Enzymologie Flashcards
Qu’est-ce qu’une enzyme?
Un catalyseur biochimique
Un enzyme est fait de quel type de molécule?
Une enzyme est une protéine
Une enzyme est (1) à un ou des (2)
- Spécifique
2. Substrat(s)
Qu’est-ce que les ribozymes?
Des molécules d’ARN situées dans les ribosomes ayant une activité catalytique (à la place des protéines)
Lipases: où se trouvent-elles et quelle est leur fonction?
- Dans l’intestin
- Digérer les graisses
Amylases: où se trouvent-elles et quelle est leur fonction?
- Dans la salive
- Transformer les amidons en sucres
Maltases: où se trouvent-elles et quelle est leur fonction?
- Dans la salive
- Briser le sucre maltose (patates, pâtes, bière) en glucose
Trypsine: où se trouve-t-elle et quelle est sa fonction?
- Dans l’intention grêle
- Décomposer les protéines en acides aminés
Lactase: où se trouve-t-elle et quelle est sa fonction?
- Dans l’intention grêle
- Briser le lactose (sucre dans le lait) en glucose et en galactose
Acétylcholinestérase: où se trouve-t-elle et quelle est sa fonction?
- Dans les nerfs et les muscles
- Décomposer l’acétylcholine neurotransmetteur
DNA polymérase: où se trouve-t-elle et quelle est sa fonction?
- Dans le noyau de toutes les cellules
- Synthétiser l’ADN à partir de désoxyribonucléotides
Dans quels cas pourrions-nous prescrire une administration thérapeutique orale d’enzymes (ex: lactaid pour la lactase)?
S’il y a mutation d’une enzyme ou insuffisance de son niveau de production
Que doit-il se passer pour qu’une réaction chimique se produise (que les réactifs se transforment en produits)?
Il faut franchir une barrière énergétique, soit l’énergie d’activation (état de transition)
Quelle serait la grande fonction des enzymes (dit de 3 façons différentes qui signifient exactement la même chose ;)?
- Abaisser les barrières qui bloquent les réactions biochimiques
- Diminuer l’énergie d’activation/agir comme catalyseurs de réaction
- Augmenter la vitesse des réactions biochimiques
Qu’est-ce qui est “magique” des enzymes?
Ils permettent des réactions qui ne pourraient pas se produire à la température, pH et pression du corps (si on voulait recréer les réactions catalysées par les enzymes en laboratoire, il faudrait le faire dans des conditions extrêmes non compatibles avec la vie)
Quels sont les 2 facteurs affectant l’activité des enzymes?
- Le pH
- La température
Les enzymes possèdent un (1) et une (2) selon l’environnement dans lequel ils agissent qui font en sorte que leur (3) est (4)
- pH optimal
- température optimale
- activité (vitesse de réaction)
- maximale
Qu’arrive-t-il si l’enzyme est dans un milieu sous sa température optimale?
Les molécules acquièrent de l’énergie pour atteindre leur activité optimale, mais la vitesse de réaction maximale n’est pas encore atteinte
Qu’arrive-t-il si l’enzyme est dans un milieu au-dessus de sa température optimale?
Perte d’activité de l’enzyme: la protéine est dénaturée
Lorsque l’enzyme est dénaturé, seule la structure (1) persiste, car (2)
- Primaire
2. Les liaisons peptidiques ne changent pas avec les variations de pH, de température ou de sels
Qu’arrive-t-il si l’enzyme est dans un milieu sous son pH optimal?
Perte d’activité enzymatique: la protéine est dénaturée
Qu’arrive-t-il si la protéine est dans un milieu au-dessus de son pH optimal?
Perte d’activité enzymatique: la protéine est dénaturée
Quelles sont les liaisons faibles les plus affectées lors d’une dénaturation enzymatique par variation du pH?
