Enzymologie - Dr. Rokeach Flashcards
c’est quoi une enzyme?
(généralement une protéine) qui catalyse une réaction chimique et est spécifique à un (ou des) substrats donné
c’est quoi un ribozyme
molécule d’ARN ayant une activité catalytique
c’est quoi des lipases
enzyme aidant à digérer des graisses dans l’intestin
c’est quoi l’amylase
enzyme se trouvant dans la salive et aidant à transformer les amidons en sucre
c’est quoi la maltase?
enzyme se trouvant dans la salive et qui brise le sucre maltose (se trouvant dans les pommesde terre, les pâtes et la bierre) en glucose
c’est quoi la trypsine?
enzyme dans l’intestin grêle qui décompose les protéines en acides aminés (c’est une protéase)
c’est quoi la lactase?
enzyme dans l’intestin grêle qui brise le lactose (le sucre dans le lait) en glucose et en galactose
c’est quoi l’acétylcholinestérase?
enzyme qui décompose l’acétylcholine (neurotransmetteur dans les nerfs et muscles)
c’est quoi la DNA polymérase?
enzyme qui synthétise d’ADN à partir de désoxyribonucléotides
pourquoi aurait-on besoin de l’administration thérapeutique orale d’enzyme?
pour corriger une déficience dûe à des anomalies par mutation d’une enzyme ou altération dans son niveau de production conduisant à des maladies
c’est quoi le Lactaid
est utilisé dans le traitement de l’intolérence au lactose: c’est de la lactase (une enzyme de la famille des β-galactosidases) qui clive le lactose en glucose et en galactose
combien de personnes aux USA sont intolérents au gluten SANS être atteints de maladie coeliaque?
18 millions
c’est quoi l’aspergillus niger-derived prolyl endoprotease (AN-PEP)
une enzyme qui peut empêcher le gluten d’entrer dans le petit intestin, ce qui réduit les symptômes des gens intolérents au gluten
quel est l’effet d’un enzymesur le mécanisme de la réaction
il abaisse l’énergie d’activation et agissent comme catalyseur de la réaction
c’est quoi l’énergie d’activation?
barrière énergétique à franchir (état de transition)
les catalyseurs chimique permettent quoi?
augmentent la vitesse de réaction chimique et donc permettent donc des réactions qui ne pourraient pas se produire à la température du corps
la réaction catalytique se produit où sur l’enzyme?
au niveau du site actif
c’est quoi les 3 caractéristiques principales des enzymes en ce qui a trait aux réactions catalytiques?
- très sélectives et convertissent des substrats en produits sans être elles-même modifiées
- recyclées à la fin de la réaction et peuvent recommencer un nouveau cycle de catalyse
- 1 seule molécule d’enzyme produit de nombreuses molécules de produit
le site actif d’une enzyme est formé de quels 2 sous sites?
- sous-site de liaison
- sous-site catalytique
le sous-site de liaison est formé de quoi?
des acides aminés qui maintiennent le substrat en place lors de la catalyse
le sous-site catalytique est formé de quoi?
des acides aminés qui performent la catalyse
le sous-site de liaison est le lieu de quoi?
lieu d’interaction entre l’enzyme et le susbtrat
comment est formé le site le sous-site de liaison d’une enzyme
formé d’aminés qui peuvent initialement appartenir à des régions très éloignées les unes des autres dans la chaîne polypeptidique linéaire mais qui se sont rapprochés lors du repliement de l’enzyme. Ce rapprochement permet de créer une structure qui s’attache au substrat.
quelle est l’enzyme qui accueille l’AMP cyclique comme substrat dans son sous-site de liaison?
phosphodiestérase
quels sont les acides aminés du sous-site de liaison de la phosphodiestérase? quel type de liaison forment-ils avec le substrat?
- sérine (pont H)
- arginine (liaison électrostatique/ionique)
- acide glutamique (pont H)
- Thréonine (pont H)
- sérine (2 ponts H)
de manière générale, quelles sont les forces qui tiennent le substrat en place dans le sous-site de liaison?
forces faibles (non covalentes)
+ il y a de liens non covalents entre les acides aminés du sous-site de liaison de l’enzyme et le substrat, plus…
le complexe est stable (car + d’affinités donc c’est + spécifique et ca va durer + dans le temps)
c’est quoi le rôle du sous-site de liaison de l’enzyme?
détermine la spécificité de l’enzyme pour son substrat
quels sont les 3 rôles du sous-site catalytique de l’enzyme?
