Les inhibiteurs réversibles Flashcards
Vrai ou faux
Un inhibiteur est une molécule qui ralentit l’activité d’une enzyme
Vrai
Pourquoi les enzymes sont un excellent choix comme cible de médicaments?
- importance de leur activité catalytique
- ## sensibilité aux inhibiteurs de faible poids moléculaires
Quels sont les quatres modes d’inhibition?
réversible
Par liaison forte
par liaison lente
irréversible
Les vitesses de fixation et de dissociation pour l’inhibition réversible sont lentes ou rapides?
rapide par rapport à la Kcat
Les inhibiteurs aggissant par inhibition réversible ont des constantes de dissociation à l’équilibre ____ à [E] utilisée.
très supérieures
Quelles équations peuvent être utilisées pour étudier les interactions de l’inhibiteur réversible?
Pourquoi?
équations du type michaelis-menten parce que [I]libre environ égale à [I]totale
Quels sont les trois mécanismes inhibition réversible?
compétitive, non-compétitive, inhibition incompétitive
Les inhibiteurs par liaison forte se fixent si fortement que la [I]libre…
est diminuée significativement par la formation du complexe EI
Vrai ou faux
Il est possible d’utiliser l’hypothèse de l’état stationnaire pour les inhibiteur par liaison forte
Faux
Souvent, la forte affinité de l’inhibiteur par liaison forte est la conséquence d’une…
dissociation très lente du complexe EI
Dans quel cas parle-t-on d’inhibition forte?
Si la Ki est plus petite que [E]totale ou si l’écart n’est pas de 1000x
Vrai ou faux
Il existe quatre types d’inhibiteur par liaison forte
faux
3
Dans quel mécanisme d’inhibition l’inhibiteur se lie uniquement à l’enzyme libre et pas du tout au complexe ES
inhibition compétitive
Que fait un inhibiteur compétitif?
empêche la liaison du substrat à l’enzyme
Vrai ou faux
Le plus souvent l’inhibiteur compétitif se lie à un site situé à distance du site actif et induit un changement de conformation du site actif
Faux,
se lie au site actif
Vrai ou faux
Les inhibiteurs compétitifs ont souvent des similitudes structurales avec le substrat ou l’état de transition
Vrai
L’inhibiteur compétitif change-t-il la valeur de Vmax et de Km?
Augmente la valeur de Km sans affecter Vmax
Comment l’inhibiteur compétitif peut affecter la Km sans changé la Vmax?
Lorsqu’il n’y a pas assez d’un inhibiteur compétitif pour saturer toutes les molécules d’enzyme, onobservera une activité enzymatique qui est due à la population d’enzyme libre. La vitesse de la réactioncatalysée par ces molécules d’enzyme libre sera identique à celle mesurée en absence d’inhibiteur, et parconséquent la vitesse maximale (𝑽𝒎𝒂𝒙) sera aussi identique. Par contre, la compétition entre l’inhibiteur etle substrat pour l’enzyme libre aura pour effet d’augmenter la concentration de substrat nécessaire pouratteindre la moitié de la vitesse maximale. La présence d’un inhibiteur compétitif augmentera donc la𝑲𝒎(qui est en relation avec la formation de ES) de l’enzyme pour son substrat sans affecter la𝑉
Vrai ou faux
La valeur de Km apparente est constante
Faux
Comment l’inhibition compétitive peut être renversée?
Par des concentrations de substrats élevée
Comment est augmentée la Ki apparente de l’inhibiteur?
avec l’augmentation de la concentration de substrat
Quelle est la particularité de l’inhibiteur non-compétitif?
Il a de l’affinité à la fois pour l’enzyme libre et pour le complexe ES. Il peut donc former un complexe EI et une complexe ESI
Que veulent dire ces valeurs de a pour un inhibiteur non-compétitif :
a>1
a<1
a=1
a>1 : l’inhibiteur se fixe préférentiellement à l’enzyme libre
a<1 l’inhibiteur lie le complexe ES avec plus d’affinité
a=1 affinité égale pour l’enzyme libre et le complexe ES
Est ce que l’inhibiteur non-compétitif affecte la valeur de Vmax et de Km?
