Enzymologie Flashcards
Qu’est-ce qu’un enzyme?
Un catalyseur biologique
Quel est le rôle d’un enzyme?
Augmente la vitesse d’une réaction biochimique jusqu’à plusieurs milliards de fois
Les enzymes sont spécifiques à…
Un ou des substrats donnés
Quel est le rôle de la lipase dans l’organisme?
Digérer graisses dans l’intestin
Quelle sorte de molécule sont les enzymes?
Généralement des protéines
➔ Certains ARNs peuvent avoir une activité catalytique (ribozymes)
Quel est le rôle de l’amylase dans l’organisme?
Transformer amidons en sucres
➔ Dans la salive
Quel est le rôle du maltase dans l’organisme?
Brise le sucre maltose (trouvé dans les pommes de terre, les pâtes et la bière) en glucose
➔ Trouvé dans la salive
Quel est le rôle de la trypsine dans l’organisme?
Décompose protéines en acides aminés
➔ Trouvé dans intestin grêle
Quel est le rôle de l’acétylcholinestérase dans l’organisme?
Décomposer l’acétylcholine qui est un neurotransmetteur
➔ Trouvé dans les nerfs et les muscles
Quel est le rôle de la lactase dans l’organisme?
Brise le lactose en glucose et en galactose
➔ Trouvé dans l’intestin grêle
Quel est le rôle de l’ADN polymerase dans l’organisme?
Synthétise de l’ADN à partir de déoxyribonucléides
➔ Se trouve dans le noyau de toutes les cellules
Comment fonctionnent les LACTAID?
Utilisé dans le traitement de l’intolérance au lactose
➔ De la lactase, un enzyme de la famille des galactosidase bêta qui clive le lactose en glucose et galactose
Quel est l’effet de l’enzyme par rapport à l’énergie d’activation d’une réaction chimique?
Abaisse l’énergie d’activation
(abaissent barrières qui bloquent les réactions biochimiques)
Qu’est-ce que l’énergie d’activation?
Barrière énergétique à franchir (état de transition) pour que le réactif se transforme en produit
Quel est l’effet des enzymes sur la vitesse des réaction biochimiques?
Augmentent la vitesse des réactions (jusqu’à des milliards de fois)
Qu’est-ce que les enzymes permettent?
Réactions qui ne pourraient pas se produire à la température, pH et pression du corps
Quels sont les facteurs affectant l’activité des enzymes?
Température (affecte enzyme & substrat)
pH (affecte enzyme & substrat)
Concentration d’enzyme et de substrat
Qu’arrive-t-il aux enzymes alors que la température augmente au-delà de la température optimale (37°C)?
Les molécules s’activent et brisent les liaisons faibles
Qu’est-ce qui détermine le pH et la température optimale d’un enzyme?
L’environnement dans lequel l’enzyme agit
Comment est-ce que le pH affecte les enzymes?
Affecte la charge des acides aminés et donc les liaisons faibles qui en dépendent
Qu’arrive-t-il aux enzyme lorsque l’environnement est trop loin du pH et de la température optimale?
Dénaturation de l’enzyme
Comment est-ce que la concentration de l’enzyme et de son substrat affecte la réaction?
Affecte la vitesse de la réaction
Qu’arrive-t-il à un certain point si on augmente la concentration de substrat sans arrêt?
Enzyme devient saturée par le substrat à haute concentration, après quoi augmenter la concentration du substrat n’accroît pas davantage la vitesse de la réaction
➔ Plateau Vmax
Quelles sont les caractéristiques des enzymes?
- Très sélectives et convertissent les substrats en produits sans être elles-mêmes modifiées
- Recyclées à la fin de la réaction et peuvent recommencer un nouveau cycle de catalyse
- Une seule molécule d’enzyme produit de nombreuses molécules de produit
Quelle relation y a-t-il entre la vitesse de la réaction et la concentration d’enzyme?
Directement proportionnelle
(assumant qu’il y a un excès de substrat)
À quel niveau de l’enzyme se produit la réaction catalytique?
Au niveau du site actif
(Complexe enzyme-substrat)
Quelles sont les liaisons chimiques faibles impliquées dans la stabilisation de la structure des enzymes et des substrats?
Forces de Van der Waals
Ponts hydrogène
Liens ioniques
Interactions hydrophobes
À quoi peut être comparée l’interaction entre l’enzyme et son substrat?
