Enzymologie Flashcards
Quelles sont les caractéristiques générales des enzymes ?
- Contrôlent majorité réactions métaboliques
- Catalysent en dim É activation
- Presque toutes protéines
Qu’est-ce qu’une coenzyme ?
Mol essentielles pour catalyser certaines réactions E
Qu’est-ce qu’une holoenzyme ?
Nécessite aide coenzyme
Qu’est-ce qu’une apoenzyme ?
Ne nécessite pas aide coenzyme
Qu’est-ce qu’une isoenzyme ?
Catalysent mm réaction mais différentes par structures primaires et composition sous-unités
Quels sont les facteurs affectant réactions enzymatiques ?
- T° idéales à laquelle fct est la + efficace (souvent T° ambiante) –> + T° élevée = + rapide jusqu’à dénaturation
- pH optimal à cause AA ionisés (histidine, glutamate, cystéine) qui participent ds réactions cataboliques
Comment est mesurée l’activité enzymatique ?
Tenant compte vitesse initiale et offrant T° constante, pH optimal et conc substrat permettant saturation
Qu’est-ce que la vélocité ?
- Conversion substrat en produit pdt catalyse E
- 1 UI = conversion 1 micromol substrat en produit/min
- Influencée par aug conc substrats, aug conc E ou changement T°/pH
Comment est mesurée l’activité spécifique ?
Mesure activité selon qté protéines (nb IU/mg prots)
+ élevée = + protéine pure/homogène
Qu’est-ce que la spécificité enzymatique ?
Souvent très spécifique pour type réaction catalysé et nature substrat (selon structure, charge, polarité, hydrophobicité site)
Quelles sont les différentes classes d’enzymes ?
Oxydoréductases Transférases Hydrolases Lyases Isomérases Ligases
De quoi dépend la compétition entre différents substrats ?
Affinité E pour chaque substrat (Km) et conc substrats
Comment expliquer la compétition entre le méthanol et l’éthanol ?
Méthanol —lentement par ADH—> formaldéhyde —rapidement—> formate
* Accumulation formate = acidose métabolique
Éthanol aussi métabolisé par ADH mais + affinité = inhibition compétitive métabolisme méthanol (pas métabolites formés) donc méthanol graduellement excrété ds urine
Qu’est-ce que la courbe Michaelis-Menten ?
- Modèle simple pr cinétique réactions catalysées par E
- Graphique vélocité en fct conc substrat
- Permet pas déterminer valeurs précises Vmax (asymptote) et Km
Quelle est l’équation de transformation du substrat en produit ?
E + S –> ES –> E + P
* Décomposition ES en E + P limitée par catalyse (irréversible)
Qu’est-ce que le Vmax ?
Vélocité (efficacité) max à laquelle E peut convertir substrat qd conc substrat vrm haute (saturation) et que conc S = conc E totales
* S’il est grand = E efficace
Qu’est-ce que le Km ?
- Constante de Michaelis exprimée en unité conc et correspond conc substrat quand v = 50% max vélocité (ou 1/2 E)
- Estimation affinité E pour substrat
- Petit = E a grande affinité avec substrat (facile à saturer)
Qu’est-ce que le Ki ?
Constante d’inhibition étant conc inhibiteur à laquelle 50% inhibiteur est lié
* Bas = inhibition très efficace activité E
Qu’est-ce que la courbe Lineweaver-Burk ?
- Transformation linéaire équation Michaelis-Menten
- Graphique obtenu en prenant réciproque (inverse) équation
- Donne ligne droite (y = a x + b)
- Pente = Vmax
- Petite erreur à faible conc –> grosse erreur graphique (Km et Vmax) à cause calcul réciproque
- Compresse info à conc S élevée
Quelle est l’équation de Michaelis-Menten ?
v = Vmax x conc S /(Km + conc S)
Quelle est l’équation de Lineweaver-Burk ?
1/v = 1/Vmax + Km/Vmax x 1/conc S
Qu’est-ce que la courbe Eadie-Hofstee ?
- Transformation linéaire équation Michaelis-Menten
- Ne compresse pas info à conc S élevée
Quelle est l’équation de Eadie-Hofstee ?