Les liens polaires, donc les liens ioniques/ponts salins
Pourquoi dit-on qu’un enzyme possède une température/un pH optimal SELON L’ENVIRONNEMENT DANS LEQUEL IL AGIT? (2 raisons)
- Pour 2 enzymes homologues (enzymes ayant la même fonction, mais agissant dans 2 organismes différents), la température optimale/le pH optimal peuvent être bien différents
- Pour 2 enzymes différents d’un même organisme mais agissant dans 2 régions différentes, la température optimale/le pH optimal peuvent être bien différents (ex: pepsine dans l’estomac a un pH optimal de 2, amylose salivaire dans la salive a un pH optimal de 7, trypsine dans l’intestin grêle a un pH de 9)
Comment agit l’enzyme? (5)
- Le substrat se lie au site actif de l’enzyme grâce à des liaisons faibles
- Changement de conformation du substrat et de l’enzyme (accommodation) pour que la réaction soit possible
- L’enzyme catalyse la réaction via son site actif et transforme le substrat en produits
- Le produit est libéré du site actif
- L’enzyme est recyclé et peut recommencer ce même cycle
Les enzymes sont-elles modifiées lorsqu’elles catalysent une réaction?
Non, ce qui fait en sorte qu’elles peuvent être recyclées
Qu’est-ce qui fait en sorte qu’une enzyme est spécifique à un ou des substrat(s)?
Plus il y a de liaisons faibles, plus il y a d’affinité, plus il y a de reconnaissance/spécificité
Quelle est la conséquence du fait que les enzymes sont recyclées à la fin d’un cycle de catalyse?
Une seule molécule d’enzyme produit de nombreuses molécules de produit (car son action ne fait que se répéter à chaque “recyclage”)
Comment se fait la reconnaissance entre le substrat et l’enzyme?
Par les liaisons faibles
Le site actif d’une enzyme est formé de 2 (1), soit le (2) et le (3)
- Sous-sites
- Sous-site de liaison
- Sous-site catalytique
Qu’est-ce que le sous-site de liaison?
Il est formé des acides aminés qui reconnaissent le substrat et qui maintiennent le substrat en place lors de la catalyse (il détermine donc l’affinité de l’enzyme pour le substrat)
Comment le sous-site de liaison peut-il accomplir ses fonctions de reconnaissance et de maintien du substrat?
Les diverses chaines latérales de ses aminés font des liaisons faibles (ponts hydrogène et interactions ioniques) avec le substrat
Qu’est-ce que le sous-site catalytique?
L’endroit où sont formés des acides aminés qui performent la catalyse
Rôle du sous-site de liaison
Déterminer la spécificité de l’enzyme pour son substrat
Rôles (3) du sous-site catalytique
- Diminuer l’énergie d’activation
- Stabiliser la structure intermédiaire (état de transition) lors de la réaction
- Catalyser la réaction
Plus il y a de liens non-covalents entre le substrat et l’enzyme…
… plus le complexe enzyme/substrat est stable et spécifique
Pour certaines conditions données (T, pH, sels, QUANTITÉ D’ENZYMES), la vitesse de réaction (1) de manière (2) avec l’augmentation de la concentration de substrat jusqu’à atteindre (3) lorsque (4)
- Augmente
- Non-proportionnelle
- Un plateau, soit la vitesse maximale
- L’enzyme est saturée par le substrat
Pour certaines conditions données (T, pH, sels, QUANTITÉ DE SUBSTRAT), la vitesse de réaction (1) de manière (2) jusqu’à atteindre (3) quand (4) avec l’augmentation de la quantité d’enzyme
- Augmente
- Proportionnelle
- La vitesse maximale Vmax
- L’enzyme est saturée par le substrat
À concentration constante d’enzyme, pourquoi se forme-t-il un plateau à un certain point même si on continue d’augmenter la concentration de substrat?
Parce que toutes les enzymes sont occupées à travailler! (L’enzyme est saturé)
En quelles unités Vmax est-elle exprimée?
En moles de produits formés/unité de temps
Qu’est-ce que Vmax?
La vitesse de réaction maximale que peut atteindre une enzyme dans une réaction données pour un concentration fixe d’enzyme
Qu’est-ce que Km?
Une mesure de l’affinité de l’enzyme pour le substrat, donc la concentration du substrat à laquelle la réaction est à la moitié de Vmax
Plus Km est petit, plus l’affinité est…
..grande (donc l’enzyme est plus efficace à grande concentration de substrat)
De quoi dépend l’efficacité d’une enzyme?
