enzymologie Flashcards
Notion sur l’énergie d’activation
définition: état de transition, état fondamentale
sens d’une rx chimique définie par le thermodynamique
rapidité de rx = en fct de l’énergie d’activation
rx chimique si collision efficace des réactifs (orientation adéquate et énergie suffisante des réactifs)
Que fait un catalyseur
diminue l’énergie d’activation et augmente par conséquent la vitesse de réaction
des catalyseurs très efficace sont fabriqués par …
la cellule
Propriétés des enzymes
+ de vitesse de rx (10 à la 7x)
spécificité pour le substrat
ex de faible = trypsine
ex de haute = beta-galactosidase
spécificité de rx = catalyse 1 seule sorte de rx
rdt 100% pas sous produits toxiques/inutiles
qu’est ce que la trypsine
est une endopeptidase qui coupe au milieu du peptide
classification et nomenclature
nom ancien: trypsine/chymotrypsine
nom substrat + ase
-uréase, alcool déshydrogénase, galactosidase, phosphatase, ATPase
les 6 classes principales d’enzymes basé sur le type de rx catalysé
- oxydo-reductases
ex: LDH, oxydase, peroxydases, oxygénases, réductase - Transférases
ex: ALT, AST - hydrolase (utilise l’eau comme accepteur)
ex: trypsine et chymotrypsine - Lyases (catalyse rx d’élimination non hydrolytiques et non oxydantes pour en créer une nouvelle) (dans sens inverse additionne un gr sur une double liaison)
ex: pyruvate décarboxylase - isomérases (isomérisation d’un substrat et forme un produit)
ex: alanine racémase
6.Ligases
ex: glutamine synthétase
les enzymes irréversible
hydrolases
lyases
ligase
les enzymes réversible
racémase
oxydo réductase
transférase
oxydo réductases (LDH)
lactate au pyruvate
besoin de NAD+ qui va de venir NADH + H+
besoin lactate dhydrogenase
transférases
constante équilibre de 1 permet la loi des masses et équilibrer les poids de rx
ex; transamination
Hydrolases (trypsine)
scinde en deux
besoin d’eau **
Lyases (pyruvate décarboxylase)
- besoin d’un proton et d’une vitamine (ex: thiamine)
crée vrm nouvelle rx
racémases
mélange entre dextrogyre et levogyre
ligase (glutamine synthétase)
glutamate au glutamine
*besoin d’une amine et d’énergie
Nature des enzymes
Protéines (anticorps = abyzymes)
ARN (ribosymes)
ADN
Centre actif d’une enzyme
-partie responsable de activité catalytique
-études par digestion partiel et inhibiteurs
-substrat petit se lie grosse enzyme via liaison faible (H, VDW, ionique et parfois hydrophobes)
-Modèles de centre actif (rigide de Fisher et ajustement induit de Koshland –> changement conformation de l’enzyme)
Modèle de Fisher
peut avoir catalyse dans les deux sens
Modèle ajustement induit de koshland
-changement de conformation
-kinase ajoute un gr. phosphate
-phosphatase enlève un gr.phosphate
deux types de protéines comme enzymes
Holoprotéine et holoenzymes
hétéroprotéines
- partie apo protéines + coenzymes
- type coenzymes = ions essentiels et composé organique (co-substrats et gr. prosthétique)
coenzymes
-essentiel à l’activité de l’enzyme
-situé dans le centre actif de l’enzyme
QU’est ce que l’enzyme et le cofacteur ont-ils besoin pour fonctionner
besoin d’un métal
anhydrase carbonique= Zn 2+
hexokinase = Mg 2+
peroxidase gluthanione = Se
dismutase superoxide= Mn 2+
Origine et role des coenzymes
origines: des métabolites courants et des vitamines
rôles: transporteur
soit de : hydrogène, gr aminé ou gr. carbonés
Vitamine hydrosolubles et liposolubles
hydro= b et c
lipo = A,D,E,K
certaine vitamine doivent être ….. pour devenir une coenzyme
transformer par le corps humain ou l’animal
Quelles sont les coenzymes transporteurs d’hydrogène
NAD et NADP
FAD et FMN
Quinones
NAD et NADP
composé d’un P
d’un sucre
d’une base aminé
NAD et NADP
rx catalysée
- transfert 2 électrons et un H+
déficience en nicotinamide= Pellagre
-peau= érythème (rougeur superficielle)
-digestif= langue rouge, diarrhée
-trouble mentaux
-lutter contre cancer
spectre absorption: pic a 340nm permet suivre rx enzymatique
Diff entre nicotinamide, nicotine, ac, nicotinique
nicotinamide= amine
ac. nicotinique= carboxyle
nicotine= fucktop deux cycle aromatiques
Riboflavine et les Flavines Vitamine B2
possède riboflavine (isoalloxazine = 3 cycle collé avec plusieurs N entre) + (ribitol= chaine de carbone avec des fct alcool)
possède amp (amine, sucre, phosphate)
Riboflavine et les Flavines Vitamine B2 caractéristiques
- flavine = jaune = favius lors de la forme oxydé et forme réduite = incolore
-vitmaine sensible a la lumière (pic absorption 450nm)
source: lait céréales brutes et foie
rare d’affaire une défficience
transfère (H+ , H- et 2e-) = isoalloxazine
Coenzyme Q, ubiquinone (structure+ localisation)
Forme oxydé possède deux cétone
forme réduite possède deux alcool, composant membrane de la mitochondrie
Coenzyme Q, Ubiquinone fct
vitamine liposoluble
transfert de 2e- et de 2H+
