Enzymes Flashcards
Que sont les enzymes?
Les enzymes sont des macromolécules spécialisées qui:
- catalysent les réactions biologiques ou biochimiques
- augmentent la vitesse de réactions chimiques en abaissant le niveau d’énergie d’activation (eux-mêmes ne sont pas affectés par la réaction proprement dite)
- sont capable de réduire les niveaux d’énergie de transition
- sont presque toutes des protéines (exception les ribozymes)
Que sont les ribozymes?
- ARN avec une forme spécifique (repliement dans structure)
- Peuvent reconnaître autres ARN et les cliver
Quelles sont les propriétés des enzymes qui les diffèrent des catalyseurs chimiques?
- Leur taux de réaction est plus élevé
- Les réactions enzymatiques se font dans des conditions relativement douces (temp / pH/ salinité etc.)
- Les réactions enzymatiques sont très spécifiques
- Les réactions enzymatiques peuvent être MODULÉES
Pourquoi utilise-t-on des catalyseurs?
Parce que la plupart du temps, les molécules n’ont pas le niveau d’énergie nécessaire pour passer à l’état transitionnel
Quelle est la formule de la vitesse?
d[P]/dt = ke^-(delta G/RT)[A][B]
De quoi dépend la vitesse de la réaction?
1) de la concentration de A et B
2) varie de façon exponentielle avec delta G
Plus grande est la différence en énergie libre entre l’état de transition et les réactifs, moins stable sera l’état de transition et plus lente sera la réaction! (car exposant -)
Quelle est la formule d’une réaction catalytique?
E + S -> E + P
enzyme + substrat -> enzyme + produit (moment très court car une fois le produit fait, l’enzyme part)
La cinétique enzymatique permet de découvrir quoi?
- l’affinité d’un enzyme pour son substrat ou d’un inhibiteur pour un enzyme
- le taux de catalyse maximale
- l’efficacité enzymatique
- le mécanisme d’action des enzymes
- les variations de l’efficacité de l’enzyme dans différentes maladies / conditions spéciales
- la régulation des voies métaboliques
- la quantité d’enzyme présent dans un tissu
Décrire la courbe d’une réaction enzymatique
- Alors que la concentration en substrat augmente
- La vitesse de réaction augmente (à une concentration constante d’enzymes)
- L’enzyme fini par être saturé donc on se rend à un maximum de capacité de l’enzyme
Que permet de décrire l’équation de Michaelis-Menten?
La cinétique d’une réaction catalysée par un enzyme agissant sur un substrat unique pour donner un produit
Décrire Km
- Km est égal à la concentration du substrat [S] à laquelle la vitesse de réaction est la moitié du maximum
- Km représente l’affinité de l’enzyme pour son substrat
- Km bas = haute affinité de l’enzyme pour son substrat
- Km élevé = affinité faible de l’enzyme pour son substrat
À quoi sert la linéarisation de Lineweaver-Burk?
À pouvoir voir les variables cherchées rapidement et à pouvoir facilement isoler la variable qu’on cherche (km, Vmax)
Qu’affectent les inhibiteurs enzymatiques?
- Vmax
- Km
Décrire l’inhibition compétitive
- Il y a une compétition pour le site catalytique entre l’inhibiteur et le substrat
- Si l’inhibiteur gagne le spot, le substrat ne peut pas s’y lier
- L’inhibiteur ressemble au substrat donc il peut occuper le site (key in lock)
- Le substrat se lie moins souvent à l’enzyme
- Plus il y a d’inhibiteur, plus la vitesse est lente car [enzyme libre] diminue
- Vmax indépendante de [inhibiteur] car plus on ajoute de substrat plus on réussit à faire en sorte que le substrat physiologique déplace l’inhibiteur
Comment l’inhibition compétitive affectent le Vmax et le Km?
- Vmax inchangé
- Km augmenté
Décrire l’inhibition non-compétitive
- L’inhibiteur se lie ailleurs que sur le site actif de l’enzyme donc n’empêche pas l’accès
- Interaction entre enzyme et inhibiteur ne change pas donc ne change pas l’affinité pour son substrat
- Vmax est réduite
- Avec Lineweaver-Burk: droites croisent l’abscisse (1/S) au même point )Km est indépendant de l’inhibiteur) mais croisent l’ordonnée (1/V) à endroits différents cuz présence d’inhibiteur réduit Vmax
Comment l’inhibition non-compétitive affectent le Vmax et le Km?
