Cours 3 - Inhibition enzymatique Flashcards
Qu’est-ce qu’un effecteur dans le contexte enzymatique ?
Une molécule qui modifie la vitesse d’une réaction enzymatique, soit en augmentant l’activité enzymatique (activateur), soit en la diminuant (inhibiteur).
Pourquoi l’inhibition enzymatique est-elle importante en pharmacologie ?
Elle permet de développer des médicaments, tests diagnostiques, et biosenseurs en comprenant le mécanisme d’inhibition au niveau moléculaire.
Quels sont les avantages d’étudier l’effet des inhibiteurs sur les enzymes ?
- Cela affine le mécanisme catalytique,
- Améliore la connaissance de la spécificité de l’enzyme et
- Aide à concevoir des inhibiteurs plus sélectifs avec une plus forte affinité.
Quelle est la différence principale entre une inhibition réversible et une inhibition irréversible en termes de type de liaison ?
L’inhibition réversible implique des liaisons non covalentes, tandis que l’inhibition irréversible implique des liaisons covalentes.
Quel est l’objectif principal de l’utilisation des inhibiteurs irréversibles en biochimie ?
Déterminer les groupes actifs du site catalytique.
Quels sont les deux mécanismes par lesquels un inhibiteur réversible peut réduire l’activité d’une enzyme ?
1) En empêchant la fixation du substrat (S) au site actif en bloquant l’accès.
2) En provoquant un changement conformationnel au site actif, notamment à l’état de transition.
Comment est traduite l’affinité d’un inhibiteur pour l’enzyme ?
Par la constante d’inhibition 𝐾𝑖 .
Vrai ou Faux : La constante d’inhibition 𝐾𝑖 est une mesure de l’efficacité d’un inhibiteur et s’exprime en unités molaires.
Vrai
Quels sont les deux critères principaux qui définissent un inhibiteur “idéal” ?
1) Une forte affinité pour l’enzyme (𝐾𝑖 faible).
2) Une forte sélectivité par rapport au substrat (
𝐾𝑚/𝐾𝑖 élevé).
Que signifie un 𝐾𝑖 faible pour un inhibiteur ?
Cela indique que l’inhibiteur a une forte affinité pour l’enzyme.
Pourquoi un rapport 𝐾𝑚/𝐾𝑖 élevé est-il important pour un inhibiteur “idéal” ?
Parce qu’il reflète une forte sélectivité de l’inhibiteur pour l’enzyme par rapport au substrat, ce qui augmente son efficacité.
Quelle est la définition d’un inhibiteur compétitif ?
Un inhibiteur compétitif est en compétition avec le substrat pour se fixer au site actif de l’enzyme, empêchant ainsi la liaison entre le substrat et l’enzyme.
- Cependant, si le substrat se fixe, la réaction se déroule normalement.
Quel est l’effet d’un inhibiteur compétitif sur le 𝐾𝑀?
Le 𝐾𝑀 augmente.
Quel est l’effet d’un inhibiteur compétitif sur le 𝑉𝑚𝑎𝑥 ?
Le 𝑉𝑚𝑎𝑥 n’est pas modifié.
Quelle est la définition d’un inhibiteur incompétitif ?
Un inhibiteur incompétitif se lie uniquement au complexe enzyme-substrat (ES) et non à l’enzyme libre (E), ce qui diminue la vitesse de la réaction en inhibant les complexes ES.
Quel est l’effet d’un inhibiteur incompétitif sur le 𝐾𝑀?
Le 𝐾𝑀 diminue.
Quel est l’effet d’un inhibiteur incompétitif sur le 𝑉𝑚𝑎𝑥 ?
Le 𝑉𝑚𝑎𝑥 diminue.
Quelle est la définition d’un inhibiteur non-compétitif simple ?
Un inhibiteur non-compétitif simple se lie à l’enzyme libre ainsi qu’au complexe enzyme-substrat. La fixation entre le substrat et l’enzyme n’est pas affectée, mais la vitesse de la réaction est diminuée.
Quel est l’effet d’un inhibiteur non-compétitif simple sur le 𝐾𝑀?
Le 𝐾𝑀 n’est pas modifié.