À un cadenas et une clé
Plus il y a de liaisons non-covalentes (faibles), __________ (plus/moins) l’interaction entre les molécules sera forte.
Plus
(plus l’affinité sera grande)
Qu’est-ce qui arrive à l’enzyme et au substrat lorsqu’ils se lient?
Changement de la conformation du substrat et de l’enzyme pour que la catalyse soit possible
➔ Libération du produit de la réaction et régénération de l’enzyme
Qu’est-ce que le sous-site de liaison du substrat?
Lieu d’interaction entre l’enzyme et le substrat
De quoi est formé le sous-site de liaison?
Des acides aminés qui maintiennent le substrat en place lors de la catalyse
De quoi est formé le sous-site catalytique?
Des acides aminés qui performent la catalyse
De quels 2 sous-sites est formé le site actif d’un enzyme?
Sous-site de liaison
Sous-site catalytique
Quel est le rôle du sous-site de liaison?
Détermine la spécificité de l’enzyme pour son substrat
Pour une concentration d’enzyme constante, la vitesse de réaction _____________ initialement avec la concentration du substrat jusqu’à atteindre _______________.
Augmente
Une vitesse maximale (Vmax)
La vitesse initiale de réaction augmente de façon _______________ avec la concentration de l’enzyme.
Linéaire
Qu’est-ce que le Km?
La concentration de substrat à laquelle la réaction est à la moitié de la vitesse maximale Vmax
(1/2 Vmax)
Vmax est exprimée en quelle unité?
En moles de produits formés/unité de temps
Donne le synonyme de Km.
Constante de Michaelis
Qu’est-ce qui détermine la spécificité/affinité de l’enzyme pour son substrat?
Les liaisons faibles
Quels sont les rôles du sous-site catalytique?
Diminue l’énergie d’activation nécessaire
Stabilise la structure intermédiaire (état de transition) durant la réaction
Catalyse la réaction
Qu’est-ce que Vmax?
La vitesse de réaction maximale que peut atteindre un enzyme (dans une réaction donnée, [E])
Plus le Km est petit, plus l’affinité est ______________.
Grande
➔ Plus l’enzyme est efficace à faible concentration de substrat
De quoi dépend l’efficacité d’un enzyme?
De la vitesse à laquelle elle transforme son substrat et produit.
Quels sont les 2 types d’inhibition enzymatique?
Inhibition réversible
Inhibition irréversible
Comment se lie l’inhibiteur à l’enzyme lors de l’inhibition réversible?
De façon réversible
Par des liaisons (forces) faibles (ponts hydrogènes, pont ionique, interactions hydrophobes, forces de Van der Waals)
Comment se lie l’inhibiteur à l’enzyme lors de l’inhibition irréversible?
De façon irréversible
Par des liaisons (forces) fortes, c’est-à-dire des liens covalents
Donne un exemple de substance inhibiteur (inhibition réversible).
Iboprofène
Donne un exemple de substance inhibiteur (inhibition irréversible).
Aspirine
Quels sont les 2 types d’inhibition enzymatique réversible?
- Compétitive
- Non-compétitive
Qu’est-ce que l’inhibition réversible compétitive?
Substrat & inhibiteur compétitionnent pour le même site, le site actif, le site catalytique
Qu’est-ce que l’inhibition réversible non-compétitive?
Substrat & inhibiteur ne compétitionnent pas pour le site actif, car l’inhibiteur se lie à un autre site (allostérique) que le site actif
À quoi se lie l’inhibiteur compétitif?
Au site catalytique de l’enzyme et compétitionne le substrat
Est-ce que Vmax change lors de l’inhibition compétitive? Pourquoi?
Non, car si nous augmentons la concentration de substrat, c’est ce dernier qui “gagnera” la compétition
Qu’arrive-t-il au Km lors de l’inhibition compétitive?
Le Km apparent augmente, donc l’affinité de l’enzyme diminue
Donne un exemple d’inhibition réversible compétitive.
Pénicilline
À quoi se fixe l’inhibiteur non-compétitif?
À un site allostérique
Qu’est-ce qui se produit lorsque l’inhibiteur non-compétitif se lie au site allostérique de l’enzyme?
