Labo 9 : Enzymologie Flashcards

1
Q

L’étude des enzymes a commencé au 18e et 19e siècles par l’étude des ? pour la digestion de la viande.
Qui a démontré, à la fin du 19e siècle, qu’un filtrat de levures est suffisant pour causer la fermentation alcoolique? (pas nécessaire d’avoir organisme vivant)
Le mot enzyme a été proposé par ? en 1878 pour donner connotation chimique aux catalyseurs biologiques… En = ? zyme = ?

A

sucs gastriques

Buchner

Khune

dedans
levain ou ferment

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2
Q

Enzyme = ? = ?
Effet catalyseur sur réaction chimique spontanée?
Catalyseur peut-il rendre spontanée (thermodynamiquement favorable) une réaction qui ne l’est pas?
Un catalyseur peut-il modifier équilibre final réaction?
Un catalyseur change-t-il la nature des produits de la réaction?
Un catalyseur est-il lui même transformé à la suite d’une réaction chimique qu’il catalyse?

A
  • catalyseur biologique = accélère vitesse de réaction chimique (reste dans le même état du début à la fin)
  • Augmentation vitesse de la réaction
  • Non, rapide n’est pas égal à spontané
  • Non
  • Non
  • Non, mais en cours de réaction c’est possible (intermédiaires) mais revient toujours à son état initial à la fin de la réaction
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3
Q

La majorité des enzymes sont des ? mais certains ? et ? ont aussi une activité catalytique.
Une enzyme accélère grandement une réaction (?) par rapport à une réaction non-catalysée (?) en ?

A
protéines
ARNs et ADNs (RNAzyme, DNAzyme)
Kcat
Knon
diminuant l'énergie d'activation
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4
Q

Quantité d’énergie nécessaire pour former le complexe activé et atteindre l’état de transition (sommet cheminement réactionnel) = ?
Elle correspond au changement ? de la réaction catalysée ou non catalysée
Les enzymes accélèrent les réactions en favorisant l’atteinte de ?. Pour cela, elles doivent avoir plus d’affinité pour le substrat activé (l’orientent correctement) que non-activé. On dit qu’elles le stabilisent.

A

énergie d’activation
changement d’énergie libre de Gibbs (delta G)

l’état de transition

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5
Q

Les enzymes sont ? à la vie puisque la vitesse de plusieurs réactions non-catalysées est ? pour soutenir la croissance et la reproduction des organismes vivants.
Taux d’accélération = ?/?

A

essentielles
insuffisant

kcat/knon

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6
Q

Les enzymes fonctionnent en conditions ?
Température ?
Pression ?
Milieu ?

A

douces
ambiante
atmosphérique
aqueux pour majorité (réactions biologiques) mais aussi solvant organique plus pour réactions chimiques

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7
Q

Ce qui correspond à une faible fraction de l’enzyme dont la géométrie et les propriétés biophysiques sont complémentaires à celles du substrat = ?
Contient 2 régions:
- Groupements polaires et non-polaires de l’enzyme forment des interactions faibles avec le substrat = ?
- Groupements provenant de résidus d’acides aminés et de cofacteurs/coenzymes participent à la réaction chimique (proximité et orientation, catalyse acide/base, substitution nucléophile et catalyse électrophile) = ?

A

site actif

région de spécificité

région de réaction

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8
Q

Le site actif de l’amylase comprend 3 résidus catalytiques : ?, ?, ?
* En général, les résidus importants pour la catalyse ou liaison de substrat sont habituellement conservés au cours de l’évolution.
Catalyse l’hydrolyse des liaisons ? de l’amidon
Amylase = première enzyme découverte par Payen et Persoz
Signal d’activation donné par hormone végétale = ?

A

2 acides aspartiques et 1 acide glutamique (Asp197, Asp300 et Glu233)

alpha 1-4

acide gibbéréllique

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9
Q

Il y a 2 modèles de liaison du substrat :

  • Site actif est essentiellement préformé, c’est-à-dire qu’il existe même en absence du substrat = ?
  • Liaison du substrat (ou d’une molécule de régulation à un site allostérique) entraîne un changement conformationnel de l’enzyme qui aligne correctement certains résidus importants pour la catalyse. Comme un gant s’adapte à la forme de la main = ?
A

modèle clé-serrure de Fisher

modèle de réarrangement induit de Koshland

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10
Q

La spécificité enzymatique peut être…
Étroite, exemple ?
Large, exemple ?, utilité ?

A

enzyme spécifique à un seul substrat, même pas son isomère
toute molécule comportant un galactose lié à une autre molécule
Utilisation de substrats non-naturels (analogue de substrat naturel utilisé pour les essais enzymatiques afin de permettre le suivi de la réaction)

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11
Q

Hydrolyse de l’ONPG qui contient groupement galactose, libère le O-Nitrophenol = ?
Essais enzymatiques avec l’ONPG….
? : avec enzyme purifiée ou extrait protéique contenant B-galactosidase
? : pas possible car ONPG pénètre pas la barrière cellulaire et ne peut pas être utilisé pour détection activité enzymatique, il faudrait donc lyser les cellules au préalable

A

composé jaune qui absorbe lumière à 410-420 nm

in vitro

in vivo

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12
Q

Classification des enzymes et appellations
Les noms d’enzymes sont formés généralement par ajout ?
- au nom du ?
- au nom de la ?
- au type de ?