V = Vmax - Km x v/conc S
Qu’est-ce qu’un inhibiteur réversible compétitif ?
- Se lie mm site que substrat
- Cause aug Km (diminue accès substrat site liaison) mais pas changement Vmax (peut être contré par ajout substrat)
Qu’est-ce qu’un inhibiteur réversible non compétitif ?
- Se lie à E libre ou ES à site allostérique
- Effet + complexe
- Dim Vmax mais impact difficile à prévoir sur Km
Qu’est-ce qu’un inhibiteur irréversible ?
- Site orthostérique ou allostérique
- Peut pas être remplacé par substrat mm si conc substrat élevée
- Modification site actif E ce qui empêche liaison S (inhibe complètement activité E)
- Ki vraiment bas
Comment s’applique le concept de l’allostérisme avec des enzymes ?
- Courbe saturation substrat = sigmoïde
- Affecte Km
- Mm principe que O2 et Hg
- Coopérativité = homo/hétérotropique
Qu’est-ce que la coopérativité positive ?
Réaction substrat avec site actif = + facile pour autre substrat réagir avec autre site actif
Qu’est-ce que la coopérativité négative ?
Réaction substrat avec site actif = + difficile pr substrat de réagir avec autre site actif
Qu’est-ce que le modèle concerté ?
- En absence substrat E affinité dim pour substrat (état T)
- Liaison substrat effecteur allostérique pr autres sites change état pour R (affinité +++)
- État est le mm pour toutes sous-unités
Qu’est-ce que le modèle séquentiel ?
Chaque changement sous-unité est indépendant à différents états et sous-unités ont différentes affinités pour substrat
Quelles sont les caractéristiques principales du métabolisme des alcools ?
- Rapidement absorbé par estomac
- conc alcool arrivant foie est grande –> + fraction alcool éliminée est petite (saturation)
- Boire alcool ventre vide –> absorption rapide
- Rapidement distribué ds compartiment liquidiens
- H+ formé par métabolisme alcool neutralisé par bicarbonates (incomplet) –> accumulation H+ = acidose
Quel est le métabolisme de l’éthanol ?
Éthanol ——ADH avec NAD+ ——> Acétaldéhyde –AlDH–> Acide acétique (acétate)
- Majoritairement ds foie
- Cinétique ordre 0 (saturation)
- Dépend bcp absorption –> lente (métabolisme premier passage) ou rapide (bcp circulation systémique)
- 90% biotransformation et 5-10% expiré/uriné
- Dispo NAD+ limite oxydation
- Compétition pour NAD+ (lactate et cycle de Krebs)
- Acétaldéhyde et acide acétique pas si toxique –> rapidement métabolisé et excrété (pas trou anionique)
Quel est le métabolisme du méthanol ?
Méthanol ——ADH avec NAD+ ——> Formaldéhyde –AlDH–> Acide formique (formate)
- Formaldéhyde + réactif et réagit rapidement avec protéines (E cycles Krebs)
- Acide formique peut créer acidose sévère
- pH élevé (HCO3) –> formate (ionisé) difficulté aller partout (Vd)
- pH faible –> acide formique (non ionisé) pénètre membrane = danger
Quel est le métabolisme de l’éthylène glycol ?
Éthylène glycol –> Glycolate —-lentement—–> Oxalate
- Mécanisme compliqué mais première E utilisée est ADH
- Rapidement absorbé par intestins
- Glycolate interfère avec métabolisme et produit acidose métabolique
Dans le cas d’une intoxication au méthanol, à quoi sert l’éthanol ?
- Grandes doses pr retarder métabolisme méthanol par compétition ADH
- Dim formation acide formique
- Oral recommandé en cas extrême urgence sinon IV
Dans le cas d’une intoxication au méthanol, à quoi sert le Fomepizole ?
- Inhibiteur compétitif ADH (affinité ++++ grande)
- Bon traitement
- Préféré à éthanol si dispo (dose + facilement ajustable car ordre 1 et - effets secondaires)
Dans le cas d’une intoxication au méthanol, à quoi sert l’hémodialyse?
Idéalement pr retirer méthanol non métabolisé
Dans le cas d’une intoxication au méthanol, à quoi sert le bicarbonate?
