Section 2: Protéases à cystéine et métalloprotéases

Question 1

Influence du pH sur kcat/km et sur kcat et km

Answer 1

Pour kcat/km, le pH reflète l’ionisation des groupes sur l’enzyme libre et sur le substrat.

Pour kcat ou km plus complexe, peut refléter l’ionisation du substrat, de l’enzyme libre, du complexe ES ou de l’acyl enzyme (selon substrat utilisé).

Question 2

Modèle cinétique enzymatique si EH inactive et E active

Answer 2

Question 3

Modèle cinétique enzymatique si EH inactive et E active

Answer 3

Question 4

Modèle cinétique enzymatique si EH active et E inactive

Answer 4

Question 5

Effet si k/K1 &laquo_space;k/K2

Answer 5

Question 6

Effet si k/K1 = 0.5 k/K2

Answer 6

Question 7

Effet si k/K1 = k/K2

Answer 7

Question 8

Vrai ou faux. L’étude de l’influence de pH sur l’activité peut se faire en dehors de l’intervalle où l’enzyme est stable.

Answer 8

Faux

Question 9

Vrai ou faux. Le pka des groupes ionisables dans les réactions enzymatiques sont les mêmes que celui de l’acide aminé libre.

Answer 9

Faux

Question 10

Vrai ou Faux. Les protéases à cystéine sont présentes dans une grande variété d’organismes.

Answer 10

Vrai

Virus parasites plantes mammifères.

Question 11

Vrai ou faux. Toutes les cathépsines sont des protéases à cystéine.

Answer 11

Faux.

Question 12

Nomme quelque fonctions physiologiques des cathépsine (4).

Answer 12

-Dégradation des protéines
-Dégradation chaînes légères des anticorps
-Activation pro-enzymes
-Résorption osseuse

Question 13

Décris la structure 3D de la papaïne.

Answer 13

Protéine à 2 domaines avec le site de liaison et le site actif en sandwich entre les deux domaines.

Question 14

Que fait le E-64?

Answer 14

Inhibiteur irréversible des protéases à cystéine. La cystéine attaque le grp epoxy et forme liaison covalente.

Question 15

Mécanisme en 3 étapes des protéases à cystéine

Answer 15

1- Formation intermédiaire tétraédrique (étape lente) Cys attaque nuc sur carbonyl
2- Formation Intermédiaire acyl-enzyme
His joue le role dacide pr donner H au groupe partant
3- Hydrolyse de l’Acyl enzyme (étape rapide)
acyl enzyme brise grace a molec eau et enzyme regenere

Question 16

Compare la triade cat des protéases à sérine et à cystéine

Answer 16

Cystéine : Asn, His +, Cys -
Sérine: Asp, His, Ser

Question 17

Décris le profil pH activité de la papaïne.

Answer 17

Cys doit être chargée - (pKa 4.2)
His doit être chargée + (pKa 8.2)
Forme ionique prédominante à pH neutre.

Question 18

Décris la formation d’intérmediaire instable.

Answer 18

Des groupements dans la poche oxyanion stabilisent l’intermédiaire par liaisons hydrogène. Baisse E d’activation.

Question 19

De quels acides aminés est composée la poche oxyanionique de la papaïne?

Answer 19

Gln et Cys (du site actif)

Question 20

Que se passe t il au kcat/km si on change Glu de la poche oxyanion pour Glu?

Answer 20

Forme neutre: OH forme ponts H mais moins forts que NH2 donc kcat/km baisse
Forme ionisée: O- donc repousse l’oxyanion de l’intermed kcat/km baisse +++

Question 21

À quoi ressemble le profil pH activité du mutant Gln19Glu (poche oxy)?

Answer 21

Courbe plus étroite car activité baisse à pH 6 (glutamate chargée - = moins active)

Question 22

Comment a t on modifié la papaïne pour qu’elle aille une activité nitrile hydrase?

Answer 22

Glu joue le rôle d’acide dans la poche oxyanionique donne H+ permettant à l’intermédiaire thioimidate de se faire hydrolyser.

Question 23

V ou F. il a été démontré que le thioimidate au site actif de la papaine existe sous forme stable.

Answer 23

Vrai, il s’agit du thioimidate non protoné qui est non hydrolysable.

Question 24

Spécificité de la papaïne vs cathépsine B

Answer 24

Cathépsine meilleure affinité Phe et Arg
Papaïne Phe mais peu Arg

Question 25

Composition du sous-site S2 papaïne vs cathépsine.

Answer 25

Papaïne: Val Val et Ser
Catheps: Ala Gly et Glu (+ dégagée)

Question 26

Quel mutant de la papaïne a obtenu un bon kcat/km?

Answer 26

Double mutant Val133Ala/Ser205Glu. Hydrolyse mieux Phe que cathépsine et Arg presque aussi bien.

Question 27

Décris le pH activité de la cathépsine, de la papaïne et du double mutant.

Answer 27

cath: inflection à pH 4 car cys chargé - est activée, inflection pH 6 car glu chargé - est activée, plus d’activité à 8.

papaïne: cloche

double mut: cloche comme la papaïne pour la Phe, cloche plus étroite pour Arg car - d’activité sans Glu chargé.

Question 28

Quel type d’activité peptidase possède la cathépsine B?

Answer 28

activité carboxypeptidase exopeptidase dipeptidique (coupe aux extrêmités à chq deux aa).

Question 29

Pourquoi la cathépsine a une activité exopeptidase et pas la papaïne?

Answer 29

La cathépsine a une boucle d’occlusion composée de résidus His occupant les sous-sites S’ de l’Enzyme. Cette boucle contient 2 résidus His + pouvant intéragir avec grp carboxylate du résidu P2’ à c-term du substrat.

Question 30

Peut on donner une activité endopeptidase à la cathépsine B?

Answer 30

Oui, en changeant His pr autre chose on modif boucle d’occlusion permettant endopeptidase.

Question 31

Quels sont les deux sous-sites importants pour l’activité protéase de la cathépsine B?

Answer 31

S2: activité endopeptidase spécif pour Phe ou Arg en P2
S2’: activité exopeptidase

Question 32

Structure commune aux cathépsines

Answer 32

Monomère formant deux domaines similaires à celle de la papaïne, substrat se lie dans la cavité

Question 33

Nomme une protéase à zinc

Answer 33

Carboxypeptidase A

Question 34

Décris la triade catalytique de la carboxypeptidase A

Answer 34

Glu-: A/B générale, molécule d’eau = nucléophil
Zn complexé à 2 his: stabilise l’intermédiaire (poche oxyanionique)
Arg: aide au positionnement des substrats dans la poche oxyanionique