Induit un changement de conformation du site actif qui réduit l’activité catalytique de l’enzyme (ne peut plus catalyser de réaction)
Comment agissent les inhibiteurs enzymatiques non-compétitifs?
Pas en empêchant la formation de complexes enzyme-substrat, mais plutôt en empêchant la formation de complexes enzyme-produit. Ils empêchent ainsi le substrat de réagir pour former le produit
Est-ce que les inhibiteurs non-compétitifs sont affectés par la concentration de substrat?
Non, puisqu’ils ne rivalisent pas avec les molécules de substrat
Qu’arrive-t-il au Km lors de l’inhibition non-compétitive?
Le Km apparent ne change pas car l’inhibiteur non-compétitif n’affecte pas l’affinité de l’enzyme pour son substrat
Qu’arrive-t-il au Vmax lors de l’inhibition non-compétitive?
Vmax diminue car l’inhibiteur réduit la quantité d’enzymes capable de transformer le substrat
Qu’est-ce que le rétrocontrôle?
Contrôle de l’activité catalytique des enzymes dans les voies métaboliques en fonction de la quantité du produit final (réversible)
Que permet le rétrocontrôle?
Régulation rapide de l’activité catalytique protéique (plus rapide que de contrôler le niveau d’expression du gène de l’enzyme)
À quoi correspond un rétrocontrôle négatif?
Rétroinhibition
Existe-t-il des rétrocontrôles positifs de l’activité catalytique des enzymes?
Oui
Que permet le rétrocontrôle négatif?
Contrôler les réactions de plusieurs voies métaboliques interdépendantes
Quel est un exemple de rétroinhibition?
Voies de biosynthèse des acides aminés
Le rétrocontrôle est généralement ______________. (compétitif / non-compétitif) Pourquoi?
Non-compétitif
Car le produit se lie à un site allostérique de l’enzyme
Un inhibiteur irréversible diminue….
L’activité enzymatique de façon permanente
Quel effet a l’inhibiteur irréversible sur le Vmax et le Km? (de quoi l’effet dépend)
L’effet dépend s’il entre en compétition ou non avec le substrat pour le site actif
Que se passe-t-il lors de l’inhibition enzymatique irréversible?
Le lien (souvent covalent) entre l’enzyme & l’inhibiteur est si fort que l’addition du substrat ne renverse pas l’inhibtion
Quelles sont les caractéristiques de la régulation de l’activité protéique par phosphorylation?
Régulation par changement de conformation de la protéine
Modification post-traductionnelle réversible
Quel est un moyen rapide et réversible pour contrôler l’activité des protéines?
Phosphorylation
Dans quels acides aminés la phosphorylation est-elle possible?
Sérine
Thréonine
Tyrosine
Comment fonctionne la réaction de phosphorylation des protéines?
Groupement terminal d’un ATP est transféré sur le groupement hydroxyle (OH) de la chaine latérale de la Serine, Thréonine ou Tyrosine
Comment agit l’aspirine lors de l’inhibition?
Aspirine, par une réaction chimique d’acétylation, inhibe de façon irréversible les enzymes cyclooxygénase (COX1 et COX2), des enzymes participant à la production de prostaglandines et de thromboxanes.
Qu’inhibe l’aspirine?
La production de prostaglandines et de thromboxanes.
Qu’inhibe l’ibuprofen?
La production de prostaglandines et de thromboxanes.
Comment se passe l’inhibition par l’ibuprofen?
Inhibe de façon réversible les enzymes cyclooxygénase (COX1 et COX2) qui participent à la production de prostaglandines et de thromboxanes.
Se fixe au site actif et compétitionne avec le substrat de façon réversible
Vrai ou Faux: L’aspirine et l’ibuprofen sont tous les deux des inhibiteurs compétitifs.
Vrai
Quelle est une caractéristique importante des enzymes?
Pas modifiés dans une réaction biochimique
Qu’est-ce que l’inhibition des voies de biosynthèse par rétroinhibition?
Accumulation d’un produit qui rétroinhibe l’enzyme en haut de la voie pour assurer qu’on arrête de produire le produit qui est en excès
De quelle façon les enzymes peuvent-ils changer l’activité des protéines?
Protéine kinase (enzyme) & phosphorylation
➔ Activité catalytique: aller transférer un phosphate de l’ATP vers une autre protéine
(Protéine kinase peut avoir comme substrat une autre protéine kinase)
