enzyme chemistry 1 Flashcards
(47 cards)
définition enzyme
substance qui accélère une réaction mais qui n’est pas consommée ni modifiée de façon permanente
Ne change pas l’équilibre de la réaction, seulement la vitesse
4 propriétés des enzymes
- catalysent des réactions très diverses
- spécificité très élevée pour un substrat
- haute efficacité: x10^6 vitesse de réaction
- La plupart contiennent des petites molécules comme co-facteur (métaux, vitamin-dérivés)
Une enzyme sans son cofacteur est une … tandis q’une enzyme avec son cofacteur est une …
Une enzyme sans son cofacteur est une apoenzyme tandis q’une enzyme avec son cofacteur est une holoenzyme
définition prosthetic group
molécule organique étroitement liée à une enzyme
ex: hème, vitamines, cytochrome…
Quelles sont les 4 mécanismes de base que peuvent utiliser les enzymes?
- Catalyse covalente
- Catalyse acide-base
- Catalyse metal-ion
- catalyse par rapprochement
catalyse covalente
site enzymatique temporairement modifié
Catalyse acide-base
Quelque chose dans l’enzyme sert de donneur ou accepteur d’électron
Catalyse metal-ion
- Peuvent accepter ou donner des électrons
- Activation de l’eau
- protection des charges
catalyse par rapprochement
Rapproche les substrats
Quelles sont les 4 caractéristiques d’un bon nucléophile?
Pour donner efficament une paire d’electron pour former une liaison covalente, un nulcéophile doit être:
1. electron dense
2. Peu électronegatif
3. faible accepteur de laison H
4. Faible encombrement stérique
Principe de la réaction d’oxydo reduction?
OIL = “Oxidation Is Loss”
(l’oxydation, c’est la perte d’électrons)
RIG = “Reduction Is Gain”
(la réduction, c’est le gain d’électrons)
Où est synthétisé la chymorypsine?
dans le pancréas
Pourquoi le chymotrypsinogène est-il inactif avant d’être clivé ?
Parce que le trou oxyanion n’est pas formé dans le chymotrypsinogène. Il ne se forme qu’après clivage entre l’arginine et l’isoleucine, ce qui active l’enzyme en permettant la stabilisation de l’état de transition.
Que fait une hydrolase?
Transfert un groupe fonctionnel vers l’eau
Réaction catalysée par la chymotrypsine?
Résumé du mécanisme :
- 1. Acylation : La Ser195 attaque le carbone du carbonyle → formation d’un intermédiaire acyle-enzyme + libération du premier fragment.
- 2. Désacylation : L’eau attaque l’acyle-enzyme → libération du deuxième fragment + restauration de l’enzyme.
Astuce mnémotechnique :
Ser195 (sérine) attaque → Acyle-enzyme → H₂O attaque → Fragments libérés.
Cite 4 autres serines protéases?
Thrombin
Trypsine
subtilisin
Elastase
Pourquoi la chymotrypsine ne dissout pas le pancréas?
Car elle est synthétisée sous forme inactive (zymogène)
Quel substrat est utilisé in vitro pour suivre l’activité de la chymotrypsine et quel est le produit détecté ?
On utilise le para-nitrophényl-acétate (PNPA) ; son hydrolyse libère du para-nitrophénolate, un anion jaune facilement détectable.
Quels indices expérimentaux ont conduit à proposer un mécanisme en deux étapes pour l’action de la chymotrypsine sur son substrat ?
- Le “burst phase” (phase d’explosion) initial est proportionnel à la quantité d’enzyme, suggérant un premier événement rapide.
- La libération de l’acétate (second produit) ne montre pas de burst phase mais un délai, indiquant une étape lente après la première.
- Découverte d’une sérine très réactive (sérine 195), agissant comme nucléophile essentiel. → Le mécanisme proposé
Quelle expérience a-t-elle permis d’identifier la sérine 195 comme nucléophile critique dans la chymotrypsine ?
Utilisation de l’inhibiteur irréversible DIPF (diisopropyl phosphorofluoridate), un composé organophosphoré.
DIPF est attaqué par un nucléophile de l’enzyme (libération du fluor + H+), formant un lien covalent avec l’enzyme.
Après fragmentation et séquençage des peptides, le DIPF a été retrouvé lié à la sérine 195, prouvant qu’elle est le nucléophile essentiel de l’enzyme.
À quoi correspondent les deux phases de la réaction catalysée par la chymotrypsine ?
Phase rapide (burst phase) : acylation de l’enzyme — la sérine 195 attaque le substrat, libérant le premier produit (P1 : nitrophénol).
Phase lente (steady-state phase) : désacylation de l’enzyme — une molécule d’eau attaque l’enzyme acylé, libérant le second produit (P2 : acétate) et régénérant l’enzyme.
Qu’est-ce que la triade catalytique de la chymotrypsine et quel est son rôle ?
La triade catalytique est composée de sérine 195, histidine 57 et aspartate 102.
Leur alignement parfait permet de convertir la sérine 195 en un anion alcoyde, un puissant nucléophile.
Ce motif est conservé dans de nombreuses enzymes (même issues de différentes espèces) grâce à l’évolution convergente.
Que se passe-t-il lors de la première étape du mécanisme de la chymotrypsine ?
La sérine 195, activée par l’histidine 57 et stabilisée par l’aspartate 102, attaque le carbone du peptide cible, formant un intermédiaire tétraédrique transitoire, puis libère le premier produit (R’-NH₂) en formant un intermédiaire acyl-enzyme.
Qu’est-ce que le trou oxyanion (“oxyanion hole”) et quel est son rôle dans la catalyse par la chymotrypsine ?
Le trou oxyanion est une structure de l’enzyme formée par deux groupes NH (de glycine 193 et sérine 195) qui stabilisent l’oxyanion chargé négativement du transitoire intermédiaire tétraédrique formé lors de l’attaque nucléophile. Il permet de baisser l’énergie d’activation de la réaction
