Cours 3 - Inhibition enzymatique

Question 1

Qu’est-ce qu’un effecteur dans le contexte enzymatique ?

Answer 1

Une molécule qui modifie la vitesse d’une réaction enzymatique, soit en augmentant l’activité enzymatique (activateur), soit en la diminuant (inhibiteur).

Question 2

Pourquoi l’inhibition enzymatique est-elle importante en pharmacologie ?

Answer 2

Elle permet de développer des médicaments, tests diagnostiques, et biosenseurs en comprenant le mécanisme d’inhibition au niveau moléculaire.

Question 3

Quels sont les avantages d’étudier l’effet des inhibiteurs sur les enzymes ?

Answer 3

• 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.

Question 4

Quelle est la différence principale entre une inhibition réversible et une inhibition irréversible en termes de type de liaison ?

Answer 4

L’inhibition réversible implique des liaisons non covalentes, tandis que l’inhibition irréversible implique des liaisons covalentes.

Question 5

Quel est l’objectif principal de l’utilisation des inhibiteurs irréversibles en biochimie ?

Answer 5

Déterminer les groupes actifs du site catalytique.

Question 6

Quels sont les deux mécanismes par lesquels un inhibiteur réversible peut réduire l’activité d’une enzyme ?

Answer 6

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.

Question 7

Comment est traduite l’affinité d’un inhibiteur pour l’enzyme ?

Answer 7

Par la constante d’inhibition 𝐾𝑖 .

Question 8

Vrai ou Faux : La constante d’inhibition 𝐾𝑖 est une mesure de l’efficacité d’un inhibiteur et s’exprime en unités molaires.

Answer 8

Vrai

Question 9

Quels sont les deux critères principaux qui définissent un inhibiteur “idéal” ?

Answer 9

1) Une forte affinité pour l’enzyme (𝐾𝑖 faible).

2) Une forte sélectivité par rapport au substrat (
𝐾𝑚/𝐾𝑖 élevé).

Question 10

Que signifie un 𝐾𝑖 faible pour un inhibiteur ?

Answer 10

Cela indique que l’inhibiteur a une forte affinité pour l’enzyme.

Question 11

Pourquoi un rapport 𝐾𝑚/𝐾𝑖 élevé est-il important pour un inhibiteur “idéal” ?

Answer 11

Parce qu’il reflète une forte sélectivité de l’inhibiteur pour l’enzyme par rapport au substrat, ce qui augmente son efficacité.

Question 12

Quelle est la définition d’un inhibiteur compétitif ?

Answer 12

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.

Question 13

Quel est l’effet d’un inhibiteur compétitif sur le 𝐾𝑀?

Answer 13

Le 𝐾𝑀 augmente.

Question 14

Quel est l’effet d’un inhibiteur compétitif sur le 𝑉𝑚𝑎𝑥 ?

Answer 14

Le 𝑉𝑚𝑎𝑥 n’est pas modifié.

Question 15

Quelle est la définition d’un inhibiteur incompétitif ?

Answer 15

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.

Question 16

Quel est l’effet d’un inhibiteur incompétitif sur le 𝐾𝑀?

Answer 16

Le 𝐾𝑀 diminue.

Question 17

Quel est l’effet d’un inhibiteur incompétitif sur le 𝑉𝑚𝑎𝑥 ?

Answer 17

Le 𝑉𝑚𝑎𝑥 diminue.

Question 18

Quelle est la définition d’un inhibiteur non-compétitif simple ?

Answer 18

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.

Question 19

Quel est l’effet d’un inhibiteur non-compétitif simple sur le 𝐾𝑀?

Answer 19

Le 𝐾𝑀 n’est pas modifié.

Question 20

Quel est l’effet d’un inhibiteur non-compétitif simple sur le 𝑉𝑚𝑎𝑥?

Answer 20

Le 𝑉𝑚𝑎𝑥 diminue.

Question 21

Quel est le principe fondamental de l’inhibition compétitive ?

Answer 21

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.

Question 22

Pourquoi la fixation du substrat et celle de l’inhibiteur sont-elles mutuellement exclusives dans l’inhibition compétitive ?

Answer 22

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.

Question 23

Quel est l’effet d’un inhibiteur compétitif sur le KM et le Vmax ?

Answer 23

Le KM est augmenté, mais le Vmax n’est pas modifié.

Question 24

Comment l’inhibition compétitive peut-elle être surmontée ?

Answer 24

En augmentant la concentration en substrat à des niveaux saturants, ce qui déplace l’équilibre en faveur du complexe enzyme-substrat (E·S).

Question 25

Que se passe-t-il à l’équilibre en présence d’une forte concentration de substrat dans le cas d’une inhibition compétitive ?

Answer 25

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.

Question 26

Quelle similitude structurelle entre le substrat et l’inhibiteur leur permet de se lier au site actif de l’enzyme ?

Answer 26

Leur similitude structurelle permet à l’inhibiteur de se lier au site actif de l’enzyme, tout comme le substrat.

Question 27

Quelle est la différence principale dans le mode de catalyse entre les enzymes de type I et de type II ?

Answer 27

• Type I : Catalyse par base générale et stabilisation de l’état de transition.
• Type II : Catalyse par proximité.

Question 28

Qu’est-ce qui permet de quantifier la coopérativité dans l’inhibition enzymatique ?

Answer 28

Le coefficient de Hill permet de quantifier la coopérativité.

Question 29

Comment la liaison d’une première molécule affecte-t-elle la liaison d’une deuxième molécule identique ?

