BIO / PHY - ENZYMOLOGIE - MODULE 7

Question 1

Définir le terme “catalyseur”

Answer 1

Augmenter la vitesse d’une réaction chimique

Question 2

Faire le lien entre la structure d’une protéine et la spécificité d’une enzyme pour son
substrat

Answer 2

La structure de la protéines est fait d’un assemblage d’AA qui lui est propre, ainsi cela définit sa fonction spécifique. Si une protéine voit sa structure dénaturée alors sa fonction s’en trouve modifiée.
Cette spécificité repose sur la notion de
complémentarité conformationnelle (système clé / serrure), que l’on retrouve également dans les
interactions hormone / récepteur spécifique ou antigène / anticorps

Question 3

Se repérer dans la nomenclature et des enzymes

Answer 3

Le nom de la plupart des enzymes est construit en ajoutant le suffixe « - ase » à la nature de la réaction ou
du substrat
sauf exception :
- trombine dans la coagulation plasmatique
- plasmine dans la dégradation du caillou de fibrine
- pepsine

Question 4

Se repérer dans la classification des enzymes

Answer 4

Oxydoréductases
Transférases (ou kinases)
Hydrolases
Lyases
Isomérases
Ligases

Question 5

Qu’est ce que l’oxydoréductase

Answer 5

à chaque réaction de co-enz oxydés réduits (déshydrogénases, réductases (gagne 2 E/P), oxydases (perd 2 E/P))

Une oxydoréductase est une enzyme qui facilite les réactions d’oxydation et de réduction en transférant des électrons entre les substrats.

Question 6

Qu’est ce que les transférases?

Answer 6

Elles catalysent les réactions de transfert d’un atome ou d’un groupe d’atomes.

Question 7

Qu’est ce que les hydrolases?

Answer 7

Elles catalysent les ruptures de liaisons covalentes nécessitant de l’eau. C’est le cas de toutes les enzymes
digestives, comme la lipase, amylase, pepsine ou trypsine.

Question 8

Qu’est-ce que la glucokinase?

Answer 8

Enzyme qui catalyse dans le foie

Question 9

Qu’est-ce que la hexokinase?

Answer 9

Enzyme qui catalyse ailleurs que dans le foie

Question 10

Qu’est-ce que les isomérases?

Answer 10

Les enzymes qui catalysent les réactions d’isomérie, c’est-à-dire des remaniements intramoléculaires

Question 11

Comprendre le mécanisme d’une réaction catalysée par une déshydrogénase et une
réductase, les identifier dans les différentes voies métaboliques

Answer 11

DESHYDROGENASE
Pyruvate + NADH,H+ <——> NAD+ + Lactate
Le NADH,H+ se lie avec le pyruvate pour qu’il soit réoxydé => NAD+ repart dans la glycolyse
REDUCTASE
HMG-CoA + 2NADPH,H+ <——> 2NADP+ + CoA-SH + Mévalonate
Le NADPH,H+ se lie avec le HMG-CoA pour qu’il soit régénéré => NADP+ repart dans la voie des pentoses phosphates ou

Question 12

Comprendre le mécanisme des transférases et illustrer avec l’exemple des transaminases

Answer 12

Les transaminases transfèrent la fonction amine NH2 d’un acide aminé vers un acide α-cétonique.

Les transaminases, comme l’alanine aminotransférase (ALAT), transfèrent le groupe amino de l’alanine à un cétoacide, formant de l’acide pyruvique et de la glutamate.

Question 13

Associer kinase et transfert de groupement phosphate, identifier les kinases dans les
différentes voies métaboliques

Answer 13

Les kinases transfèrent le phosphate d’une molécule à l’autre
Hexokinase ou glucokinase

Question 14

Associer hydrolases et digestion, identifier les substrats et les produits d’hydrolyse de ces
enzymes (après le cours de digestion)

Answer 14

Elles catalysent les ruptures de liaisons covalentes nécessitant de l’eau. C’est le cas de toutes les enzymes digestives, comme la lipase (digestion des graisses, produisant des acides gras et du glycérol), l’amylase (hydrolyse des polysaccharides, produisant des sucres simples), la pepsine (hydrolyse de liaisons peptidiques des protéines, produisant des acides aminés) ou la trypsine (hydrolyse de liaisons peptidiques, produisant des acides aminés). Ces enzymes digèrent les liaisons covalentes en présence d’eau, décomposant les graisses, les polysaccharides et les protéines en composants plus simples pour faciliter l’absorption par l’organisme.

