Modulation de lactivite enzyMatique
régulatrices par une modification covalente (en général une phosphorylation)
Chapitre 2: Spécificité enzymatique et régulation II-1-Spécificité
a) - Régulation par modification covalente : l'activité enzymatique peut être L'enzyme peut être inhibée ou activée par des interactions non covalentes ...
Présentation PowerPoint
Contrôle ou regulation de l'activité catalytique des enzymes (modification covalentes et conformationnelles ou non covalente). 2.Régulation de l'activité
Les enzymes allostériques
Contrôle par fixation non covalente réversible = régulation allostérique. Contrôle par modification covalente. Réversible (phosphorylation adenylation…).
Histones and Plant Hormones: New Evidence for an Interesting
15-Aug-2013 histone covalent modifications incorporation of distinct histone variants
Suspended animation: the molecular basis of metabolic depression
22-Mar-2016 allosteric regulation of enzymes and "below" that of gene expression. ... whelk involves (i) covalent modification of key regulatory enzymes ...
Enzymologie
des modifications covalentes de l'enzyme (phosphates) modification du pH ... Souvent le substrat est aussi régulateur allostérique avec effet activateur.
La glycogène phosphorylase et sa régulation
Il s'agit d'une modification covalente catalysée par une phosphorylase kinase. Qu'est-ce qui déclenche cette phosphorylation à l'origine d'une amplification de
La régulation de lexpression des gènes
Niveau post traductionnel: Modifications covalentes. Coupures. Page 77. Méthylation des cytosines. L'ADN peut être méthylé
Histone H1 and the dynamic regulation of chromatin function
la démonstration que la modification covalente réversible des histones des noyaux contribue à l'activation et à la ré- pression de la transcription en
[PDF] Chapitre 2: Spécificité enzymatique et régulation
a) - Régulation par modification covalente : l'activité enzymatique peut être réglé par la liaison covalente d'un groupement phosphate ou l'élimination de
[PDF] Modulation de lactivite enzyMatique
régulatrices par une modification covalente (en général une phosphorylation) une activation protéolytique et/ou une régulation allostérique
[PDF] Enzymologie
Une régulation par effecteurs allostériques peut s'ajouter au fonctionnement de ce type d'enzyme Page 54 C Régulation par modification covalente Certaines
[PDF] Les enzymes allostériques - Faculté de Médecine dOran
régulation allostérique Contrôle par modification covalente Réversible (phosphorylation adenylation ) Irréversible (protéolyse de zymogène)
Enzymes Régulation du métabolisme ??????? ???????? ?????????
- Modifications covalentes réversibles (ex: phosphorylation et déphosphorylation) 4/ Régulation par les isoenzymes Formes d'une même enzyme catalysant la même
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modifications covalentes protéolyse Physiologique: Régulation du métabolisme cellulaire de manière covalente inactivant ce dernier de façon
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Modification des enzymes (mutagénèse ou juste modification chimique) ES' correspond à l'intermédiaire covalent créé (l'enzyme fait un lien covalent
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2 août 2016 · Title : Regulation of energy metabolism : Study of Bioenergetics remodeling in cancer Abstract : This thesis investigates the metabolic
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Niveau post traductionnel: Modifications covalentes Coupures Page 77 Méthylation des cytosines L'ADN peut être méthylé
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1 3 1 1 5 Modifications posttraductionnelles des TRs Régulation de la FAS par le glucose les liaisons covalentes de ces enzymes (Kersten 2001)
Enzymologie
M1 BV A.MEZAINI
B Définition
catalyseur protéique (exception : les ribozymes) faible concentration dans les cellules Les synthèses par chimie organique (au laboratoire) : températures pressions très fortes. Les réactions chimiques dans la matière vivante : rapidesà température peu élevée
Les réactions chimiques se feraient à une vitesse incompatible avec la vie.C Les propriétés spécifiques de
ces catalyseurs protéiques Les propriétés qui les différencient des autres catalyseurs : spécificité La plupart des enzymes sont très spécifiques pour : La nature de la réaction catalysée : spécificité d'actionE Variation des activités enzymatiques
Variations physiologiques :
Ex. de l'ALAT (alanine amino transferase)
Glu + ac. Pyruvique ac. Oxalo-acétique + Ala
Concentration élevée chez le nouveau-né, se normalise en 6 mois Palc : cc élevées en cas de production osseuseVariations pathologiques :
AE aide au diagnostic ͗ la concentration d'enzyme circulante est un reflet (partiel) d'une lésion du tissu qui les contient
Quelques définitions
Isoenzymes (=isozymes)
formes multiples d'une même enzyme (existent naturellement chez une même espèce).Agissent sur le même substrat.
