Cours 4

Question 1

Quelles sont les 4 catalyses de base utilisées par les enzymes ?

Answer 1

catalyse covalente
catalyse acide-base
catalyse par effet de proximité
catalyse par ion métallique

Question 2

Qu’est-ce que la catalyse covalente ?

Answer 2

Le site actif content un site réactif, généralement un puissant nucléophile, qui est temporairement attaché par une covalence au substrat.

Question 3

Qu’est-ce que la catalyse acide-base ?

Answer 3

Une molécule autre que l’eau joue le rôle de donneur/accepteur de protons

Question 4

Qu’est-ce que la catalyse par effet de proximité ?

Answer 4

2 substrats distincts intéragissent quand proches et positionnées l’un par rapport à l’autre.

Question 5

Qu’est-ce que la catalyse par ion métallique ?

Answer 5

L’ion joue un rôle de nucléophile, d’électrophile ou de pont entre enzyme et substrat

Question 6

Rappeler les définitions de nucléophile et électrophile.

Answer 6

Nucléophile : atome riche en électrons, pouvant donner une paire d’électrons pour former une liaison chimique.
Electrophile : déficient en électron, cherche à en choper aux nucléophiles.

Question 7

Quel est le mécanisme d’action des protéases ?

Answer 7

Elles font une hydrolyse, c’est à dire cassent une liaison peptidique en ajoutant une molécule d’eau.

Question 8

Comment décrire cinétiquement une hydrolyse ?

Answer 8

C’est une réaction très lente si pas de catalyseur.

Question 9

Comment sont regroupées les protéases en familles ?

Answer 9

Selon la nature de l’acide aminé du site actif impliqué dans la catalyse.

Question 10

Quelles sont les différentes familles de protéases ?

Answer 10

Les protéases à sérine
Les protéases à cystéine
Les protéases acides
Les metalloprotéases.

Question 11

Donner un exemple de protéase pour chaque famille.

Answer 11

Les protéases à sérine -> Chymotrypsine
Les protéases à cystéine -> Caspase
Les protéases acides -> Protéase VIH
Les metalloprotéases -> Thermolysine

Question 12

Ou est-ce que la chymotrypsine clive, spécifiquement ?

Answer 12

Généralement près les acides aminés aromatiques (W Y F)

Question 13

De quel facteur la vitesse d’hydrolyse est elle multipliée quand catalysée par une chymotrypsine ?

Answer 13

D’un facteur 10^9

Question 14

Quels acides aminés constituent la “triade catalytique” des Chymotrypsines ?

Answer 14

La ser195, His57, Asp102.

Question 15

Par la formation de quel genre de liaisons se fait la maturation d’une chymotrypsine ?

Answer 15

Des ponts disulfures, intra et inter-chaines.

Question 16

Que se passe-t-il pour la chymotrypsine en cas d’acidité ? De basicité ?

Answer 16

Si pH bas : His57 protonée, n’intéragit plus avec la Ser195.

Si pH élevé c’est Ile16 qui n’intéragit plus avec l’Asp194, induisant une perte d’affinité pour le substrat.

Question 17

Décrire en détail la première partie de la réaction catalysée par la chymotrypsine.

Answer 17

1) Le substrat se fixe
2) Attaque nucléophile par sérine sur le C de la liaison peptidique
3) Désintégration de l’intermédiaire
4) Libération de l’amine.

Question 18

Décrire en détail la deuxième partie de la réaction catalysée par la chymotrypsine.

Answer 18

5) Une molécule d’eau est fixée à la place du groupement amine du peptide
6) Réaction acide base, avec His donnant son H+
7) Désintégration de l’intermédiaire
8) Libération de l’acide carboxylique.

Question 19

Pourquoi est-ce que la chymitrypsine ne clive que après certains AA aromatiques ?

Answer 19

Car elle possède une poche hydrophobe S1, et que seuls certains aa peuvent s’y loger.

Question 20

Enfin, quelle catalyse fait la Sérine de la chymotrypsine ? L’histidine ?

Answer 20

La sérine fait une catalyse covalente.

