Enzymologie

Question 1

Quels sont les différents signes que peuvent transmettre les enzymes?

_{(sémiologie enzymatique)}

Answer 1

• étude variation des quantité d’enzyme libérées au cours du processus pathologique
  
  • ​/> act. enzymatique dans sérum = reflet des lésions tissulaires
  • EX:
    
    • ​ALAT (f)
    • ASAT (f, m)
    • PALc(f,o)
    • amylase(p)
    • CPK(m)
    • yGT(f)
    • lipases(p)
• ​​étude liaisons biochimiques qui résultent déficit enzymatique d’origine génétique
• étude de l’activité des enzymes responsables du métabolisme des médicaments _{<em>(médecine individualisée)</em>}

Question 2

Qu’est ce qui différencie un métaboliseur rapide d’un métaboliseur lent?

Answer 2

• métaboliseur rapide:
  
  • demi de vie courte
  • concentration basse
• métaboliseur lent:
  
  • demie vie longue
  • concentration élevée

Question 3

Qu’est ce qu’une enzyme?

Answer 3

catalyseur protéique _{(exception: ribozymes)}

Question 4

définit un catalyseur

Answer 4

• substance qui:
  
  • augmente la vitesse de réaction chimique
  • ne fait pas partie ni des produits ni des réactifs
  • n’apparaît **pas dans le bilan **

Question 5

La concentration enzymatique cellulaire est _____.

Answer 5

La concentration enzymatique cellulaire est faible.

Question 6

une enzyme accélère la vitesse de réaction sans ________ la _____ ________

Answer 6

une enzyme accélère la vitesse de réaction sans altérer la position d’équilibre

Question 7

La voie métabolique est un cas où l‘équilibre est __________ _______

Answer 7

La voie métabolique est un cas où l’équilibre est continuellement déplacé

Question 8

Quelles sont les propriétés spécifiques aux enzymes / aux autres catalyseur?

Answer 8

• pouvoir catalytique
• spécificité
• possible régulation

Question 9

Le pouvoir catalytique d’une enzyme est ________, il peut atteindre une accélération de l’ordre de __ par rapport au mécanisme naturel.

Answer 9

Le pouvoir catalytique d’une enzyme est très élevé, il peut atteindre une accélération de l’ordre de 10^{<strong>14</strong>} par rapport au mécanisme naturel.

Question 10

La plupart des enzymes sont très spécifiques pour:

• La nature _________: spécificité de ______
• La nature de ___________: spécificité d’_______

Answer 10

La plupart des enzymes sont très spécifiques pour:

• La nature du substrat qu’elle utilisent: spécificité de substrat
• La nature de la réaction catalysée: spécificité d’action

Question 11

Quelles peuvent être les différentes variation de la spécificité enzymatique?

Answer 11

• peu spécifiques: phosphatase, peptidase
• spécificité de groupe: hexokinase
• spé absolue: substrat unique
• certaines sont stéréospécifique

Question 12

Les médicaments sont __________ par des enzymes

• pas une enzyme ________
• mais une enzyme ___________ (peu spé)

Cette réaction enzymatique a pour conséquence:

• _______ le médicament
• de le transformer en ________

On _______ le traitement pour que la concentration en métabolite actif soit optimale.

si on administre au même patient plusieurs médiaments qui sont _______ par la même enzyme, l’enzyme peut-être _________ et la concentration en métabolite actif sera:

• soit _________
• soit _________

Answer 12

Les médicaments sont métabolisés par des enzymes

• pas une enzyme par médicament
• mais une enzyme pour plusieurs médicaments (peu spé)

Cette réaction enzymatique a pour conséquence:

• d’éliminer le médicament
• de le transformer en métabolite actif

On ajuste le traitement pour que la concentration en métabolite actif soit optimale.

si on administre au même patient plusieurs médiaments qui sont métabolisés par la même enzyme, l’enzyme peut-être débordée et la concentration en métabolite actif sera:

• soit trop forte
• soit trop faible

Question 13

La cyclosporine et le _________ sont deux médicaments métabolisés par __________

Answer 13

La cyclosporine et le midazolam sont deux médicaments métabolisés par la même enzyme

Question 14

Quels sont les facteurs pouvant influer sur l’activité enzymatique?

Answer 14

• des ions
• des substrats ou produits du métabolisme (allostérie)
• des modifications covalentes de l’enzyme

Question 15

Localisation tissulaire

Certaines enzymes sont _______

Certaines ont une forte _______ utilisées en diagnostique

Answer 15

Certaines enzymes sont ubiquistes

Certaines ont une forte spécifité tissulaire utilisées en diagnostique

Question 16

Localisation subcellulaire

la localisation subcellulaire permet la _________ des réactions enzymatiques

Answer 16

la localisation subcellulaire permet la canalisation des réactions enzymatiques

Question 17

Les isoenzymes sont des formes multiples d’une même enzyme, quels sont leur point commun et leur différences? Existe-t-il naturellement?