- Vmax diminué
- Km inchangé
Décrire l’inhibition incompétitive
Il faut que le substrat s’attache à l’enzyme pour que l’inhibiteur puisse s’‘attacher (pour réduire le taux de transformation)
Comment l’inhibition incompétitive affectent le Vmax et le Km
- Vmax diminué
- Km diminué
Vrai ou Faux: La quantité d’inhibiteur change la courbe dans l’inhibition compétitive
Faux, elle ne change rien
Vrai ou Faux: La quantité d’inhibiteur change la courbe dans l’inhibition non-compétitive
Vrai
Nomme les 3 types de spécificité
1) Spécificité de liaison
2) Spécificité pour un groupement chimique
3) Spécificité absolue
Décrire la spécificité de liaison
- Spécificité envers une liaison
- Ex: la peptidase dégrade les protéines en petits morceaux (coupe lien peptidique) même si dégrade pleins de protéines, c’est toujours la même réaction
Décrire la spécificité pour un groupement chimique
- Tant que la molécule est ce que l’enzyme est celle que l’enzyme veut c’est correct
- Ex: hexokinase catalyse la phosphorylation des sucres aussi longtemps que les sucres soient des aldohexoses come le glucose et fructose
Décrire la spécificité absolue
- Enzyme qui font une chose et rien d’autre
- Ex: réaction catalysée par un enzyme qui possède une vitesse appréciable, mais seulement en présence de leur substrat
Qu’est-ce que la stéréospécificité?
- Il faut que les molécules soient sous la bonne forme pour les enzymes
- Stéréospécificité: L et D, c’est les déshydrogénases qui déterminent qu’ils veulent juste être avec des acides aminés L et des sucres D
Nom du cofacteur lorsqu’il est une molécule complexe
Coenzyme (ex: autre protéine, ion, etc.)
Nom de la partie protéique de l’enzyme
Apoenzyme
Nom de l’union de l’apoenzyme et de son coenzyme (ou de son cofacteur)
Holoenzyme
De quoi l’apoenzyme a-t-il besoin pour être fonctionnel?
Cofacteur et coenzyme
Comment fonctionnent les enzymes allostériques
- Un enzyme qui a besoin de plus d’un substrat. Ces enzymes n’ont pas seulement un site actif, il y a aussi un site allostérique
- Les enzymes allostériques dévient de la règle Michaélienne de comportement face au substrat
- Le substrat va essayer de s’attacher à l’enzyme ce qui entraîne un changement de conformation, l’enzyme a alors besoin de cofacteur
- Il y en a beaucoup qui ont besoin de magnésium pour activer l’enzyme (c’est là où tout commence, sans ça rien ne se passe)
- Peut contrôler les réactions
Comme décrit-t-on la cinétique de saturation sigmoïde?
1) Lente à partir
2) Rapide
3) S’arrête
Qu’est-ce qu’un isozyme?
À l’intérieur de la même espèce, il peut exister différentes enzymes qui font la même réaction, les différences se manifestent au niveau:
- des séquences d’acides aminés (pas distribués de façon égale dans la protéine)
- cinétique
- structure 3D
Nomme les facteurs qui influencent la vitesse des réactions enzymatiques
- Concentrations en enzyme et en substrat (Km et Vmax)
- Concentration en ions métalliques et autres molécules organiques (cofacteurs et co-enzyme)
- Présence d’inhibiteurs de la réaction enzymatique
- Caractéristiques physico-chimiques du milieu de réaction (pH, température…)
Selon les réactions, le complexe E/S devra se faire le plus proche possible du pH…
Isoélectrique
Qu’est-ce que le pH isoélectrique?
Le pH où l’enzyme est le plus actif (activité maximale)
Qu’est-ce qui se passe à une protéine lorsqu’elle se trouve sous un pH « extrême » (13-14)?
- Elle se dénature
- Il n’y a pas de réaction
Vrai ou Faux: Toutes les enzymes sont affectées par un changement de pH
Faux, ce ne sont pas toutes les enzymes
Comment la température affecte-t-elle les réactions enzymatiques?
- Plus la température est élevée, plus la réaction est rapide
- Si la température est trop haute, l’enzyme est dénaturée
- La température optimale varie d’une enzyme à une autre