Catalysent la même réaction.
Souvent synthétisées par des organes différents.Structure primaire différente.
Proenzymes (= zymogène)
Précurseurs inactifs : les proenzymes
Activation après coupure et libération d'un petit peptide par : modification du pH l'enzyme elle même (processus autocatalytique) autre enzymeCofacteurs
Certains enzymes ont besoin d'un composant non protéique pour acquérir leur activité = cofacteurs Les cofacteurs peuvent être de différentes natures :Cofacteurs organiques (vitamines)
Quand ces cofacteurs sont fortement liés à l'enzyme, ce sont des groupements prosthétiques holoenzyme Groupement prosthétique : partie de molécule non protéique, liée à la structure protéique par des liaisons faibles et/ou des liaisons covalentesEx. : l'hème de l'hémoglobine
Apoenzyme
(protéique)Cofacteur
groupement prosthétiqueDéfinition de l'actiǀitĠ
enzymatique Vitesse d'une réaction enzymatique = quantité de substrat transformé (ou de produit apparu) par unité de temps.1 unité internationale (UI) = quantité d'enzyme qui transforme 1 micromole de substrat en 1 minute à 30°C dans des conditions optimales.
1 Katal (kat) = quantité d'enzyme qui transforme une mole de substrat par seconde.
1 nanokatal (nkat) : transformation d'une nanomole par seconde.
1UI = 16,66 nkat
Notion d'ordre d'une réaction
La vitesse d'une réaction étant à chaque instant proportionnelle à la quantité de substrat restant : V= k (S - x) deux cas :1 La quantité initiale de substrat S
est en large excès par rapport à la quantité d'enzyme AE vitesse maximum : Réaction d'ordre nul. x Ordre 0 t2 La quantité x de substrat qui
disparaît n'est plus négligeable et la quantité restante S-x devient très différente de S.V = dx/dt = k (S - x)
La rĠaction est d'ordre 1. La ǀitesse
initiale de la réaction est définie par la tangente ă l'origine de la courbe. x Ordre 1 tClassification des enzymes
Les êtres vivants possèdent un très grand nombre d'enzymes Les enzymes : désignées suivant un système de classification établi par la commission des enzymes (" Enzyme Commission », EC) Premier nombre : type de réaction catalysée par l'enzyme Deuxième nombre : type de liaison sur laquelle agit l'enzymeTroisième nombre : sous-classification portant
soit sur le sous-type de liaison soit sur le groupement transféré dans la réaction soit sur les deux Quatrième nombre : numéro d'ordre dans la sous-catégorie. En pratique les enzymes sont connues sous leur nom commun qui dérive du substrat principal + aseMécanisme d'action
Réaction enzymatique :
Reconnaissance du substrat par l'enzyme (complémentarité de structure) Modèle de " la serrure et la clef » (Fisher, 1894) Combinaison transitoire du substrat et de l'enzymeTransformation du substrat en produit
Libération des produits de la réaction
substrat enzyme enzyme substratSite actif
Le site actif comporte 2 sites voisins :
le site de liaison le site catalytique Situé à l'intĠrieur de la molécule globulaire protéique La surface occupée par le site actif représente moins de 5 % de l'aire totale de l'enzymeUne enzyme peut comporter plusieurs sites actifs
Complexe enzyme-substrat
S PSi cette réaction est catalysée par une
enzyme, on peut écrire : S P E ES (complexe transitoire)La formation d'un complexe transitoire peut
être mise en évidence par une expérience de EÉnergie d'actiǀation
Pour une réaction thermodynamiquement possible (G<0), la mise en contact des réactifs ne suffit pas toujours à déclencher la réaction
Exemple : glucose + 6O2 AE 6 CO2 + 6H2O G = - 2872 KJ mol-1 Les molécules doivent franchir une barrière énergétique = l'Ġnergie d'actiǀation Cette énergie d'actiǀation est diminuée avec :La température (en laboratoire de chimie)
Catalyseur (en laboratoire de chimie)
Présence d'enzymes (en biologie)
Mesure de l'actiǀitĠ enzymatique
