1.2 Cytochrome P450

Question 1

Quelle est la forme de fer la plus stable dans l’organisme?

Answer 1

Fer ferrique Fe3+

Question 2

Decris la structure de CYP450 (4)

Answer 2

-14 hélices a anti-parallèles et 5 feuillets b
- structure compacte
- heme situé dans environnement hydrophobe au milieu
- hème liée de manière covalente à résidu cys (en dessous)

Question 3

Cycle catalytique de CYP450 - liaison au substrat (étapes 1-3)

Answer 3

1. S rentre au site actif, eau sort
2. NADPH-cyp réductase donne e- = Fe3+ ­­-> Fe2+ (passe de LS a HS)
3. fixation O2 au Fe2+ = intermed Fe3+-O2 instable

Question 4

Cycle catalytique de CYP450 - fixation d’oxygene (étapes 3-4)

Answer 4

3. fixation O2 au Fe2+ = intermed Fe3+-O2 instable (oxy-ferro)
4. NADPH-cyp reduct ou cyp b5 donne e- (O2- - Fe3+)
   ligand cystéine active oxygène (donneur electrons)

Question 5

Cycle catalytique de CYP450 - scission d’oxygène et protonation de l’intermédiaire peroxo-ferrique (étapes 4-5 et 6-7)

Answer 5

4. Formation du peroxo (O2–O– Fe3+)
5. H+ Formation hydroperoxo (H-O-O- - Fe3+)
6. H+ fait scission liaison O-O relache H2O devient O=Fe 4+ (oxy-ferro)

Question 6

Cycle catalytique de CYP450 - insertion de l’oxygène dans substrat et libération du produit (étapes 7-8)

Answer 6

7. Attachement du medicament
8. Liberation du produit (retour oxydation initial H2O-Fe3+)
   Cys fait rearrangement radicalaire de O pr le rendre plus reactif

Question 7

Reactions non productives du cycle des CYP450 (3)

Answer 7

Coordination insuffisante des evenements catalytiques

1- auto-oxydation: 4 (oxy-ferrique) à 2 (ferrique)

2-shunt peroxyde: 2 (ferrique) à 6 (hydroperoxo)

3-shunt oxydase: 7 (oxy-ferryl) à 2 (ferrique)

Question 8

Décris le site actif du CYP199A2 (2)

Answer 8

a) canal d’accès au substrat : Pro et Arg dans partie la plus étroite

b) site actif a 10 molec d’eau dans la fente du canal et au site actif

Question 9

Quel role ont les aa proches de lheme dans le site actif des CYP

Answer 9

Chaque acide aminé proche de l’hème joue un rôle fonctionnel au niveau de la catalyse
(liaison, positionnement, stabilisation d’un état d’oxydation du fer, etc.)

Question 10

Canaux de substrat et canaux deau (3)

Answer 10

1. canaux ou entrent les substrats et canaux ou entrent les molec deau et o2 (pas memes canaux)
2. Les canaux d’eau peuvent être bloqués par résidus d’arginine
3. Les canaux de substrat peuvent être bloqués par résidus phénylalanine

Question 11

V ou F la position des canaux est dynamique et dépend de la CYP

Answer 11

V

Question 12

Comment le substrat accède et sort il des cyp450? (3)

(Hint:cyp soluble, pas soluble, substrat soluble)

Answer 12

1. CYP450 solubles: substrats arrivent et sortent par 2a
2. CYP450 membranaires: substrats lipophiles (ds membrane) entrent par 2a et sortent par 2c
3. substrats solubles (hors membrane) sortent et entrent par 2c

Question 13

Où s’accumule l’ibuprofène

Answer 13

Dans la membrane cellulaire (lipophile) et ensuite va ds CYP pr devenir OH-ibu et sortir dans le cytosol

Question 14

À quoi servent les cytochromes P450 réductases? (CPR)

Answer 14

Elles sont des partenaires pour les CYP450 et donnent des électrons pour réduire le groupe hème de l’enzyme.

Question 15

Quels sont les composants clé du système du cyp450 du RE (microsomal) ?

Answer 15

NADPH cyp réductase attachée à membrane par région hydrophobe

transfère 2 e- à CYP450 qui est plus ancré dans membrane

CYP B5 aussi peut donner e-

Question 16

Décris les 2 conformations de CPR

Answer 16

CPR ancré en N-term ds membrane et transf e- grâce à cofact FAD et FMN.

Forme compacte/fermée: FAD et FMN rapprochées pr permettre transfert e- entre les flavines

Forme étendue/ouverte: FMN exposé pour permettre transf e- à cyp (forme complexe de rencontre pour guider e- vers cyp)

Question 17

Quel cofacteur de la CPR s’associe au CYP pr le transfert d’e-?

Answer 17

FMN par des interactions électrostatiques principalement et qlq hydrophobes (domaine acide)

(majorité de FMN orientée ds le cytosol)

Question 18

Comment intéragissent CYP et CPR

Answer 18

CYP domaines basiques et CPR (FMN) domaines acides (carboxyliques COO-) — dipole pour aligner pr le transfert

Question 19

V ou F les liaisons peptidiques peuvent soutenir le tunneling des électrons?

Answer 19

F, ça serait trop long donc ça ne se fait pas par des liaisons chimiques

Question 20

V ou F un changement conformationnel soutient le tunneling des électrons?

Answer 20

F, le rapprochement des cofacteur n’est pas vraiment nécessaire pour le tunneling

Question 21

C’est quoi l’effet tunnel quantique?

Answer 21

L’effet tunnel quantique est un phénomène où des particules peuvent traverser des barrières énergétiques insurmontables selon les lois de la mécanique classique, grâce aux principes de la mécanique quantique.

Electron peut tunneler à travers de la barrière sans avoir l’énergie nécessaire

Question 22

V ou F les particules ont les propriétés d’ondes et de particules

Answer 22

V, c’est ce qui conduit à l’effet de tunneling quantique car elles ont une probabilité pour passer les barrières énergiques.

Question 23

Décris le phénomène de tunneling électronique (2)

Answer 23

1. e = petits donc peuvent passer barrières energiques grâce à taille
2. • distance entre donneur et receveur d’e- est courte, + transfert = probable

Question 24

V ou F, les enzymes redox sont efficaces pr transf e- sur longues distances?

Answer 24

V, pr ces enzymes les transferts = très efficaces mm malgré dist.