- diminue l’énergie d’activation nécessaire
- stabilise la structure intermédiaire (état de transition) durant la réaction
- catalyse la réaction
décrivez le rythme d’une réaction en fonction de la concentration du substrat
la vitesse de réaction augmente avec la concentration du substrat jusqu’à atteindre la vitesse maximum (Vmax) quand l’enzyme est saturé par le substrat
Vmax est exprimée en quoi?
moles de produits formés/unité de temps
à quoi ressemble la courbe de saturation pour une concentration fixe d’enzyme
L’efficacité d’une enzyme dépend de quoi?
de la vitesse à laquelle elle transforme le substrat
c’est quoi KM
est une mesure de l’affinité de l’enzyme pour le substrat c’est la constante concentration de substrat à laquelle la vitesse de la réaction est la moitié de Vmax
plus KM est petit, plus…
l’affinité est grande (plus l’enzyme est efficace même à faible concentration du substrat)
c’est quoi Vmax?
vitesse de réaction maximale peut peut atteindre une enzyme dans une réaction donnée
quels sont les 2 types d’inhibiton enzymatique?
- réversible
- irréversible
c’est quoi l’inhibition enzymatique réversible?
l’inhibiteur se lie de façon réversible à l’enzyme grâce à des liasons (forces) faibles (ponts H, ponts ioniques, interactions hydrophobers, forces de Van der Waals)
c’est quoi l’inhibition enzymatique irréversible?
l’inhibiteur se lie de façon irréversible à l’enzyme grâce à des liaisons (forces) fortes, c’est-à-dire des liens covalents
quels sont les 2 types d’inhibitions enzymatiques réversibles?
- compétitive
- non-compétitive
c’est quoi l’inhibition compétitive?
le substrat et l’inhibiteur compétitionnent pour le même site actif (site catalytique)
c’est quoi l’inhibition non-compétitive?
le substrat et l’inhibiteur ne compétitionnent pas car l’inhibiteur se lie à un site autre (allostérique) que le site actif ce qui induit un changement de conformation du site actif et réduit l’accessibilité du site au substrat
que se passe-t-il quant à la courbe de la vitesse de réaction lors d’une inhibition compétitive?
- Vmax ne change pas et peut être atteinte, mais il faut une plus grande concentration de substrat pour l’atteindre que s’il n’y avait pas d’inhibition
- le KM apparent de la réaction change et devient + grand puisque l’affinité est - grande vu que l’enzyme passe aussi du temps avec l’inhibiteur
que se passe-t-il quant à la courbe de la vitesse de réaction lors d’une inhibition non-compétitive?
- Vmax diminue
- le KM apparent ne change pas
différence entre inhibition compétitive et non-compétitive
C’est quoi le rétrocontrôle?
contrôle de l’activité catalytique des enzymes dans des voies métaboliques en fonction de la quantité du produit final
est-ce que le rétrocontrôle est réversible?
oui
le rétrocontrôle permet quoi?
régulation rapide de l’activité catalytique protéique (+ rapide que de contrôler le niveau d’expression du gène de l’enzyme)
c’est quoi la rétroinhibition?
rétrocontrôle négatif (par inhibition allsostérique donc non compétitive)
la rétroinhibition négative permet quoi?
contrôle du flux dans les voies métaboliques de biosynthèse
est-ce qu’il existe des rétrocontrôles positifs de l’activité catalytique des enzymes?
oui
le rétrocontrôle négatif au niveau de plusieurs sites permet quoi?
de contrôler les réactions de plusieurs voies métaboliques interdépendantes
comment fonctionne la rétroinhibition négative dans les voies de biosynthèse des acides aminés?
chaque acide aminé contrôle la 1ere enzyme spécifique de sa voie de biosynthèse il y a aussi possibilité d’inhibition de la voie commune de synthèse (impliquant la transformation de l’aspartate en phosphate d’aspartyl dans ce cas-ci)
donnez un exemple de médicament utilisé couramment qui met en jeu le principe d’inhibition irréversible
aspirine
donnez un exemple de médicament utilisé couramment qui met en jeu le principe d’inhibition réversible
ibuprofène
l’ibuprofène et l’aspirine sont quel type de médicament
anti-inflammatoires non stéroïdiens (NSAID)
quel est l’autre nom de l’aspirine?
acide acétylsalicylique
quelles sont les actions de l’aspirine?