aA + bB xX + yY La vitesse d'une réaction enzymatique : c'est la quantité de substrat transformé (ou de produit apparu) par unité de temps. vA = - (nA2 - nA1) t2 - t1 nX2 - nX1 - nA t nX vX = t2 - t1 = tUne vitesse est toujours un nombre positif :
- nA quand la molécule disparaît nX quand la molécule apparaîtPrincipe d'action de masse
A X + Y
La ǀitesse d'une réaction chimique est proportionnelle aux concentrations des réactifs qui interviennent dans le processus chimique élémentaire (vitesse proportionnelle à la [A]). Le facteur de proportionnalité est appelé constante de vitesse.V = k [A]
k: constante de vitesse de la réaction (ne dépend que de la température) La vitesse initiale est la vitesse instantanée au temps 0 de la réaction : c'est la vitesse la plus élevée [P] c'est la pente de la courbe au temps 0. temps Influence de la concentration en enzyme sur la vitesse initiale de la réaction Quantité définie de substrat + quantités croissantes d'enzyme En pratique, la concentration en enzyme est toujours trop Vi faible pour atteindre ce stadeConcentration
en enzyme Quand la concentration en substrat est très supérieure à la concentration en enzyme ([S]>>[enz]), la vitesse initiale Vi est proportionnelle à la concentration de l'enzyme [10S] Vi [2S] ViInfluence de la concentration en substrat sur la
vitesse de réaction Si l'on fait croître la concentration du substrat [S] alors que la concentration de varie [P] [P]Graphes primaires
[P] t t t [S] ViRéalisation du graphe secondaire
On trace le graphe représentant la vitesse initiale en fonction de la concentration en substrat : graphe secondaire On obtient une hyperbole qui tend asymptotiquement vers une valeur maximale de la vitesse : la V max max [S] Vi VModélisation mathématique
Hypothèse de Michaelis-Menten
k+1 k+2 E + S ES E + P k-1Vitesse globale de la réaction :
V = dP/dt = k+2[ES] (1)
Or la variation de la concentration en ES dépend : de la vitesse d'apparition de ES : k+1[E].[S] et de la vitesse de disparition de ES : (k-1+k+2)[ES] d[ES]/dt = k+1[E].[S] - (k-1+k+2)[ES] soit k+1[E].[S] - (k-1+k+2)[ES] =0 Par développements successifs on aboutit à :Vmax . [S] V =
[(k+1[S] +k-1+k+2)]/ k+1 On pose la définition de Km (constante de Michaelis et Menten), le rapport des trois constantesKm = k-1 +k2 k+1
Vmax . [S]
V = Km + [S]
Quelques propriétés issues de cette équationVmax . [S]
V =Km + [S]
Si [S]>> Km,
Alors Km + [S] tend vers [S]
Et V tend vers Vmax.[S]/[S] ou V =
VmaxLa vitesse est indépendante
Si [S]< Alors Km + [S] tend vers Km
Et V tend vers Vmax.[S]/Km ou
V = (Vmax/Km).[S]
La vitesse est
proportionnelle à la [S] de [S] Quelques propriétés issues de cette équation Vmax . [S]
V = Km + [S]
A la moitié de la Vmax, (V = Vmax/2),
On a :
Vmax 2 Vmax . [S]
Km + [S]
[S] 1/2 = Km + [S]
2[S] = Km +[S]
[S] = Km Le Km = concentration en substrat pour laquelle la vitesse est égale à la moitié de la Vmax (mol/L )
Signification de Km
Le Km est une constante indépendante de la concentration en enzyme. On peut la considérer comme une constante de dissociation de ES (qui prend en compte la réaction ES E + S et ES P + E) Pour une réaction enzymatique simple (S E P), l'inǀerse du Km représente l'affinitĠ de l'enzyme pour son substrat : plus la valeur du Km est faible, plus l'affinitĠ de l'enzyme pour S est forte. Km représente l'instabilitĠ du complexe [ES] Signification de Vmax
Vi V max Vmax/2
[S] Km La vitesse maximum est la vitesse approchée lorsque toutes les molécules d'enzyme sont combinées au substrat . Représentation de Lineweaver et Burk
(en double inverse) 1 Km = V Vmax
1 [S] 1 Vmax droite de la forme y = ax + b, avec a = Km/Vmax et b = 1/Vmax 1/V Km/Vmax
2/Vmax
1/Vmax
-1/Km 1/Km 1/[S] Représentation de Dixon
À partir de Vmax . [S]
V = Km + [S]
on peut écrire : V. Km + V. [S] = Vmax . [S]
Soit en divisant par [S] : V = Vmax - Km.
