Qu’est ce que la constante catalytique
le turn over number est une mesure du nombre d’événements catalytiques par seconde par site actif (ou molécule d’enzyme).
Quelle est le Kcat pour la plupart des enzymes
10^2 à 10^3 s-1
V/F : une Kcat de 10^7 est considérée moyenne
Faux , c’est très rapide
Dans un graphique de Vo en fct de la C de S Vmax correspond à quoi dans le graphique
Vo lorsque S est saturante ( plateau )
Un km faible signifie quoi
- 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
Données les composantes du graphique de Linewear-Burk
- 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 )
Expliquer comment on peut utiliser le Km en médecine
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
Quelle est l’équation de Michaelis -Menten
V0 = Vmax x C de S / Km+ C de S
Possitionner Km en fct de V,ax
Km = C de S pour Vmax / 2
écrivez Km en fct de K1 et K-1
km = K-1 / k1
Le pH influence quoi dans une rct enzymatique
La liaison du substrat à l’enzyme
L’ionisation du substrat
L’activité catalytique de l’enzyme
Quelle est l’impact du pH sur la structure de l’enzyme
- 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
Qu’est ce que le pH optimal
pH ou l’enzyme prospère le mieux
=> enzymes spécifiques à certains environnements (estomac vs intestins, cytosol vs lysosomes, etc.)
V/F : L’enzyme respecte l’équation de Michaelis-Menten à un pH donné
Oui , mais km et Vmax change en fct du pH
Quelle est l’effet positif et négatif de l’augmentation de T sur la rct enzymatique
- T augmente la vitesse de réaction (énergie cinétique plus grande)
- T augmente la dénaturation de l’enzyme
Quelles est la T optimal pour les enzymes humaine
37 degrés
Qu’est ce que la température optimal
Intersection des courbes pour avoir le moment ou la vitesse est la plus grande sans que l,enzyme soit dénaturée
Qu’est ce que le site actif
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.
Qu’est ce que le ligand
petite molécule se liant à une protéine par des interactions non covalentes
Qu’est ce que le sites allostérique (modulateur)
site de l’enzyme autre que le site actif où peuvent se fixer réversiblement des molécules capables de moduler la vitesse de réaction
Qu’est ce qu’un inhibiteur
Toute substance capable d’empêcher ou diminuer la réaction enzymatique (au site actif ou ailleurs, réversiblement ou pas)
Que catalyse la famille d’enzyme oxydoréductase
ajoutent ou enlèvent un électron ou un hydrogène (déshydrogénases, oxydases, réductases, oxygénases, peroxydase)
Que catalyse la famille d’enzyme transférase
transfert d’un groupe chimique entre 2 substrats (ex. NH2, méthyle, glucose, etc)
Que catalyse la famille d’enzyme isomérases
réactions de changement structural: chimique ou optique
Que catalyse la famille d’enzyme ligase synthétases
réaction d’addition de 2 substrats (requiert énergie)
Nomme 4 famille d’enzyme
1) Isomérase
2) Ligases ( synthétases )
3) Oxydoréductase
4) Transférase
Quel est le mécanisme le plus fréquent pour le a.a. qui participe au site actif
catalyse acide-base (échange de proton)
Expliquer la catalyse acide vs basique
Catalyse acide : catalyse en donnant son proton ( va reprendre à la fin )
Catalyse basique : catalyse en prenant le proton qui sera remplacer ailleurs
Les protéases brise quelle lien
Le lien peptidique
Nommez les 3 protéase et les substrat qui leur sont spécifique
chymotrypsine: PHE, TYR ou TRP (aromatiques)
trypsine: LYS, ARG mais pas HIS (dibasiques)
élastase: GLY ou ALA (petits et non polaires)
V/F : Niveau de spécificité variable selon les enzymes
Vrai
Les enzymes sont spécifique pour quoi
Une classe de rct
à quel endroit peut il y avoir des enzyme qui sont plus spécifique
- 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
Les enzymes impliquées dans une voie métabolique commune ont évolué comment
Pour fonctionner à proximité
Pourquoi c’est un avantage que les enzyme travaille à proximité
Limite la diffusion du produit
De quelle manière les enzymes peuvent être positionné
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.
Quelles rct ne peuvent pas être expliquer par l’équation de Michaelis-Menten
- Les réactions à plusieurs substrats
- Les réactions à plusieurs étapes
- Les réactions coopératives ou modulées de façon allostérique ( Liaison du substrat à un site influence l’activité catalytique d’un site distinct )
Nommez et expliquer les deux types de mécanisme de rct séquentielle à 2 substrate
- 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
- 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
Quel est un autre type de mécanisme pour des rct à 2 substrat
- 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