Answer 17

• existe naturellement chez une même espèce
• agissent sur le même substrat
• catalysent la mêmes réactions
• synthétisées par des organes différents
• structure primaire différente

Question 18

Les proenzymes (aussi appelé ________) sont des précurseurs ________. Quels sont les mécanismes qui peuvent les activer?

Answer 18

Les proenzymes (aussi appelé zymogène) sont des précurseurs inactifs.

ACTIVATION après coupure + libération d’un petit peptide par:

• MODIFICATION du pH
• processus autocatalytique (enzyme elle même)
• autre enzyme

Question 19

Certaines enzymes ont besoin d’un composant __ ________ pour acquérir leur activité = _________

Les _________ peuvent être de nature différentes:

• *

Answer 19

Certaines enzymes ont besoin d’un composant non protéique pour acquérir leur activité = cofacteur

Les cofacteurs peuvent être de nature différentes:

• ions métalliques (fer, zinc, molybdate, cuivre, sodium, potassium, magnésium)
• cofacteurs organique (vitamines)

Question 20

comment se construit un holoenzyme?

Answer 20

apoenzyme (protéique) + cofacteur (groupement prosthétique)

Question 21

les groupements prosthétiques sont des parties de la molécule ___________, liée à la structure protéique par des liasons ________________

ex: _______________________

Answer 21

les groupements prosthétiques sont des parties de la molécule non protéique, liée à la structure protéique par des liasons faibles et/ou covalentesu

ex: l’hème de l’hémoglobine

Question 22

La classification des enzymes est fondée sur le type de réaction qu’elles catalysent, ainsi on a adopté la classification selon: EC + 4 nombres

à quoi correspondent ces nombres (respectivement)

Answer 22

1. type de réaction catalysée
2. type de liaison sur laquelle agit l’enzyme
3. sous classification portant:
   
   • sois sur le sous type de liaison
   • soit sur le groupement transferée lors de la réaction
   • soit sur les deux
4. numéro d’ordre dans la sous catégorie

Question 23

type de réaction catalysée par la classe enzymatique:

oxydoréductase

Answer 23

oxydation-réduction: un donneur d’H ou d’e- est l’un des substrats

Question 24

type de réaction catalysée par la classe enzymatique:

transférase

Answer 24

transfert d’un radical par une réaction de type:

A-X+B => A+B-X

Question 25

type de réaction catalysée par la classe enzymatique: **hydrolase**

Answer 25

**clivage hydrolytique de :** **C-C, C-N, C-O et autres liaisons**

Question 26

type de réaction catalysée par la classe enzymatique: **lyase**

Answer 26

**coupure (non-hydrolytique)** de C-C, C-N, C-O et autre liaisons faisant apparaître une double liaison ou l'addition de groupements à double liaison

Question 27

type de réaction catalysée par la classe enzymatique: ## Footnote **isomérase**

Answer 27

**modification** de l'**arrangement spatial** d'une molécule

Question 28

type de réaction catalysée par la classe enzymatique: **ligase**

Answer 28

**condensation** de **deux molécules**, associée à **l'hydrolyse** d'une _liaison à haute énérgie_

Question 29

Qui est à l'_origine_ du modèle de **"la serrure et la clef"** pour l'enzyme et son substrat?

Answer 29

fisher (1894)

Question 30

Lors de la réaction enzymatique il y a _______ du substrat par l'enzyme. Il y a une _______ de la structure.

Answer 30

Lors de la *réaction enzymatique* il y a **reconnaissance** du substrat par l'enzyme. Il y a une **complémentarité** de la structure.

Question 31

le site actif occupe ________ de l'aire totale de l'enzyme

Answer 31

- de 5 %

Question 32

Pour une réaction thermodynamiquement possible (dG\<0), **il suffit de mettre en contact les réactifs pour que la réaction se déclenche.** (V/F?) L'énergie d'activation est diminuée avec: * * *

Answer 32

Pour une réaction thermodynamiquement possible (dG\<0), il ne **suffit pas toujours de mettre en contact les réactifs** pour que la réaction se déclenche. *^{LA MOLECULE DOIT FRANCHIR UNE BARRIERE ENERGETIQUE = L ENERGIE D'ACTIVATION}* **L'énergie d'activation** est **diminuée** avec: * **/\>** **température** * **catalyseur** * présence d'**enzymes**

Question 33

décrit l'_utilité_ de la **loi d'arrhénius**

Answer 33

la loi d'arrhénius met en évidence l'influence de l'**énergie d'activation** sur la **vitesse de la réaction**: K= Ae^-EA/RT * **plus EA /\> plus vitesse réaction \<\** * si **T augmente** =\> **-EA/RT augmente** =\> **V augmente**

Question 34

Quelle est la _formule_ de la **constante de dissociation** pour une réaction enzymatique?

Answer 34

[S]\*[R]/[RS]= k_-1/k₁=k_D ## Footnote **_avec_** [S]: concentration **molaire** de l'analogue du **substrat libre** [R]: concentration **molaire** du **site récepteur** [RS]: concentration **molaire** du **complexe** * k1 constante de la réaction aller* * k-1 constante de la réaction retour*

Question 35

_formule_ de la **constante d'association k_A**d'une réaction enzymatique?