Si oui, comment?
diminue la valeur apparente de Vmax
Km:
augmente si a>1
diminue si a<1
ne change pas si a=1
Qu’arrive-t-il si a= infini pour un inhibiteur non-compétitif?
équation de l’inhibition compétitive
À quoi se lie un inhibiteur incompétitif?
se lie exclusivement au complexe ES ou à un complexe subséquent à ES
Comment l’inhibiteur incompétitif affecte-t-il la valeur de Vmax et de Km?
la valeur apparente de𝑽𝒎𝒂𝒙 et la valeur apparente de 𝑲𝑴 diminuent. Pourquoi l’affinité apparente de l’enzyme pour le substrat augmente-t-elle lorsque la concentration d’un inhibiteur incompétitif augmente? La diminution de la Vmax(app) s’explique parce que l’inhibiteur a pour effet de diminuer la concentration d’enzyme qui peut effectuer la catalyse, et ce, sans égard à la [S]. En effet, même à des concentrations très élevées de substrat, une partie de l’enzyme sera toujours sous forme de complexe ESI, et ainsi la valeur de Vmax(app) sera nécessairement plus faible qu’en absence d’inhibiteur. L’explication pour la diminution de la valeur de la (Km(app)) est moins intuitive. L’ajout de l’inhibiteur a pour effet de déplacer l’équilibre de formation du complexes ES vers la droite en utilisant le complexe ES pour créer ESI (schéma ci-dessous qui ne montre que les étapes touchant la formation des complexes ES et ESI):
Ce déplacement de l’équilibre vers la droite, d’autant facilité lorsque la concentration d’inhibiteur augmente, a comme effet apparent de faciliter la formation du complexe ES, ce qui se traduit par l’augmentation apparente de l’affinité envers S, et donc d’une diminution de la valeur de Km(app)
Pourquoi est-ce important de connaitre le type d’inhibition dans le contexte de la découverte et du développement des médicaments?
La réponse à cette question est que cela permet une comparaison quantitative de l’efficacité de différents inhibiteurs potentiels pour une cible donnée ou une comparaison quantitative de l’affinité d’un médicament potentiel pour différentes cibles. Si on connait le mode d’inhibition, on peut effectuer des analyses rationnelles en se servant de la constante de dissociation inhibiteur-enzyme, 𝑲𝒊 ou 𝜶𝑲𝒊
, comme référence.
Connaitre la valeur de la 𝑲𝒊
, permet de calculer l’énergie libre de Gibbs de liaison et la variation d’énergie libre de Gibbs de liaison qui accompagne les changements structuraux apportés à l’inhibiteur ou à l’enzyme. Ceci permet de mesurer les contributions énergétiques des différents types d’interactions spécifiques entre les groupements fonctionnels de l’enzyme et des inhibiteurs et permet d’évaluer leur contribution respective à l’énergie globale de liaison. Finalement,
l’énergie libre de liaison permet de comparer différents inhibiteurs indépendamment du type d’inhibition.
Pourquoi les courbes dose-réponse sont utiles en pharma?
criblage de molécules à grande échelle
Que permettent les courbes dose-réponse?
mesurer l’effet d’une substance sur la vitesse initiale de réactions enzymatiques
Pour quoi est utilisée la valeur d’IC50?
pour comparer les différentes molécules et sélectionner les plus prometteuses
Pour analyser quel type d’inhibiteur sont nécessaire les courbes dose-réponse?