V [S] (équation de forme y = b+ax) Si l'on trace V en fonction V de V/[S], on obtient une droite b = Vmax a = -K V/[S] Vmax/Km
m Représentation de Eadie-Hostee
L'edžpression du rapport V/ [S] en fonction de V est aussi une relation linéaire. V = [S]
Vmax Km V droite de la forme : y = b + ax avec:
- b= Vmax/Km et a = - 1 /Km Km V/[S] Vmax Km -1/Km Vmax . [S]
V = Km + [S]
Vmax V Réaction enzymatique à deux substrats
La réaction enzymatique à 1 seul substrat est une situation rare Dans de nombreux cas un autre substrat intervient : S'il s'agit de l'eau (hydrolyse) : situation comparable à 1 substrat S'il s'agit d'un autre substrat
S'il s'agit d'un coenzyme
Les constantes de dissociation
quotesdbs_dbs43.pdfusesText_43
Alors Km + [S] tend vers Km
Et V tend vers Vmax.[S]/Km ou
V = (Vmax/Km).[S]
La vitesse est
proportionnelle à la [S] de [S] Quelques propriétés issues de cette équationVmax . [S]
V =Km + [S]
A la moitié de la Vmax, (V = Vmax/2),
On a :
Vmax 2Vmax . [S]
Km + [S]
[S] 1/2 =Km + [S]
2[S] = Km +[S]
[S] = Km Le Km = concentration en substrat pour laquelle la vitesse est égale à la moitié de laVmax (mol/L )
Signification de Km
Le Km est une constante indépendante de la concentration en enzyme. On peut la considérer comme une constante de dissociation de ES (qui prend en compte la réaction ES E + S et ES P + E) Pour une réaction enzymatique simple (S E P), l'inǀerse du Km représente l'affinitĠ de l'enzyme pour son substrat : plus la valeur du Km est faible, plus l'affinitĠ de l'enzyme pour S est forte. Km représente l'instabilitĠ du complexe [ES]Signification de Vmax
Vi V maxVmax/2
[S] Km La vitesse maximum est la vitesse approchée lorsque toutes les molécules d'enzyme sont combinées au substrat .Représentation de Lineweaver et Burk
(en double inverse)1 Km = V Vmax
1 [S] 1 Vmax droite de la forme y = ax + b, avec a = Km/Vmax et b = 1/Vmax 1/VKm/Vmax
2/Vmax
1/Vmax
-1/Km 1/Km 1/[S]Représentation de Dixon
À partir de Vmax . [S]
V =Km + [S]
on peut écrire :V. Km + V. [S] = Vmax . [S]
Soit en divisant par [S] : V = Vmax - Km.
V [S] (équation de forme y = b+ax) Si l'on trace V en fonction V de V/[S], on obtient une droite b = Vmax a = -K V/[S]Vmax/Km
mReprésentation de Eadie-Hostee
L'edžpression du rapport V/ [S] en fonction de V est aussi une relation linéaire.V = [S]
Vmax KmV droite de la forme : y = b + ax avec:
- b= Vmax/Km et a = - 1 /Km Km V/[S] Vmax Km -1/KmVmax . [S]
V =Km + [S]
Vmax VRéaction enzymatique à deux substrats
La réaction enzymatique à 1 seul substrat est une situation rare Dans de nombreux cas un autre substrat intervient : S'il s'agit de l'eau (hydrolyse) : situation comparable à 1 substratS'il s'agit d'un autre substrat
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