Dim acidose surtout si donne éthanol
Comment le corps produit-il de l’acide ?
- Métabolisme génère CO3 qui se dissout ds H2O en formant acide carbonique et relâchant H
- Acide lactique produit par glycolyse anaérobique
- Conc acide ds sang = constant (essentiel maintenir pH pr ionisation protéines et activité E)
À quoi servent les systèmes tampons ?
Minimiser changements concentration H+
Quelle est l’équation transformant le CO2 en H+ ?
H2O + CO2 —-anhydrase carbonique—-> H2CO3 –> HCO3- + H+
Qu’est-ce que le tampon hémoglobine ?
Neutralise H+ générés par réaction anhydrase carbonique dans GR (important)
Qu’est-ce que le tampon protéines/phosphates ?
Neutralisse H+ intracellulaire en liant H+ avec HPO4 ou avec protéines négatives
Qu’est-ce que le tampon bicarbonate ?
- Neutralise H+ relâchés par cellules qd acide ajouté au sang (++++ important)
- Équation Henderson-Hasselbalch (pKa) décrit comportement tampon HCO3 –> pH sang déterminé par ratio entre conc bicarbonates et conc CO2 dissous ds sang
Comment un acide fort est-il tamponné par HCO3 ?
HCO3- + aug H+ –> aug H2CO3 –> H2O + aug CO2 = ventilation pulmonaire élevée
Comme une base forte est-elle tamponnée par HCO3 ?
*** Se combine avec H2CO3 pour former NaHCO3 + H2O
dim H2CO3 –> CO2 réagit ++++ avec H2O pour former H2CO3 –> dim CO2 = ventilation pulmonaire basse
Comment se fait le maintien de la balance acide-base ?
- Poumons contrôlent échanges CO2 entre sang et air
- GR contrôlent transport gaz entre poumons/tissus
- Reins contrôlent synthèse HCO3 plasma et excrétion H+
- Poumons = composante respiratoire balance
- Reins/GR = composante métabolique balance
- Interdépendance entre composante métabolique/respiratoire –> un tendance compenser si changements inappropriés ds autre
Comment les poumons aident à maintenir la balance acide-base ?
- pCO2 et pO2 affectent ventilation
- Centre respi = chémorécepteurs sensitifs à pCO2 et pH
- Circonstances N –> aug pCO2/dim pH stimule ventilation pulmo
- Si aug conc CO2 –> dim pH par aug conc H+ et vice versa
- Rétroaction nég pr que aug conc H+ aug ventilation alvéolaire
- pO2 dim = hypoxie –> contrôle ventilation par récepteurs carotides ds arche aorte
- pO2 –> conc plus basse ds poumons que air atmosphérique
- Facteurs déterminants échanges gazeux –> perfusion et pressions partielles (pO2/pCO2)
Qu’est-ce que la perfusion ?
Débit circulation sanguine proche poumons
Comment les GR aident à maintenir la balance acide-base ?
- CO2 entre ds GR –> dissout ds eau et forme acide carbonique H2CO3
- Acide carbonique se dissocie pour former HCO3 + H (CO2 transporté seulement sous cette forme)
- H+ formés se fixe à Hg (évite acidification sang)
Comment les reins aident à maintenir la balance acide-base ?
- Bcp HCO3 filtré ds tubules –> perte base liquide extracell
- Bcp H+ filtré ds tubules –> perte acide liquide extracell
- Bcp acides non volatiles –> éliminés seulement par reins
- Prévenir perte HCO3 ds urine (+++ important) –> HCO3 + H+ forme H2CO3 (imperméable cellule) –> transformé par anhydrase carbonique (sur membrane) en CO2 (sort) et H2O (reste ds tubule)
- Régule par sécrétion H+ (tubule distal), réabsorption HCO3 filtré (tubule proximal) et prod nouveau HCO3 (H2O + CO2)
Comment les reins tamponnent une alcalose ?
- dim H+ –> reins pas en mesure réabsorber tout bicarbonate
- Perte bicarbonate = aug H+ (rétablit pH)
Comment les reins tamponnent une acidose ?