- antalgique (antidouleur)
- antipyrétique (diminue la fièvre)
- anti-inflammatoire non-stéroïdien
- antiagrégant plaquettaire
quelles sont les origines historiques de l’aspirine?
- dans l’antiquité (papyrus 1550 av JC, Hippocrate 460-337 av JC) ont utilisé des décoctions de feuilles et d’écorce du saule blanc
- aspirine synthétisée en 1859 par Kolbe et breveté en 1899 par Bayer
l’aspirine joue un rôle sur quel enzyme?
COX
l’enzyme cox est quel type d’enzyme?
dimère
en l’abscence d’aspirine, que se passe-t-il?
- l’acide arachidonique (AA) accède au site actif de COX via un canal hydrophobe
- COX produit la prostaglandine PGH qui dans les plaquettes est convertie par des isomérases en thromboxane A2 (qui va activer les plaquettes)
c’est quoi le mode d’action de l’Aspirine?
inhibe irréversiblement l’activité de COX par acétylation d’une sérine dans le site actif de COX (SER 529 dans COX-1 et SER516 dans COX-2) cela produit un obstacle stérique qui empêche les AA d’être métabolisé
l’ibuprofène (advil/motrin) est indiqué dans le traitement de quoi?
de la fièvre ou de douleurs telles que maux de tête, états grippaux, douleurs dentaires, courbatures et règles douloureuses
l’ibuprofène est quel type d’inhibiteur? et un inhibiteur de quoi?
inhibiteur compétitif de la prostaglandine synthase
quel est l’autre nom de la prostaglandine synthase?
cyclo-oxygénase (COX)
l’ibuprofène catalyse quoi?
la 1ere étape de la synthèse des médiateurs de l’inflammation
quels sont les 2 médiateurs de l’inflammation?
prostaglandine et thromboxane
si on prend de l’aspirine, est-ce que c’est efficace de prendre aussi de l’iboprofène?
non car le site actif est déjà occupé
les antibiotiques sont les inhibiteurs enzymatiques agissant comme quoi?
comme des médicaments
donnez des exemples d’antibiotiques
pénicilline, tétracycline et streptomycine
c’est quoi la pénicilline?
inhibiteur des transpeptidases qui catalysent la synthèse de la paroi bactérienne
que sont la tétracycline et streptomycine?
inhibiteurs de la synthèse protéique bactérienne
la plupart des médicaments font quoi?
inhibent des enzymes
l’administration thérapeutique d’enzymes peut remédier à quoi par exemple?
insuffisance pancréatique (protéases, lipases, amylase)
c’est quoi la réaction de phosphorylation des protéines?
le groupement phosphate terminal d’ATP est transféré sur le groupement hydroxyle (OH) de la chaîne latérale de la Sérine, Thréonine ou Tyrosine (voir deck sur la structure des protéines)
CONCEPTS À RETENIR : en général, quelle sorte de molécule sont les enzymes?
une protéine qui catalyse une réaction chimique et est spécifique èa un/des substrats donné (alors qu’un ribozyme c’est une molécule ARN)
CONCEPTS À RETENIR: comment les enzymes catalysent des réactions?
abaissent les barrières qui bloquent les réactions chimiques, elles diminuent l’énergie d’activation et agissent comme un catalyseur de la réaction les enzymes
en tant que catalyseurs chimiques augmentent la vitesse de réaction chimique et permettent des réactions qui ne pourraient pas se produire à la température du corps
CONCEPTS À RETENIR 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
- 1 seule molécule d’enzyme produit de nombreuses molécules de produit
CONCEPTS À RETENIR: quels sont les sous-sites du site actif et quels sont leurs rôles?
- sous-site de liaison : détermine la spécificité de l’enzyme pour son substrat
- sous-site catalytique: diminue l’énergie d’activation nécessaire, stabilise la structure intermédiaire (état de transition) durant la réaction) et catalyse la réaction
CONCEPTS À RETENIR: quelles sont les définitions des Vmax et KM et qu’est-ce que chacun reflète?
la vitesse d’une réaction catalysée par les enzymes dépend de 2 facteurs:
- vitesse à laquelle elle retrouve son substrat (vitesse de liaison enzyme-substrat), qui est reflétée par le KM
- vitesse à laquelle le substrat est transformé (vitesse de formation du produit ou catalyse), qui est reflétée par le Kcat (constante catalytique)
Kcat = Vmax/[E]
Vmax = Kcat [E]
CONCEPTS À RETENIR: quelles sont les caractéristiques de l’inhibition compétitive et l’inhibition non-compétitive?