Question 15

Différencier une synthase d’une synthétase, identifier ces enzymes dans les différentes

Answer 15

Synthase : synthase lorsque l’enzyme a besoin d’énergie pour catalyser la réaction (sans hydrolyse de l’ATP)
.ATP synthase, citrate synthase, glycogène synthase
Synthétase : synthétase lorsque l’enzyme a besoin d’ATP pour catalyser la réaction (avec hydrolyse de l’ATP)
.glutamine synthétase, acylCoA synthétase

Question 16

Définir le site actif d’une enzyme

Answer 16

Région de l’enzyme permettant la fixation spécifique du substrat, et sa transformation en produit.
Sa conformation est complémentaire de celle du substrat.

Question 17

Ecrire l’équation générale de la réaction enzymatique

Answer 17

Equation générale : E + S → ES → E + P

Etape 1 : association de l’enzyme et de son substrat => formation du complexe enzyme –substrat : E + S → ES
Etape 2 : complexe enzyme – substrat (ES) va permettre la réaction de catalyse enzymatique => transformation du substrat S en produit P : E S → E + P
Etape 3 : libération du produit P et de l’enzyme E.

Question 18

Citer les facteurs influençant la vitesse des réactions enzymatiques

Answer 18

• Nb de substrat
• Nb de récepteurs
• Température
• pH

Question 19

Quelle est la particularité des enz irréversibles des voies meta?

Answer 19

Ce sont des enz allostériques

Question 20

Montrer l’influence de la température sur la vitesse de la réaction enzymatique

Answer 20

L’affinité du substrat pour son enzyme va varier en fonction de la température optimal de celle-ci. Plus on s’éloigne de la T° idéale plus cela ralentit la vitesse de réaction
(dénaturation avec les liaisons faibles qui se brisent) => changement de structure donc moins d’affinité

Question 21

Montrer l’influence du pH sur la vitesse de la réaction enzymatique ; illustrer avec les
enzymes digestives (pepsine et trypsine par exemple / estomac et intestin grêle)

Answer 21

La peptine a un pH totalement adapté au pH acide de l’estomac dans lequel elle se trouve alors que la trypsine
Le suc intestinal a un pH alcalin qui active le trypsinogène pancréatique inactif en trypsine active, l’activation ne peut pas se faire à un pH acide de l’estomac

Question 22

Définir les 2 paramètres de la cinétique enzymatique : Vmax et Km

Answer 22

Vmax : c’est la vitesse maximale de la réaction enzymatique
Km : Affinité entre le substrat et l’enzyme
Km correspond à la concentration en substrat pour laquelle la vitesse de la réaction enzymatique est égale à
Vmax/2

Question 23

Évaluer graphiquement Vmax et Km sur une courbe représentant l’évolution de la vitesse de la réaction enzymatique en fonction de la concentration en substrat

Answer 23

Vmax (début du plateau de saturation)
Km : résultant de Vmax/2 => point sur la courbe qui donne le Km en bas

Question 24

Relier Km et affinité

Answer 24

plus Km est petit, plus l’activité enzymatique maximale est atteinte pour un faible niveau de concentration de substrat. L’affinité de l’enzyme pour le substrat est forte

Question 25

Identifier une hyperbole, un plateau de saturation

Answer 25

Hyperbole : courbe qui augmente très rapidement et stagne à son maximum sur ce qu'on appelle un plateau de saturation

Question 26

Citer les différents types de régulations enzymatiques

Answer 26

Certaines molécules sont capables d'interagir avec les enzymes et de modifier leur activité, ce sont des effecteurs. Certains augmentent l’activité enzymatique, ce sont des activateurs ; d'autres la diminuent, ce sont des inhibiteurs. - Régulation allostérique - Inhibition compétitive - Régulation hormonale par phosphorylation / déphosphorylation