Aug H+ –> reins réabsorbent tous bicarbonate et en produit nouveau = dim H+
Quelle est l’équation Henderson-Hasselbalch ?
pH = pKa + log [A-]/[AH]
Clinique pKa H2CO3= 6,1 A- = HCO3- AH = PaCO2 (40mmHg) x 0,0301 (coefficent solubilité CO2) = [ ]
Qu’est-ce qu’une acidose métabolique ?
- Accumulation H+ ou perte excessive HCO3 (diarrhée)
- Dim ratio HCO3/pCO2 plasma
- Prod excessive ou métabolisme/excrétion (perfusion) pas assez efficace acides non volatiles
dim pH –> aug H2CO3 –> aug CO2 + dim HCO3
Aug pH –> aug NaHCO3 –> dim H2CO3 + aug HCO3
Quel est le processus de formation d’acidose métabolique ?
- Excès lactate ou formate (méthanol)
- Aug [H+]
- Réaction avec HCO3 pr former H2CO3
- Dissociation H2CO3 en CO2 + H2O
- Aug pCO2 car surplus et dim [HCO2]
- Dim pH = acidose
- Hyperventilation
Qu’est-ce que l’alcalose métabolique ?
- Aug bicarbonate à cause pas assez H+ (hypokaliémie résultat tamponnage intracell)
- Compense par dim pCO2 (hypoventilation)
Qu’est-ce que l’acidose respiratoire ?
- Aug pCO2 à cause dim ventilation (obstruction poumons) ou dim perfusion
- Compense par aug synthèse HCO3 reins = aug HCO3 plasma
Qu’est-ce que l’alcalose respiratoire ?
- Dim pCO2 à cause trop CO2 expiré (attaque anxiété, hyperventilation, fièvre, grossesse)
- Compense par dim réabsorption HCO3 reins = dim HCO3 plasma
Qu’est-ce que le trou anionique ?
- Analogue trou osmotique
- Différence entre anions pas mesurés et cations pas mesurés (pas tous mesurés en labo)
- Normalement entre 10-15mmol/L (élevé à 20)
TA = (Na + K) - (Cl + HCO3)
À quoi sert le trou anionique et comment l’interpréter ?
- Aide à diagnostiquer différentes causes acidose métabolique (hyperchlorémique ou non chlorémique)
- [cations] = [anions] –> maintenir neutralité (pas trou)
- Aug si accumulation anions inorganiques/organiques (comme alcool)
Quels sont les principaux cations et anions non mesurés pour le trou anionique ?
Cations : calcium, magnésium, potassium
Anions : albumine, phosphate, sulfate, autres anions organiques
Qu’est-ce que le trou osmotique ?
- Quantification différence entre osmolarité mesurée et calculée
- Souvent < 10mOsm/kg
Comment interpréter la valeur du trou osmotique ?
- Élevée en présence substance osmotiquement active
- Empoisonnement méthanol/éthylène glycol peuvent aug osmolarité mesurée (donc trou osmotique) et cause acidose métabolique sévère et aug trou anionique
- Empoisonnement isopropanol peut aug trou osmotique mais cause pas acidose métabolique ou aug trou anionique
- Métaboliques aug pas trou osmotique directement mais autres mol osmotiquement actives altérées (Na)
Quel est le calcul du trou osmotique ?
Trou osmotique = OSMm – OSMcal
OSMcal = 2Na + glucose + urée
Qu’est-ce que l’osmolarité calculée ?
Celle que patient devrait avoir si pas molécules inconnues ds sang (comprend glucose, urée, sodium)
Comment se comporte le trou osmotique lors d’une intoxication à l’éthanol ?
- Solutés non calculés ds sang = aug osm mesurée et donc trou osmotique
- Seules mol petit poids et effet sur [ ] va avoir effet discernable sur trou osmotique
- Alcool = mol osmotiquement actives (difficile passer membrane car forme ionisée)
- PLupart méd/toxines = poids mol moyen/élevée –> effets juste à [ ] basse
- Certains solutés faible poids demande [ ] plus élevée pour effets toxiques (éthanol)
- Éthanol = osmose non efficace car se distribue ds liquide intra/extra (affecte pas tonicité) mais aug osmolarité plasma
- Possibilité calculer niveau éthanol théorique si pas autres solutés exogènes à partir trou osmotique