- compétitive: substrat et inhibiteur compétitionnent pour le site actif
- non-compétitive: le substrat et l’inhibiteur ne compétitionnent pas: l’inhibiteur se fixe à un site allostérique, ce qui induit un changement de conformation du site actif et réduit l’accessibilité du site au substrat, d’où l’inhibition (réversible)
CONCEPTS À RETENIR comment les paramètres cinétiques sont affectés dans chaque inhibition?
- compétitive: Vmax ne change pas mais le KM apparent augmente
- non-compétitive: Vmax diminue mais KM apparent ne change pas
CONCEPTS À RETENIR: qu’est-ce que l’inhibition des voies de biosynthèse par rétroinhibition?
rétrocontrôle négatif au niveau de plusieurs sites qui permet de contrôler les réactions de plusieurs voies métaboliques interdépendantes:
chaque acide aminé contrôle la 1ere enzyme spécifique de sa voie de biosynthèse
il y a aussi possibilité d’inhibition de la voie commune de synthèse (impliquant la transformation de l’aspartate en phosphate d’aspartyl dans ce cas-ci)
CONCEPTS À RETENIR: qu’est-ce que l’inhibition irréversible?
l’inhibiteur se lie de façon irréversible à l’enzyme grâce à des liaisons (forces) fortes, c’est-à-dire liens covalents
CONCEPTS À RETENIR: de quelle façon les enzymes peuvent changer l’activité des protéines?
- par phosphorylation
- par liaison de GTP
QUIZ: quelle partie de la réaction suivante décrit la liaison et laquelle la catalyse
QUIZ: quelle partie de la réaction est décrite par le KM et quelle partie par le Kcat?
que se passe-t-il avec Vmax et KM lorsqu’on double la quantité d’enzyme? pourquoi?
- Vmax double (car Vmax est une caractéristique de la réaction)
- KM ne change pas (parce que KM est une caractéristique de l’enzyme pour un substrat, un pH et une température donnés)
pourquoi quand il y a un inhibiteur compétitif le Vmax ne change pas?
?
quel est l’effet de la concentration de l’enzyme sur la vitesse initiale de la réaction?
c’est quoi le Kcat?
Kcat = Vmax/[E]
constante catalytique/turnover number: ça nous parle de l’efficacité de l’enzyme, c’est-à-dire combien de molécules de produit l’enzyme produit par seconde
c’est quoi Kcat/KM?
mesure l‘efficacité catalytique/constante d’efficacité: ça mesure la vitesse à laquelle l’enzyme convertit le substrat en produit après avoir lié P (L/mol*s)
l’éthylène glycol (antigel) est métabolisé en quoi?
en acide oxalique (toxique et mortel)
comment fonctionne l’utilisation de l’inhibition compétitive pour les empoisonnements à l’éthylène glycol (antigel) métabolisé en acide oxalique (toxique et mortel)?
forte dose non toxique d’éthanol qui lie l’alcool déshydrogénase et compétitionne avec l’éthylène glycol qui est éliminé par l’organisme
c’est quoi l’autre nom de l’acétaminophène?
paracétamol
c’est quoi le nom commercial de l’acétaminophène?
tylenol
on utilise l’acétaminophène pour quoi?
- traiter la douleur (antalgique)
- fièvre (antipyrétique)
quelle est la différence entre l’aspirine et l’acétaminophène?
l’acétaminophène l’a pas d’activité anti-inflammatoire ni antiagrégant plaquettaire
V ou F: on connaît très bien le mécanisme d’action lié aux effects analgésiques
FAUX
comment agit l’acétaminophène de manière générale?
au niveau du SNC en inhibant la production de prostaglandines impliquées dans le processus de la fièvre
plus spécifiquement, l’acétaminophène agit sur quelles molécules?
- semble agir sur l’enzyme Prostaglandine H2 synthase (PGHS)
- action inhibitrice sur COX-1 et COX-2 serait très faible
- on invoque la possibilité d’une COX-3 qui serait inhibée par l’acétaminophène