trois états: ubiquinone - semiquinone - ubiquinol
Nomme un exemple de transporteurs de gr aminés
Vitamine B6
Vitamine B6 fonction (pyridoxine et pyridoxal 5’phosphate)
Métabolisme des aa
-rx de transaminations( lois des masses), décarboxylations(enlève CO2),éliminations, racémizations (L et D) et aldol (forme aldéhyde)
déficience en Vit B6 = dermatite aux extrémités
Transporteurs des gr. carbonés
Biotine (VB8)
Thiamine (VB1) et thiamine pyrophosphate
Ac pantothénique (VB3) et Coenzyme A (CoA)
acide folique (VB)
acide lipoïque
Vitamine B12
Biotine structure + fct
tjrs avec une lysine
transporteur du HCO3- (carboxylation besoin de l’activation du bicarbonate avec 1 atp pour former un carbonyl phosphate)
source jaune d’oeuf,rein,foie,levures
inactivation par l’avidine du blanc d’oeuf
utilisé dans traitement de dermatoses séborrhéiques
thiamine et thiamine pyrophosphatase (TPP) structure + fct
besoin atp pour passer à TPP, possède un proton acidique sur son cycle (H+)
Impliqué dans métabolisme des hydrates de carbones.
défficience = Béri Béri
maladie récessive
névrite périphérique- atrophie musculaire - faiblesse musculaire- fatigue- paralysie- diminue RC- mort
Ac. Pantothénique et CoA structure + fct
possède 3,5 ADP, peut pas synthétiser la partie du haut
constituant du CoA et protéines transporteuses des radicaux acyles (R-C=O)
sources CoA dans tout aliment et thermostable
déficience
pas chez l’homme
le rat passe de noir à gris
Acide folique Structure + fct
structure : 2 COOH vs à l’opposé NH2, 3 cycle
possède glutamate
retrouve dans tout végétaux
Composé de la ptérine, de l ’acide p- aminobenzoïque (PABA) et du glutamate
THF = coenzyme
Transfert des grps monocarbonés suivant sauf CO2: méthyl, méthylène, méthényl, formyl et forminimo
Synthèse de la méthionine, homocystéine, purines et thymine
Déficience=> anémie par manque de maturation des Gr
Sulfamide (sulfanilamide)
- ressemble à PABA et inhibe l ’enzyme qui lie la ptéridine à PABA
- Bactériostatique (empêche la bactérie de croitre)
Que fait de transformer nos aliments
on retrouve de moins en moins une grande concentration d’acide folique
qu’est ce qu’un tétrahydrofolate
coenzyme sur lequel on a ajouté 4 protons sur un folate
expliquer le schéma de recyclage de l’homocysteine
au début besoin de méthionine pour former de l’homocysteine après soit:
- recycle à l’aide de l’acide folique (B9) et (B12)
2.homocysteine se transforme en cysteine puis la cysteine en glutathione (antioxydant très puissant)
Acide lipoique structure + fct
attaché à une lysine et possède des S
pas considéré comme une vit
ressemble biotine (tjrs lié à l’enzyme, nécessite ATP)
porteur de groupe acyl, retrouvé dans la pyruvate déshydrogénées et l’alpha-cétoglutarate déshydrogénase
Vitamine B12 structure + fct
structure : cobalt au centre
converti en 2 coenzymes: 5 ’
désoxyadénosylcobalamine et méthylcobalamine
catalyse 3 types de rx:
-réarrangements intramoléculaires
-Réductions de ribonucléotides en désoxyribonucléotides
-transfert du groupe méthyle (assistée par THF) dans la synthèse de la méthionine
synthétisé par E.Coli
déficience = anémie pernicieuse (diminution du nb de GR) ou de Biermer
Vitamine A (rétinol, esters de rétinol et rétinal)
structure + fct
structure isoprène (altération de double lien avec ramification)
-molécule isoprénique lyposoluble
-sources: végétaux ou humain synthétise à partir de beta-carotène
-capté par sels biliaires, ester de rétinol
-conversion de rétinol en rétinal pour former pigment sensible à la lumière
-Va affecte croissance et différentiation
-déficience= cécité crépusculaire
Vitamine D structure + fct
(Ergocalciférol (VD2) et cholécalciférol (VD3))
structure: cholestérol, deux OH sur forme active
(protège infection et cancer) (liposolubles)
cholécalciférol créé par l’action dans UV dans la peau (déhydroxycholestérol)
forme majeur circulante est 25-hydroxyvitamine D et la forme active est le 1,25-hydroxyvitamine D
régularise homéostasie du calcium et du phosphore
déficience = rachitisme (enfant) et ostéomalacie (adulte)
Vitamine E
liposolubles, longue chaine d’acide carboné
on ne synthétise pas
puissant antioxydant (alpha-tocophérol) qui prévient oxydation des membranes
-Globules rouges sensibles à hémolyse si pas de vit E
-Lésions rétiniennes chez prématurés
Vitamine K
on ne synthétise pas
isoprène, deux cétone
essentiel à coagulation
-permert carboxylation de 10 Glu de la prothrombine par une y-glutamyl carboxylase des microsomes du foie
QU’est ce que l’ordre cinétique
somme des exposants de l’équation de vitesse
rx d’ordre 2 : A + B –> P + Q
ordre en fct des conditions expérimentales et non a cause des molécules de substrats en jeux
Énergie libre d’activation
si on augmente la température la courbe va être plus grande alors que si on met un catalyseur on abaisse l’énergie d’activation.