De la vitesse à laquelle elle transforme son substrat
Qu’est-ce que l’inhibition enzymatique?
Le blocage d’une réaction enzymatique par un inhibiteur
Quels sont les 2 types d’inhibition enzymatique?
- Inhibition réversible
- Inhibition irréversible
Qu’est-ce que l’inhibition réversible?
L’inhibiteur se lie de façon réversible à l’enzyme par des liaisons faibles
Qu’est-ce que l’inhibition irréversible?
L’inhibiteur se lie de façon irréversible à l’enzyme par des liaisons fortes (liens covalents)
Quels sont les 2 types d’inhibition enzymatique réversible?
- Inhibition compétitive
- Inhibition non-compétitive
Qu’est-ce que l’inhibition compétitive?
Le substrat et l’inhibiteur, similaire au substrat (formant à peu près les mêmes liaisons), compétitionnent pour le site actif (catalytique)
L’inhibition compétitive est très…
… dynamique (beaucoup de mouvements/collisions)
Qu’est-ce que l’inhibition non-compétitive?
Le substrat et l’inhibiteur ne compétitionnement pas, car l’inhibiteur se lie à un site allostérique (autre que le site actif) et change la conformation de l’enzyme, faisant en sorte que le substrat ne peut plus se fixer au site actif
Quel est l’effet d’un inhibiteur compétitif sur la vitesse de réaction?
Aucun! (elle est seulement atteinte à beaucoup plus grande concentration de substrat)
Quel est l’effet d’un inhibiteur compétitif sur Km apparent?
Il augmente, car l’affinité diminue (cela prend plus de substrat pour réussir à atteindre la moitié de Vmax)
Quel est l’effet d’un inhibiteur non-compétitif sur la vitesse de réaction?
Vmax diminue parce que c’est comme si les molécules d’enzyme inhibées n’existaient plus
Quel est l’effet d’un inhibiteur non-compétitif sur Km apparent?
Aucun, l’affinité ne change pas, il y a seulement moins d’enzymes disponibles (cela prend autant de concentration de substrat pour atteindre la moitié de la moitié de Vmax qui la moitié de Vmax si on a 2 fois d’enzymes disponibles)
Qu’est-ce que la rétroinihbition?
Le rétrocontrôle négatif
Qu’est-ce que le rétrocontrôle?
Le contrôle de l’activité catalytique des enzymes dans ses voies métaboliques (voies de synthèse) en fonction de la quantité de produit final
Le rétrocontrôle est-il réversible?
Oui, car le rétrocontrôle négatif (rétroinihbition) se fait de façon réversible
Que permet le rétrocontrôle?
La régulation rapide de l’activité catalytique protéique (c’est beaucoup plus rapide que de contrôler le niveau d’expression du gène de l’enzyme)
Qu’est-ce que le rétrocontrôle positif?
La reprise de la voie de synthèse lorsqu’il n’y a pas beaucoup de produit final
Comment fonctionne la rétroinihbition?
Lorsqu’il y a assez de produit final, ce même produit vient inhiber un enzyme de la chaîne de réaction enzymatique en amont (normalement le premier enzyme de la voie) de manière non-compétitive
Que permet le rétrocontrôle négatif dans un ensemble de plusieurs voies métaboliques interdépendantes?
Chaque produit final inhibe l’enzyme spécifique à sa propre voie de synthèse, ce qui permet une régulation économique (à noter que l’inhibition de la voie commune de synthèse est également possible)
L’aspirine/acide acétylsalicylique fait de l’inhibition…
… irréversible
L’ibuprofène fait de l’inhibition…
… compétitive (donc réversible)
Qu’inhibent l’aspirine et l’ibuprofène?
Les enzymes COX 1 et COX 2, impliquées dans la synthèse des prostaglandines, soit les médiateurs de la douleur, de l’inflammation et de la fièvre
Comment fonctionne (en bref) la biosynthèse des prostaglandines?