Question 27

Présenter les caractéristiques structurales des enzymes allostériques

Answer 27

une structure quaternaire, c'est donc une protéine possédant au moins deux sous-unités, plus généralement quatre ; * un site actif, comme toute enzyme ; * plusieurs sites allostériques, sur lesquels peuvent se fixer des effecteurs allostériques, activateurs ou inhibiteurs. Intérêt : régulation des voies métaboliques. La fixation de la molécule effectrice induit un changement de conformation spatiale de la protéine enzymatique au niveau du site actif et régule donc la réaction enzymatique en l'augmentant (activateur allostérique) ou l'inhibant (inhibiteur allostérique

Question 28

Différencier site actif et sites allostériques

Answer 28

Régulateurs des voies métaboliques Réactions irréversibles Site supplémentaire au site actif auquel un effecteur se lie

Question 29

Expliquer les termes : effecteur allostérique, activateur allostérique, inhibiteur allostérique, forme tendue, forme relâchée

Answer 29

Effecteur allostérique : capable de réguler les actions enzymatiques (activateur qui active et donc accélère la réaction et inversement pour l'inhibiteur) Forme tendue (faible affinité avec le substrat) Forme relâchée (forte affinité avec le substrat)

Question 30

Illustrer les actions des effecteurs allostérique en présentant la régulation du cycle de Krebs

Answer 30

Lorsque les besoins énergétiques de la cellule sont satisfaits : * NADH, H+ s’accumule, entraînant l’élévation du rapport NADH, H+/NAD+ → inhibition allostérique de l’isocitrate dH et de l’α-cétoglutarate dH ; * le citrate s’accumule et rétro-inhibe la citrate synthase ; * l’ATP en excès inhibe de façon allostérique la citrate synthase, l’isocitrate dH et l’α-cétoglutarate dH., les 3 enzymes clés du cycle de Krebs. NADH, H+, l’ATP et le citrate jouent ici joue le rôle d’inhibiteurs allostériques.

Question 31

Expliquer le principe du rétrocontrôle négatif d’une voie métabolique donnée

Answer 31

Il permet d'inhiber la réaction car les produits sont trop nombreux dans l'organisme (régule sa propre biosynthèse)

Question 32

Présenter le mode d'action des statines et nommer le type d'inhibition

Answer 32

Statines joue le rôle d'inhibiteur compétitif de l’HMGCoA réductase dans la biosynthèse endogène du cholestérol

Question 33

Expliquer le principe de régulation hormonale par phosphorylation/déphosphorylation

Answer 33

Certaines enzymes sont actives quand elles sont phosphorylées, d'autres quand elles sont déphosphorylées. Ce sont d'autres enzymes qui catalysent les phosphorylations et déphosphorylations * les kinases permettent de transférer un groupement phosphate sur les enzymes clés des voies métaboliques ; * les phosphatases hydrolysent un groupement phosphate sur les enzymes clés des voies métaboliques.

Question 34

illustrer en montrant l’action du glucagon et de l’insuline dans la régulation des voies métaboliques

Answer 34

Les kinases et phosphatases sont en général régulés par des signaux extérieurs, comme les hormones (insuline, glucagon adrénaline notamment) : * le glucagon et l’adrénaline activent des kinases, qui phosphorylent les enzymes clés des voies métaboliques et les rendent actives ou inactives ; * l’insuline active une phosphatase, qui déphosphoryle les enzymes clés des voies métaboliques et les rend actives ou inactives

Question 35

Expliquer en quelques lignes comment les enzymes régulent les voies métaboliques.

Answer 35

Chaque enzyme est spécifique à une molécule (substrat) ainsi elles permettent grâce à des effecteurs et inhibiteurs de s'activer/se désactiver pour limiter/accélérer l'avancement des réactions (affinité ou rétrocontrôle négatif) dans une voie métabolique pour subvenir aux besoins à l'instant présent.