Quel est l’effet d’un inhibiteur non-compétitif simple sur le 𝑉𝑚𝑎𝑥?
Le 𝑉𝑚𝑎𝑥 diminue.
Quel est le principe fondamental de l’inhibition compétitive ?
L’inhibition compétitive est un mécanisme où la fixation de l’inhibiteur empêche celle du substrat, et vice versa, rendant les deux fixations mutuellement exclusives.
Pourquoi la fixation du substrat et celle de l’inhibiteur sont-elles mutuellement exclusives dans l’inhibition compétitive ?
Parce que l’inhibiteur et le substrat se disputent le même site actif de l’enzyme.
- Analogie de structure entre le substrat et l’inhibiteur.
Quel est l’effet d’un inhibiteur compétitif sur le KM et le Vmax ?
Le KM est augmenté, mais le Vmax n’est pas modifié.
Comment l’inhibition compétitive peut-elle être surmontée ?
En augmentant la concentration en substrat à des niveaux saturants, ce qui déplace l’équilibre en faveur du complexe enzyme-substrat (E·S).
Que se passe-t-il à l’équilibre en présence d’une forte concentration de substrat dans le cas d’une inhibition compétitive ?
L’équilibre E + S ⇌ E·S est déplacé en faveur de E·S, tandis que l’équilibre E·I ⇌ E + I est déplacé en faveur de E.
Quelle similitude structurelle entre le substrat et l’inhibiteur leur permet de se lier au site actif de l’enzyme ?
Leur similitude structurelle permet à l’inhibiteur de se lier au site actif de l’enzyme, tout comme le substrat.
Quelle est la différence principale dans le mode de catalyse entre les enzymes de type I et de type II ?
- Type I : Catalyse par base générale et stabilisation de l’état de transition.
- Type II : Catalyse par proximité.
Qu’est-ce qui permet de quantifier la coopérativité dans l’inhibition enzymatique ?
Le coefficient de Hill permet de quantifier la coopérativité.
Comment la liaison d’une première molécule affecte-t-elle la liaison d’une deuxième molécule identique ?
La liaison d’une première molécule peut modifier l’affinité de l’enzyme pour une deuxième molécule identique.
Qu’indique une valeur de
𝐾𝑆 𝐸⋅𝐴 > 𝐾𝑆 𝐸⋅𝐴⋅𝐴 ?
Cela indique une coopérativité positive, où la liaison de A au complexe E·A est favorisée par rapport à la liaison à l’enzyme libre.
Qu’indique une valeur de
𝐾𝑆 𝐸⋅𝐴 < 𝐾𝑆 𝐸⋅𝐴⋅𝐴 ?
Cela indique une coopérativité négative, où la liaison de A au complexe E·A est défavorisée par rapport à la liaison à l’enzyme libre.
Que représente l’IC₅₀ dans une réaction enzymatique ?
L’IC₅₀ est la concentration totale d’inhibiteur nécessaire pour diminuer la vitesse réactionnelle d’une enzyme (ou autre fonction biologique) jusqu’à 50 % de sa valeur maximale non inhibée, sous des conditions définies.
Quelle est la relation entre IC₅₀ et la vitesse réactionnelle ?
IC₅₀ correspond à la concentration d’inhibiteur pour laquelle la vitesse réactionnelle est égale à 50 % de la vitesse maximale sans inhibiteur.
L’IC₅₀ est-elle une constante ? Expliquez.
Non, l’IC₅₀ varie selon les conditions expérimentales, comme la concentration de substrat ([S]).
Pourquoi est-il important de comparer l’IC₅₀ dans des conditions expérimentales similaires ?
Parce que les différences dans les conditions expérimentales peuvent influencer la valeur de l’IC₅₀, rendant la comparaison non fiable.
Est-il nécessaire de respecter les conditions de Michaelis-Menten pour déterminer l’IC₅₀ ? Pourquoi ?
Non, il n’est pas nécessaire de respecter ces conditions. On peut déterminer l’IC₅₀ avec un échantillon biologique sans connaître la concentration exacte de substrat ([S]) et appliquer différents inhibiteurs pour comparer leur effet.