- L’acide arachidonique est libéré de la membrane
- Les prostaglandines synthèses/COX 1&2 convertissent l’acide arachidonique en prostaglandine H2 (ICI EST L’ACTION INHIBITRICE DE L’ASPRINE/IBUPROFÈNE)
- La prostaglandine H2 sera ensuite transformé en d’autres molécules, dont les prostaglandines
Comment fonctionnent normalement les enzymes COX?
- Ils existent comme des dimères
- L’acide arachidonique accède normalement au site actif de COX via un canal hydrophobe
Comment fonctionne l’action inhibitrice de l’aspirine?
- L’aspirine fait une acétylation (ajout d’une molécule à l’intérieur du site actif de COX) d’une série dans le site actif de COX
- L’acétylation produit un obstacle stérique qui empêche les acides arachidoniques d’être métabolisés
IRRÉVERSIBLE, BLOCAGE JUSQU’À LA MORT DE LA PLAQUETTE
Comment fonctionne l’action inhibitrice de l’ibuprofène?
Il s’agit d’un inhibiteur compétitif qui compétitionne avec l’acide arachidonique pour entrer dans le site actif de COX
Qu’est-ce qui est plus efficace entre l’aspirine et l’ibuprofène, pourquoi?
L’aspirine car son action est irréversible
Est-ce utile de prendre de l’aspirine et de l’ibuprofène en même temps? Pourquoi?
Non, car ils ont la même cible
Certains médicaments agissent comme des (1), comme les (2)
- Inhibiteurs enzymatiques
2. Antibiotiques
Quels seraient 2 exemples d’antibiotiques agissant comme des inhibiteurs enzymatiques?
- Pénicilline
- Tétracyline et streptomycine
Comment fonctionne la pénicilline?
Il inhibe des transpeptidases qui catalysent la synthèse de la paroi bactérienne (bactéries ne peuvent plus pousser car elles n’ont plus la capacité de se diviser/elles sont trop sensibles à l’environnement)
Comment fonctionnent la tétracycline et la streptomycine?
Ils inhibent la synthèse protéique bactérienne (traduction), donc ils se lient aux ribosomes qui font de la synthèse protéique
Quel serait un autre exemple de situation où une administration thérapeutique orale d’enzymes serait nécessaire?
Insuffisance pancréatique
Quels 3 enzymes sont manquants dans une insuffisance pancréatique (en d’autres mots, quels enzymes doivent être administrés thérapeutiquement)?
- Protéases
- Lipases
- Amylases
Qu’est-ce que la réaction de phosphorylation des protéines?
La kinase (protéine) ajoute le groupement phosphate terminal d’un ATP sur le groupement hydroxyde (OH) de la chaîne latérale de la sérine, thréonine ou thyrosine (acides aminés sur lesquels la phosphorylation est possible), ce qui entraîne un changement de conformation
Qu’est-ce que la réaction de déphosphorylation des protéines?
La phosphatase (protéine) retire le groupement phosphate du groupement hydroxyde (OH) d’une protéine, ce qui induit un changement de conformation
Que permet la phosphorylation des protéines en ce qui concerne les enzymes?
C’est un moyen rapide et RÉVERSIBLE pour contrôler l’activité des protéines, donc des enzymes, impliquées dans la phosphorylation
Pourquoi le phosphate induit-il un changement de conformation lorsqu’il se lie à une protéine?
Parce qu’il porte 2 charges négatives
La phosphorylation permet de (1) de manière (2) ou (3)
- Réguler l’activité protéique
- Positive (phosphorylation qui active la protéine phosphorylée)
- Négative (perte du phosphate désactive la protéine anciennement phosphorylée)
Autre que la phosphorylation, quel serait un autre moyen RAPIDE et RÉVERSIBLE pour contrôler l’activité protéique?
La liaison de GTP
L’activité de quelles protéines précises est contrôlée par la liaison au GTP?
Les protéines liant le GTP (GTP-bondong protéines/G proteins)
Comment fonctionne le mécanisme de contrôle de l’activité des protéines par la liaison de GTP?
- Les protéines G sont actives sous la forme liée au GTP
- Les protéines G sont désactivées lorsque le GTP est hydrolysé en GDP