A

suffixe ase

composé sur lequel agit l’enzyme
substance ajoutée ou enlevée
type de réaction induite

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13
Q

Les 7 classes d’enzymes selon l’IUBMB avec leur chiffre (truc = OTHLILT)

A
Oxydoréductases EC1
Transférases EC2
Hydrolases EC3
Lyases EC4
Isomérases EC5
Ligases EC6
Translocases EC7
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14
Q

Oxydoréductases EC1
Ils catalysent ? d’un substrat avec la ? simultanée d’un autre substrat.
Gain ou perte ? ou ?

A

l’oxydation
réduction

d’hydrogène ou d’oxygène
(C=O devient C-OH ou vice versa)

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15
Q

Transférases EC2
Catalysent le ? d’un groupement contenant ?, ?, ? ou ? d’un substrat à l’autre.
*Présence coenzyme souvent requise.

A

transfert

C, N, P ou S

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16
Q

Hydrolases EC3

Catalysent la rupture de liaisons ?, ?, ? et ? (liaisons covalentes) par l’addition d’une molécule d’eau.

A

C-O, C-N, O-P et C-S

17
Q

Lyases EC4
Catalysent la rupture de liaisons ?, ?, ? autrement que par ?
Formation ou bris de ?

A

C-C, C-O, C-N
l’addition de molécule d’eau

doubles liaisons

18
Q

Isomérases EC5
Catalysent des ? et produisent des ?
Aucun changement dans ?

A

réarrangements intramoléculaires
isomères (optiques, géométriques ou de position)
la composition chimique

19
Q

Ligases EC6
Catalysent ? de 2 molécules aux dépends de l’hydrolyse d’une liaison ?
Source d’énergie = ?

A

l’union (formation liens covalents)
phosphate à haute énergie

ATP

20
Q

Translocases EC7
Transfèrent des ions ou des molécules de part et d’autre ? ou catalysent leur séparation dans ?
Souvent hydrolyse ATP comme source d’énergie

A

d’une membrane

une membrane

21
Q

Cofacteurs VS coenzymes
Contiennent un ou des groupements non-protéiques :
Ils peuvent être des ions essentiels ou ? (molécules organiques) qui peuvent être ? (dissociation sous forme libre) ou encore ?

Groupements liés fortement (covalent ou non-covalent) à l’apo-enzyme (partie protéique de l’enzyme) : ?

A

cofacteurs
coenzymes
labiles
liés à l’enzyme

groupements prothétiques

22
Q

Vitesse de réaction enzymatique
Comment la calculer ?

Vitesse initiale : correspond à la pente lorsque moins de ? du substrat a été consommé

A

Variation qté de substrat (pente négative) ou qté de produits (pente positive) par unité de temps

10%

23
Q

La vitesse d’une réaction enzymatique dépend de ? multipliée par ?
V = ?

La quantité du complexe ES à l’équilibre dépend :

Vmax = vitesse maximale obtenue à de fortes concentrations en substrat, lorsque l’enzyme est ?, qu’elle se entièrement sous forme ? à l’équilibre dynamique. (quand tout le monde est occupé, on ne peut pas aller plus vite, c’est l’étape chimique de la catalyse qui limite vitesse réaction)
Vmax =

A

la quantité de complexe ES (donc quantité de substrat et d’enzyme)
Kcat (constante catalytique) (kcat = Vmax/E) (s à la -1)
V=kcat(ES)

  • Concentration enzyme
  • Quantité de substrat S présente (et cofacteur/coenzyme)
  • Affinité enzyme pour substrat
  • Kcat

saturée
complexe ES

Kcat x (E)

24
Q

Qu’est-ce qui correspond à la concentration de substrat pour laquelle la vitesse de réaction est égale à la moitié de la vitesse maximale?

Plus la Km est faible, plus l’affinité est ? et plus l’activité catalytique est ? à de faibles concentrations de substrat.

La valeur de Km est unique à chaque enzyme et en fonction d’un substrat particulier. Elle dépend aussi des paramètres physico-chimiques tels ? et ?, comme la ?.

A

Km (constante de Michaelis)
Km = (S) lorsque V = Vmax/2

forte
grande

température
pH

kcat

25
Q

Quantité (poids ou mole) de substrat ou de produit converti par unité de temps :

Unités internationales (UI ou U) = ?
Par convention, une unité enzymatique est la quantité d’enzyme (mg ou mole) qui convertit 1 micromole de substrat en 1 minute)

A

Activité = qté de S ou P/t

UI = 1 micromole S/minute

26
Q

Activité enzymatique en fonction de la quantité totale de protéines (poids ou mole) présente dans l’essai = ?
Formule ?
Elle sert à évaluer l’efficacité de ?

Taux/facteur de purification se calcule en faisant le rapport entre l’AS de la dernière étape et celle du départ…

A

Activité spécifique
AS = micromole de S/t x 1/qté protéines
(souvent rapportée en UI/mg ou UI/mole)
la purification d’une enzyme

27
Q

L’activité enzymatique peut être régulée…

Effecteurs : (2)

A
  • Activateurs = augmentent activité catalytique

- Inhibiteurs = diminuent activité catalytique

28
Q

On distingue 3 types d’inhibiteurs…

Les nommer et décrire

A
  • Compétitifs = entrent en compétition avec substrat, analogues structuraux substrat
  • Non compétitifs = fixent de façon indépendante de celle du substrat et modifient l’activité de l’enzyme
  • Incompétitifs = ne se lient qu’au complexe formé entre enzyme et substrat et empêchent catalyse
29
Q

Influence du pH sur la vitesse de réaction…
Chaque enzyme montre un profil unique d’activités vs pH.
Le pH optimal d’une enzyme reflète habituellement ?

Influence de la température…
La vitesse croit en fonction de la température jusqu’à ce que la protéine commence à ? menant à la perte d’activité

A

le pH de son environnement physiologique

se dénaturer