Inhibiteur par liaison forte
De quel type d’inhibiteur sagit-il si la IC50 est similaire à la concentration d’enzyme utilisée?
inhibiteur par liaison forte
Vrai ou faux
La valeur de la IC50 pour les inhibiteur par liaison forte dépend de la [enzyme]
Vrai
Inhibiteur par liaison forte :
À quoi ressemble les graphique de IC50 en fonction de [S] pour :
-inhibiteur compétitif
- inhibiteur non-compétitif
- Inhibiteur incompétitif
- IC50 croit de façon linéaire à mesure de [S] augmente
- IC50 décroit de façon abrupte lorsque la [S] augmente
- dépend des valeurs respectives de𝐾i ou de𝛼𝐾i. Lorsque les valeurs de 𝐾i et de 𝛼𝐾i sont égales, la valeur d’𝐼𝐶50 est indépendante de la concentration de substrat (droite linéaire de pente 0, non montré). Si 𝛼𝐾i < 1, la valeurd’𝐼𝐶50 diminue de façon non-linéaire par rapport à la [S]
Si 𝛼𝐾i > 1 , la 𝐼𝐶50 augmente de façon non-linéaire par rapport à la [S]
Vrai ou faux
les modèles d’inhibition lente vu sont tous de type incompétitif
Faux
Compétitif
Quels sont les avantages des inhibiteurs par liaison lente?
-Temps de résidence plus long
- enzyme inhibée longtemps
- Moins de risque d’effet secondaire parce que la concentration maximale effective d’un médicament est moindre
-
Quels sont les deux types d’inhibiteurs irréversibles?
spécifique et non-spécifique
donne les définitions des deux types d’inhibiteurs irréversible
inhibiteurs irréversibles non-spécifiques possèdent une réactivité chimique inhérente et
réagissent sans discrimination avec un ou des groupements de l’enzyme cible appartenant ou non au site actif. Les inhibiteurs irréversibles spécifiques au contraire sont des analogues du substrat (aussi nommés pseudo-substrats). Ils se fixent au site actif de l’enzyme cible où ils sont transformés chimiquement en une espèce qui inactive l’enzyme. L’espèce chimique résultante peut réagir et modifier un résidu du site actif,
ressembler à l’état de transition ou encore, agir comme un inhibiteur de très forte affinité. Dans les deux derniers cas, l’affinité est si forte qu’elle est considérée comme irréversible
Vrai ou faux les inhibiteurs irréversible spécifique ne sont pas très sélectifs
Faux
souvent très sélectifs
Quelles sont les principales caractéristiques des inhibiteurs suicides?
o L’inhibition est fonction du temps, c. à d. que ce sont des inhibiteurs dont
l’effet se fait sentir dans le temps.
o Les cinétiques d’inactivation sont saturables, c. à d. qu’un plateau est
atteint où la vitesse de la réaction est nulle lorsque la concentrationd’inhibiteur est égale ou supérieure à la concentration d’enzyme.
o Le substrat doit protéger contre l’inhibiteur suicide puisqu’il y anécessairement compétition entre les deux.
o L’inactivation est irréversible à cause de la formation d’un lien covalent
avec l’enzyme qui ne peut être défait (ou encore la dissociation est
tellement lente qu’elle est considérée comme étant essentiellement
irréversible).
o La stœchiométrie inhibiteur: enzyme doit être égale à 1, ou plus petite que1 dans le cas de certaines enzymes multimériques. Dans ce dernier cas,
l’inactivation d’une sous-unité peut inhiber l’enzyme multimérique.
o L’inactivation requiert la catalyse.
o L’inactivation doit avoir lieu lorsque l’inhibiteur est au site actif. Uneactivité en dehors du site actif engendrerait des réactions non-désirées, et
dans le cas d’une médicament, pourrait mener à des effets secondairesnon-désirés.
Quels mécanismes peuvent mener à l’inhibition lente?
- liaison lente
- Le changement conformationnel induit
- La sélection de conformation
-Les inhibiteur suicides/réagissent avec des groupements
Vrai ou faux
les inhibiteurs irréversible forment une liaison covalente avec l’enzyme
vrai
Quelles sont les qualités d’un bon inhibiteur suicide?
- inerte en absence d’enzyme
- spécifique à une enzyme
- lie de façon irréversible