équation de Michaelis-Menten
courbe de saturation par le substrat d’une rx enzymatique
v = Vmax(S)/(Km + (S))
besoin température constante
besoin de peu d’enzyme comparé au substrat
à l’était stationnaire v de formation de ES = v de décomposition de ES
Vitesse initiale: pas de -K2 = nul
Signification de Km et Vmax dans l’équation de Michaelis-Menten
Km et Vmax sont des constantes
- quand Concentration de S= Km alors V= Vmax/2
Km est lié à l’affinité de l’enzyme pour substrat
si Km est élevé, l’affinité diminue
Vmax lié à l’occupation du site actif par le substrat
si Vmax est élevé, faible occupation du site actif par le substrat.
Représentation linéaire équation double inverse
1/v = Km/Vmax * (1/S) + 1/Vmax
plus v max est petit plus la ligne droite sera haute
définitions
Turnover d’une enzyme (Kcat)= nb molécules de substrat divisé par unité de temps
Unité enzymatique (U)= été d’enzyme capable de transformé un micro mol de substrat par min à 25 degré
Activité spécifique= nombre U enzymatique divisé par le mg de protéine cela représente la pureté
influence température sur activité enzymatique
si basse = + de collision
si haute = + de dénaturation
influence du ph sur activité enzymatique
ph extrême= dénaturation de l’enzyme et du substrat
si ph normale = variation de l’état d’ionique de E et S cela va faire varier les structures et charges du site actif.
Que va faire la sérine protéase de la coagulation sanguine
coupe à l’intérieur
facteurs de coagulation vont s’autoactiver
Inhibiteurs définition
se fixe à l’enzyme et interfère son activité en empêchant formation de ES ou décomposition en E et P
Types d’inhibiteurs
inhibiteurs irréversibles
-liaison covalentes à l’enzyme (tue l’enzyme)
inhibiteurs réversibles
-liaison non-covalentes à l’enzyme
soit se lie site actif enzyme = inhibition compétitive pur = enzyme ne peut pas catalyser
soit se lie site différente du site actif de l’enzyme= modification du site actif
inhibition non-compétitive pur ou incompétitifs pure
inhibiteurs compétitifs
compétition entre I et S pour enzyme
+ le K est élevé moins il a d’affinité pour le I
inhibiteurs non compétitifs
se fixe autant à E que ES. altère la conformation de E et inactive le site active.
ratio augmente car le Vmax diminue
inhibiteurs incompétitifs
se fixe qu’à ES
augmente affinité du substrat en diminuant le Km et le Vmax
Quand qu’on utilise les inhibiteurs
en médecine (médicaments)
ex; pénicilline: empêche l’enzyme de faire une paroi
ex: inhibe enzyme pour contrer hypertension ou hypercholestérolémie
en science: spécificité du substrat, nature gr fct site actif, voies métaboliques
comme armes (gaz de combat sarin)
Que fait le sarin
inhibe le site actif donc acetyl choline ne peut plus venir et l’individu ne pourra plus respirer
Enzymes interconvertibles
- par phosphorylation ou déphosphorylation des Ser ex: pyruvate kinase (besoin d’eau)
- par méthylation
- par adénylation
Enzymes allostériques propriétés
1, situées en tête des voies métaboliques
- structure quaternaire dans majorité des cas
- deux sites: site catalytique et modulateur
- se fixe de manière covalence
- effecteur pas modifier pr enzyme
- effecteur allostérique on une cinétique sigmoïde
*si libère deux unités catalytiques ca augmente la vitesse
définitions hétéro et isoenzymes
hétéroenzymes= différentes enzymes qui catalysent la même rx dans des conditions de T et de pH différentes
Isoenzymes= différentes enzymes qui catalyse la même rx dans des conditions primal identiques
Lactate déshydrogénase (LDH)
4 sous unités, 2 chaines peptidiques différentes
-M: muscles squelettiques et foie
-H: coeur
LDH1: marqueurs sériques de maladies cardiaques
LDH5: marqueurs sériques de maladies hépatiques
complexe pluri-enzymatique
fct seulement quand sont tous regroupés
ex: pyruvate déshydrogénase
avantage = efficacité enzymatique
désavantage = produit intermédiaire ne peut pas quitter le complexe pour une autre voie métabolique
