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ENZYMOLOGIE (PACES)

ENZYMOLOGIE (PACES). Pr S. Kamel Faculté de pharmacie Amiens Biologiste CHU Amiens. I - INTRODUCTION 3 caractéristiques pour une réaction chimique dans la matière vivante : Rapidité Température peu élevée Spécificité. CATALYSEURS = PROTEINES = ENZYMES.

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ENZYMOLOGIE (PACES)

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Presentation Transcript

  1. ENZYMOLOGIE (PACES) Pr S. Kamel Faculté de pharmacie Amiens Biologiste CHU Amiens

  2. I - INTRODUCTION • 3 caractéristiques pour une réaction chimique dans la matière vivante : • Rapidité • Température peu élevée • Spécificité CATALYSEURS = PROTEINES = ENZYMES Réactions du métabolisme (régulation ++ : production de métabolites) Intérêt fondamental Pharmacologie moléculaire (inhibiteurs d’enzymes = médicaments)

  3. Alpha-galactosidase

  4. Site actif = ensemble d’ acides aminés (AA) • Interaction substrat + AA (liaisons de faible énergie) • Rapprochement ++ des espèces moléculaires • Effet de voisinage (différence ++ avec la chimie : pas d’agitation moléculaire)

  5. Equation de Michaelis et Menten

  6. Km : affinité Km : affinité

  7. Km est indépendant de la concentration d’enzyme

  8. L'activité enzymatique d'une solution est le nombre de mole de substrat qu'elle dégrade par seconde Katal (Kat) L'unité officielle de la mesure de l'activité enzymatique. C'est la quantité d'enzyme qui catalyse la transformation d'une mole de substrat par seconde L'unité international (U.I) unité très usuelle C'est la quantité d'enzyme qui catalyse la transformation d'une mmole de substrat par minute 1UI= 16nKat. Dosage La mesure de l'activité enzymatique d'une solution permet de doser une enzyme. Il faut faire la mesure dans des conditions définies de pH, de T°(souvent 37°), de [S], …) Unité de l'activité enzymatique

  9. Représentation de Lineweaver et Burk

  10. pH optimal voisin de 7 (enzymes actives à pH acide ou alcalin) mesure de l’activité d’une E dans des conditions définies de pH et de T°

  11. III- Les Effecteurs d’Enzyme Michaeliens 1 – Définition Molécule chimique qui par sa liaison avec l’enzyme (ligand) module la vitesse de la réaction enzymatique : - en l’accélérant = activateurs (ions divalents Zn++) - en la ralentissant = inhibiteurs (applications pharmacologiques) 2 – Cas de l’inhibition irréversible E + I E I Liaison covalente

  12. - DFIP = gaz neurotoxique - Autre ex : pénicilline (inhibiteur irréversible de la transpeptidase bactérienne)

  13. 3-2 Inhibition non compétitive Inhibiteurs non compétitifs ≠ analogue structural

  14. 3-3 Inhibition uncompétitive (anticompétitive)

  15. Autres exemples d’inhibiteurs enzymatiques • Acyclovir : inhibiteur de la thymidine kinase virale • Pénicilline : inhibiteur de la transpeptidase bactérienne • Statines : inhibiteur de l’HMG coA réductase = hypocholestérolémiant CoA - Membranes - Acides biliaires - Hormones Stéroides AcétylCoA 2 NADPH 2 NADP+ 2H+ ... AcétoacétylCoA (HMG CoA) réductase - Mévalonate Hydroxyméthylglutaryl CoA (HMG CoA) cholestérol Statine (lovostatine)

  16. IV – Les enzymes allostériques 1 – Allostérie : définition Ex : Myoglobine et hémoglobine ≠ Enzymes Myoglobine (Mb) : - O2 dans le cytoplasme - 1 chaîne polypeptidique (153 AA) - 1 molécule d’héme Hémoglobine (Hb) : - O2 dans le sang (GR) - 4 chaînes polypeptidiques (tétramères) 2a et 2ß - 4 molécules d’Hème (4 O2) Courbe de saturation en O2 de la Mb et de l’Hb : - Pour Mb : Hyperbole - Pour Hb : Sigmoïdes

  17. Interprétation : Mb : 1 chaîne polypeptidique cinétique de saturation michaélienne Hb : 4 chaînes polypeptidiques = oligomère (structure quaternaire) Fixation d’une molécule d’O2 sur une sous unité entraîne une modification conformationnelle d’une autre sous unité qui est alors capable de fixer une autre molécule d’O2 : effet de coopérativité positive = protéine allostérique (intérêt physiologique +++)

  18. Allostérie : propriété de certaines protéines actives oligomériques (transporteurs, canaux, pompes, enzymes…) de changer de structure spatiale lorsqu’elles se lient à une molécule de ligand (substrat ou effecteur), cette liaison se traduisant par une modification d’activité. Site actif impropre à la fixation du substrat Forme T (tendue) Transition allostérique Site actif permettant la fixation du substrat Forme R (relachée)

  19. 2 – La cinétique allostérique

  20. 3- Modèle d’interprétation 3-1 Modèle concerté de Monod, Wyman et Changeux

  21. 3-2 Modèle séquentiel de Koshland

  22. 4 – action des effecteurs allostériques

  23. 5 – Régulation des métabolismes in vivo par les enzymes allostériques 5-1 Définitions Métabolisme : ensemble de réactions biochimiques permettant la synthèse ou la dégradation d’un métabolite (substrat) Catabolisme : voie métabolique conduisant à la dégradation d’un métabolite (glycolyse : dégradation du glucose) Anabolisme : voie métabolique permettant la biosynthèse d’un métabolite (glycogenèse : synthèse du glycogène)

  24. Biosynthèse de X ou dégradation de A A B C D…. X E1 E2 E3 E4 Rétro-inihibition (feedback négatif) E1 = enzyme allostérique X = métabolite terminal = inhibiteur allostérique (régule sa propre biosynthèse)

  25. Ex : régulation allostérique de la glycolyse Glucose glucose 6 P Fructose 6 P Fructose 1-6 Bi P Pyruvate production d’ATP++ AMP + PFK Phosphofructokinase Rétro-inhibition Cycle de Krebs [ATP] glycolyse [ATP] (AMP ) glycolyse

  26. V – Coenzymes et groupes prosthétiques

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