L’histidine se charge d’une catalyse acide-base.

Question 21

Quelles enzymes ont des organisation similaires, en particulier en ce qui concerne la présence d’une triade catalytique, aux chymotrypsines ?

Answer 21

La trypsine et l’élastase : 40% d’identité environ. Leurs poches S1 sont différentes tout de même.

Question 22

Quelles chaines latérales acceptent les poches S1 des trypsines ? Des elastases ?

Answer 22

Les trypsines accueillent des chaines latérales chargées, tandis que les elastases des petites chaines latérales.

Question 23

Donner la stratégie catalytique des cysteine protéases, asparyl proteases et metalloprotéases.

Answer 23

Cysprot : attaque nucléophile par le S de Cys.
Aspartyl protease : 2 acides aspartiques permettent à l’eau d’attaquer la liaison peptidique.
Metallo : ion métallique Zn2+ active une molécule d’eau qui se comportera comme un nucléophile.

Question 24

Quel est le mécanisme d’action des protéases du VIH ?

Answer 24

L’intéraction de H2O et Asp provoque l’attaque de la liaison peptidique par l’eau : clivage.

Question 25

Quelles sont les structures nécessaires à l’activité catalytique de l’anhydrase carbonique ?

Answer 25

Ion Zinc
3 liaisons de coordination avec des His (94, 96, 119)
une liaisons de coordination avec une molécule d’eau.

Question 26

Quelle est la préférence d’acidité de l’anhydrase carbonique ?

Answer 26

Préfère des pH plus élevés.

Question 27

Décrire le mécanisme d’action d’action de l’anhydrase carbonique (4 étapes).

Answer 27

1) l’ion Zinc favorise la libération d’un proton de la molécule d’eau, donnant lieu à un ion hydroxyde.
2) le CO2 se fixe au site actif de l’enzyme, positionné de manière à réagir avec OH-.
3) OH- et CO2 réagissent et forme HCO3-
4) L’ion HCO3- est libéré, une molécule d’eau le remplace : retour au point de départ.

Question 28

Quelles sont les catalyses effectuées par l’anhydrase carbonique ?

Answer 28

Catalyse par effet de proximité entre CO2 et H20, et par ion métallique avec le Zinc.

Question 29

Quelle est la fonction des enzymes de restriction de type II ?

Answer 29

Reconnaissance de séquences spécifiques ans l’ADN, puis clivage de ces séquences par hydrolyse d’une liaison phosphodiester. Très haute spécificité, protégant l’ADN de l’hôte.

Question 30

Quelle séquenc est clivée par EcoRV ?

Answer 30

GAT’ATC

Question 31

Comment est-ce que un clivage est prévenu sur une séquence spécifique qui pourrait être reconnue par une restriction ?

Answer 31

Méthylation d’une des bases.

Question 32

Qu’est-ce qu’une hydrolyse dite “directe” ?

Answer 32

Il s’agit de l’attaque directe de l’eau sur l’atome de phosphore.

Question 33

Comment se fait l’identification d’une séquence spécifique par EcoRV ?

Answer 33

Fixation sur l’ADN, faible si pas spécifique. Puis, marche, trouve séquence spécifique, se fixe très fortement, courbe l’ADN pour amener la liaison phosphodiester près du site actif et clivage.

Question 34

Quelles sont les structures impliquées dans la catalyse de la réaction par l’EcoRV.

Answer 34

Au moins 1 Mg2+ coordonné à 2 Asp, réagissant avec les “AT” centraux.
D’autres AA font des liaisons hydrogène avec les “GC” et les premières paires “AT”

Question 35

Que provoque l’interaction phosphore ADN -magnésium enzyme ?

Answer 35

Favorise l’attaque du phosphore par la molécule d’eau, l’ADN est clivé.

Question 36

Plus il y a d’interactions acides aminés/bases…

Answer 36

Plus il y a de spécificité de reconnaissance.

Question 37

Est-ce que le Mg2+ est nécessaire pour le clivage par l’enzyme de restriction ?

Answer 37

Absolument, il fixe l’eau et l’ADN.