Quelle est la relation entre Ki et IC₅₀
Il existe une relation entre Ki (constante d’inhibition) et IC₅₀, qui permet de relier l’affinité d’un inhibiteur pour une enzyme (Ki) à la concentration d’inhibiteur nécessaire pour réduire de 50 % la vitesse réactionnelle (IC₅₀).
Que sont des isostères de la liaison peptidique ?
Les isostères de la liaison peptidique sont des groupements qui en sont des analogues stéréochimiques, occupant le même volume dans l’espace.
À quel complexe l’inhibiteur se fixe-t-il dans une inhibition incompétitive ?
L’inhibiteur se fixe au complexe enzyme-substrat (E·S), formant le complexe ternaire inactif E·S·I.
Quel type de réactions est principalement concerné par l’inhibition incompétitive ?
Les réactions impliquant plusieurs substrats.
Quels sont les effets de l’inhibiteur incompétitif sur Vmax et KM ?
Vmax et KM sont tous deux modifiés par le même facteur et diminuent.
Pourquoi l’inhibition incompétitive ne peut-elle pas être soulagée par un excès de substrat ?
Parce que l’inhibiteur agit uniquement sur le complexe enzyme-substrat (E·S) déjà formé, et un excès de substrat ne déplace pas cet équilibre.
Comment un excès de substrat peut-il causer l’inhibition d’une enzyme ?
Un excès de substrat peut entraîner une inhibition incompétitive, où deux molécules de substrat se lient à l’enzyme mais ne peuvent pas être transformées en produit, bloquant ainsi l’activité enzymatique.
Quel est le rôle biologique de l’inhibition par excès de substrat ?
Ce mécanisme agit comme un processus naturel d’autorégulation de l’activité enzymatique.
Donnez un exemple d’inhibition par excès de substrat.
Un excès de substrat acétylcholine inhibe l’enzyme acétylcholinestérase.
Quelle est la particularité des sites de fixation du substrat et de l’inhibiteur dans une inhibition non compétitive mixte ?
Les sites de fixation du substrat et de l’inhibiteur sont distincts.
Où l’inhibiteur peut-il se fixer dans une inhibition non compétitive mixte ?
L’inhibiteur peut se fixer à l’enzyme libre (E) et au complexe enzyme-substrat (E·S).
Quels sont les effets d’une inhibition non compétitive mixte sur Vmax et KM ?
La valeur de Vmax est réduite, mais celle de KM n’est pas modifiée.
Cette inhibition (inhibition réversible non compétitive mixte) peut-elle être soulagée par un excès de substrat ? Pourquoi ?
Non, cette inhibition ne peut pas être soulagée par un excès de substrat, car l’inhibiteur agit indépendamment de la concentration en substrat.
Qu’est-ce qui caractérise une inhibition irréversible ?
Une inhibition irréversible implique la formation d’une liaison covalente stable entre l’enzyme et l’inhibiteur, rendant l’enzyme inactive de manière permanente.
Pourquoi l’action inhibitrice de l’inactivateur est-elle irréversible ?
Parce que l’adduit covalent formé entre l’enzyme et l’inhibiteur (E·I) est très stable et empêche toute réactivation de l’enzyme.
Que se passe-t-il lorsque toute l’enzyme libre (E) est liée à l’inhibiteur dans une inhibition irréversible ?
L’enzyme devient totalement inactive, et aucune activité enzymatique ne peut être restaurée.
Pourquoi l’inhibition irréversible est-elle importante en chimie médicinale ?
Parce qu’elle affecte les profils pharmacocinétiques (PC) et pharmacodynamiques (PD), permettant un effet prolongé même si la concentration sanguine du médicament diminue.
Quel avantage pratique offrent les inhibiteurs covalents par rapport aux médicaments conventionnels ?
Ils permettent d’espacer les doses, car leur effet persiste plus longtemps après l’administration.
Qu’est-ce qu’un inhibiteur ‘suicide’ ?
Un inhibiteur ‘suicide’ est un type d’inhibiteur irréversible qui réagit avec le nucléophile de l’enzyme pour former une liaison covalente, inactivant ainsi l’enzyme de manière irréversible.
Quelle caractéristique distingue un inhibiteur ‘suicide’ des autres types d’inhibition irréversible ?
C’est l’action normale de l’enzyme qui mène à son inactivation par l’inhibiteur.