Answer 29

La liaison d’une première molécule peut modifier l’affinité de l’enzyme pour une deuxième molécule identique.

Question 30

Qu’indique une valeur de
𝐾𝑆 𝐸⋅𝐴 > 𝐾𝑆 𝐸⋅𝐴⋅𝐴 ?

Answer 30

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.

Question 31

Qu’indique une valeur de
𝐾𝑆 𝐸⋅𝐴 < 𝐾𝑆 𝐸⋅𝐴⋅𝐴 ?

Answer 31

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.

Question 32

Que représente l’IC₅₀ dans une réaction enzymatique ?

Answer 32

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.

Question 33

Quelle est la relation entre IC₅₀ et la vitesse réactionnelle ?

Answer 33

IC₅₀ correspond à la concentration d’inhibiteur pour laquelle la vitesse réactionnelle est égale à 50 % de la vitesse maximale sans inhibiteur.

Question 34

L’IC₅₀ est-elle une constante ? Expliquez.

Answer 34

Non, l’IC₅₀ varie selon les conditions expérimentales, comme la concentration de substrat ([S]).

Question 35

Pourquoi est-il important de comparer l’IC₅₀ dans des conditions expérimentales similaires ?

Answer 35

Parce que les différences dans les conditions expérimentales peuvent influencer la valeur de l’IC₅₀, rendant la comparaison non fiable.

Question 36

Est-il nécessaire de respecter les conditions de Michaelis-Menten pour déterminer l’IC₅₀ ? Pourquoi ?

Answer 36

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.

Question 37

Quelle est la relation entre Ki et IC₅₀

Answer 37

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).

Question 38

Que sont des isostères de la liaison peptidique ?

Answer 38

Les isostères de la liaison peptidique sont des groupements qui en sont des analogues stéréochimiques, occupant le même volume dans l’espace.

Question 39

À quel complexe l’inhibiteur se fixe-t-il dans une inhibition incompétitive ?

Answer 39

L’inhibiteur se fixe au complexe enzyme-substrat (E·S), formant le complexe ternaire inactif E·S·I.

Question 40

Quel type de réactions est principalement concerné par l’inhibition incompétitive ?

Answer 40

Les réactions impliquant plusieurs substrats.

Question 41

Quels sont les effets de l’inhibiteur incompétitif sur Vmax et KM ?

Answer 41

Vmax et KM sont tous deux modifiés par le même facteur et diminuent.

Question 42

Pourquoi l’inhibition incompétitive ne peut-elle pas être soulagée par un excès de substrat ?

Answer 42

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.

Question 43

Comment un excès de substrat peut-il causer l’inhibition d’une enzyme ?

Answer 43

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.

Question 44

Quel est le rôle biologique de l’inhibition par excès de substrat ?

Answer 44

Ce mécanisme agit comme un processus naturel d’autorégulation de l’activité enzymatique.

Question 45

Donnez un exemple d’inhibition par excès de substrat.

Answer 45

Un excès de substrat acétylcholine inhibe l’enzyme acétylcholinestérase.

Question 46

Quelle est la particularité des sites de fixation du substrat et de l’inhibiteur dans une inhibition non compétitive mixte ?

Answer 46

Les sites de fixation du substrat et de l’inhibiteur sont distincts.

Question 47

Où l’inhibiteur peut-il se fixer dans une inhibition non compétitive mixte ?

Answer 47

L’inhibiteur peut se fixer à l’enzyme libre (E) et au complexe enzyme-substrat (E·S).

Question 48

Quels sont les effets d’une inhibition non compétitive mixte sur Vmax et KM ?

Answer 48

La valeur de Vmax est réduite, mais celle de KM n’est pas modifiée.

Question 49

Cette inhibition (inhibition réversible non compétitive mixte) peut-elle être soulagée par un excès de substrat ? Pourquoi ?

Answer 49

Non, cette inhibition ne peut pas être soulagée par un excès de substrat, car l’inhibiteur agit indépendamment de la concentration en substrat.

Question 50

Qu’est-ce qui caractérise une inhibition irréversible ?

Answer 50

Une inhibition irréversible implique la formation d’une liaison covalente stable entre l’enzyme et l’inhibiteur, rendant l’enzyme inactive de manière permanente.

Question 51

Pourquoi l’action inhibitrice de l’inactivateur est-elle irréversible ?

Answer 51

Parce que l’adduit covalent formé entre l’enzyme et l’inhibiteur (E·I) est très stable et empêche toute réactivation de l’enzyme.

Question 52

Que se passe-t-il lorsque toute l’enzyme libre (E) est liée à l’inhibiteur dans une inhibition irréversible ?

Answer 52

L’enzyme devient totalement inactive, et aucune activité enzymatique ne peut être restaurée.

Question 53

Pourquoi l’inhibition irréversible est-elle importante en chimie médicinale ?

Answer 53

Parce qu’elle affecte les profils pharmacocinétiques (PC) et pharmacodynamiques (PD), permettant un effet prolongé même si la concentration sanguine du médicament diminue.

Question 54

Quel avantage pratique offrent les inhibiteurs covalents par rapport aux médicaments conventionnels ?

Answer 54

Ils permettent d’espacer les doses, car leur effet persiste plus longtemps après l’administration.

Question 55

Qu’est-ce qu’un inhibiteur ‘suicide’ ?

Answer 55

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.

Question 56

Quelle caractéristique distingue un inhibiteur ‘suicide’ des autres types d’inhibition irréversible ?

Answer 56

C’est l’action normale de l’enzyme qui mène à son inactivation par l’inhibiteur.