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L ACTIVITE ENZYMATIQUE
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enzyme : substance organique soluble qui catalyse une réaction
Les enzymes ne sont plus fonctionnelles lorsque la température devient trop élevée l 'activité de l 'enzyme peut toujours avoir lieu si la structure géométrique n 'a En effet, si le pH change, il entraîne un changement d 'ionisation des acides
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Action de la Température et du pH
sur la Cinétique Enzymatique1.Action de la température
•Rappel: Loi d'Arrhénius ln k = - (Ea / R) x (1/T) + (ln k0) ou k = k0 . e(-Ea / RT) vi = k3 . [ES] vm = k3 . [E]tE + S <=> ES <=> E + P
Si la température augmente alors k augmente également (car exposant diminue mais terme négatif donc augmente). Or si k augmente alors la vitesse de réaction augmente.On considère (formule)
C'est à dire que tous les 10°C, la vitesse a doublé.On a donc:
pour 10°C --> Δt de +100% pour 1°C --> Δt de +10% donc le contrôle de la température est extrêmement important: principale source d'erreur. •Rappel: dénaturation des ProtéinesEnzyme = Protéine
Sur le phénomène d'Arrhénius se superpose le phénomène de dénaturation des protéines.
" T°C optimale » = valeur indicatrice. Elle dépend du pH du milieu, de la force ionique du milieu, du temps de mesure de la réaction. --> mesure de Vm à 60°C, méthode des deux points(30sec d'écart). On note que pour de petites enzymes de 10 à 20KDa, on a des températures optimalesélevées (80 à 100°C). Par contre pour les enzymes à structure complexe de 100 à 500KDa,
on a des températures optimales faibles (40 à 50°C). Certains micro-organisme thermophiles ont des enzymes au températures optimales comprises entre 70 et 90°C. Ceci est d'intérêt industriel notamment pour les industries du génie protéique où l'on recherche des enzymes thermorésistantes.2.Influence du pH sur l'activité
•pH extrêmes --> très acides: dénaturation et précipitation --> très alcalin : dénaturation sans précipitation •Autres pH Le pH agit sur les groupement ionisables des protéines. Notamment des groupements des chaînes latérales -COOH où le pKA ~ 4 pour les Acides aspartique / glutamique.Également sur les groupements amines des chaînes latérales des acides aminés où le pKA
~ 6 pour l'immidazol, l'histidine.Au pH optimum, l'activité est maximale.
Pour la plus part des enzymes, le pH optimal se situe entre 6 et 8, il s'agit du pH optimal qd 2 groupes sont ionisés. Enzyme optimum à pH 2-3 acide: la pepsine; enzyme optimum à pH 10 alcalin: la phosphatase alcaline.Application:
Il faut mesurer Vm à pH optimum.
1Ex: Lactate + NAD+ <=> Pyruvate + NADH + H+
2 pH optimum = 7 R1 --> pH 8 R1 pH 8 diminue [H+] donc favorise le sens 1 R2 --> pH 6 R2 pH 6 augmente [H+] donc favorise le sens 2 Si on inactive l'enzyme vie un réactif d'arrêt alors on s'éloigne du pH otpimum. Les effets du pH peuvent se voir au niveau de l'enzyme: modification de l'ionisation d'ungroupement fonctionnel de l'enzyme; modification de la structure de la protéine;
modification du site de fixation du substrat; modification de la catalyse. Dès qu'il y a une modification de la fixation du substrat sur l'enzyme alors il y a modification du Km car il reflète l'affinité de l'enzyme pour son substrat. L'effet du pH peut également se voir au niveau du substrat: on obtient un substrat ionisable avec un des formes se fixatn sur l'enzyme.