Labo 9 : Enzymologie Flashcards
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 = ?
sucs gastriques
Buchner
Khune
dedans
levain ou ferment
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?
- 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
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 ?
protéines ARNs et ADNs (RNAzyme, DNAzyme) Kcat Knon diminuant l'énergie d'activation
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.
énergie d’activation
changement d’énergie libre de Gibbs (delta G)
l’état de transition
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 = ?/?
essentielles
insuffisant
kcat/knon
Les enzymes fonctionnent en conditions ?
Température ?
Pression ?
Milieu ?
douces
ambiante
atmosphérique
aqueux pour majorité (réactions biologiques) mais aussi solvant organique plus pour réactions chimiques
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) = ?
site actif
région de spécificité
région de réaction
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 = ?
2 acides aspartiques et 1 acide glutamique (Asp197, Asp300 et Glu233)
alpha 1-4
acide gibbéréllique
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 = ?
modèle clé-serrure de Fisher
modèle de réarrangement induit de Koshland
La spécificité enzymatique peut être…
Étroite, exemple ?
Large, exemple ?, utilité ?
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)
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
composé jaune qui absorbe lumière à 410-420 nm
in vitro
in vivo
Classification des enzymes et appellations
Les noms d’enzymes sont formés généralement par ajout ?
- au nom du ?
- au nom de la ?
- au type de ?
suffixe ase
composé sur lequel agit l’enzyme
substance ajoutée ou enlevée
type de réaction induite
Les 7 classes d’enzymes selon l’IUBMB avec leur chiffre (truc = OTHLILT)
Oxydoréductases EC1 Transférases EC2 Hydrolases EC3 Lyases EC4 Isomérases EC5 Ligases EC6 Translocases EC7
Oxydoréductases EC1
Ils catalysent ? d’un substrat avec la ? simultanée d’un autre substrat.
Gain ou perte ? ou ?
l’oxydation
réduction
d’hydrogène ou d’oxygène
(C=O devient C-OH ou vice versa)
Transférases EC2
Catalysent le ? d’un groupement contenant ?, ?, ? ou ? d’un substrat à l’autre.
*Présence coenzyme souvent requise.
transfert
C, N, P ou S
Hydrolases EC3
Catalysent la rupture de liaisons ?, ?, ? et ? (liaisons covalentes) par l’addition d’une molécule d’eau.
C-O, C-N, O-P et C-S
Lyases EC4
Catalysent la rupture de liaisons ?, ?, ? autrement que par ?
Formation ou bris de ?
C-C, C-O, C-N
l’addition de molécule d’eau
doubles liaisons
Isomérases EC5
Catalysent des ? et produisent des ?
Aucun changement dans ?
réarrangements intramoléculaires
isomères (optiques, géométriques ou de position)
la composition chimique
Ligases EC6
Catalysent ? de 2 molécules aux dépends de l’hydrolyse d’une liaison ?
Source d’énergie = ?
l’union (formation liens covalents)
phosphate à haute énergie
ATP
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
d’une membrane
une membrane
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) : ?
cofacteurs
coenzymes
labiles
liés à l’enzyme
groupements prothétiques
Vitesse de réaction enzymatique
Comment la calculer ?
Vitesse initiale : correspond à la pente lorsque moins de ? du substrat a été consommé
Variation qté de substrat (pente négative) ou qté de produits (pente positive) par unité de temps
10%
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 =
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)
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 ?.
Km (constante de Michaelis)
Km = (S) lorsque V = Vmax/2
forte
grande
température
pH
kcat
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)
Activité = qté de S ou P/t
UI = 1 micromole S/minute
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…
Activité spécifique
AS = micromole de S/t x 1/qté protéines
(souvent rapportée en UI/mg ou UI/mole)
la purification d’une enzyme
L’activité enzymatique peut être régulée…
Effecteurs : (2)
- Activateurs = augmentent activité catalytique
- Inhibiteurs = diminuent activité catalytique
On distingue 3 types d’inhibiteurs…
Les nommer et décrire
- 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
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
le pH de son environnement physiologique
se dénaturer