Answer 35

**k_A=1/k_D** ## Footnote ou **k_A=[RS]/[S]\*[R]**

Question 36

Comment peut-on _mesurer_ l'**activité enzymatique**?

Answer 36

cette évaluation se fait: * en mesurant la _quantité_ de **substrat disparu** * en mesurant la _quantité_ de **produit formé** évalué par **spectroscopie**

Question 37

Comment _obtenir_ des **données experimentales de cinétique enzymatique**? **_PREMIERE METHODE_** * _______ l'enzyme * prélever des \_\_(1)\_\_\_ du mélange réactionnel à des temps donnés * _______ la réaction dans \_\_\_(1)\_\_\_\_ * séparer les _______ des \_\_\_\_\_\_\_\_ **_DEUXIEME METHODE_** mesure en ________ d'un changement, durant le ________ de la réaction *ATTENTION: la deuxième réaction ne doit pas être \_\_\_\_\_\_\_*

Answer 37

* **ajouter** l'enzyme * prélever des **aliquotes** du mélange réactionnel à des temps donnés * **stopper** la réaction dans **l'aliquote** * séparer les **substrats** des **produits** **_DEUXIEME METHODE_** mesure en **continu** d'un changement, durant le **déroulement** de la réaction *ATTENTION: la deuxième réaction ne doit pas être **limitante***

Question 38

Comment _analyser_ les **résultats des données experimentales de cinétique enzymatique**?

Answer 38

appliquer **modèle mathématique** *_attention:_* **les modèles sont différents si:** * la réaction est à **1 substrats ou plusieurs substrats** * la **quant. d'enzyme est très faible** / **quant de substrats** (moins de 1pourcent)

Question 39

la **vitesse initiale** d'une **réaction enzymatique** est la ______ de la courbe au temps \_ c'est la vitesse la ____ élevée

Answer 39

la vitesse initiale d'une réaction enzymatique est la **pente** de la courbe au temps **0** c'est la vitesse la **plus** élevée

Question 40

Que dit le **principe d'action de masse** dans les _réactions enzymatique_?

Answer 40

**vitesse** réaction enzymatique **proportionnelle** aux **quantité de réactifs** **facteur** de proportionalité appelé **constante de vitesse** V= k[A] *k ne dépend que de la **température***

Question 41

Dans les _faits expérimentaux_ on relève, qu'au délà du principe d'action de masse, il existe d'autres facteur déterminant la vitesse de la réaction, à savoir:

Answer 41

* vitesse initiale influée par la **concentration de l'enzyme** * si [S] \>\> [E], Vi proportionnelle à [E]* * concentration du substrat

Question 42

la vitesse d'une réaction enzymatique = **quantité de substrat transformé ou quantité de produit apparu** On définit alors une _unité internationale_ pour **quantifier** **l'activité enzymatique** à savoir, 1 UI correspond à...

Answer 42

quantité d'enzyme qui transforme **1 micromole de substrat en 1 minute à 30°C** dans des _conditions optimales_

Question 43

unité usuelle de l'activité enzymatique est le **KATAL** (kat), défini selon 1 kat = ... 1 nanokatal= ... *facteur de conversion vers l'U.I. ?*

Answer 43

1 kat: quantité d'enzyme qui transforme **une mole de substrat par seconde** 1nkat: transfo d'une nanomole/seconde **1UI = 16.66 nkat**

Question 44

_définit_ l'**activité spécifique** et l'**activité moléculaire**

Answer 44

**_activité spécifique_** activité rapportée à 1mg de protéine **_activité moléculaire_** nombre de moélcule de substrat transfo /minute/molécule d'enzyme

Question 45

Quels sont les t_rois stades successifs_ de la **réaction enzymatique**

Answer 45

1. phase **pré-stationnaire** 2. phase **stationnaire** = période de vitesse initiale 3. phase **post-stationnaire**

Question 46

**équation de michaelis et menten**

Answer 46

**V = ^(V_max*[S])/ _{(Km + [S]}**) ## Footnote avec Km cst de Michaelis et sa pote (Menten) *Km= ^{(k_-1 + k₂)}/( k₊₁* )

Question 47

Km correspond à... exprimé en...

Answer 47

[S] qd V= 0,5 \* V_max mol/L * indépendante de la concentration en enzyme * réaction simple, 1/Km représente affinité enzyme : * /\> Km provoque \<\affinité * instabilité du complexe ES

Question 48

turn over ou constante catalytique

Answer 48

k₊₂ = efficacité enzyme = cst catalytique = **turn over** * nombre de **mole substrat transformée en produit /unité de temps** et **par mole d'enzyme** ou par **site actif si enzyme oligomérique** lorsque _enzyme totalement saturée en S_ k₊₂ = V_max / [E_t]

Question 49

pour déterminer _graphiquement_ **Vmax** et **Km** on utilise...

Answer 49

**représentation de:** * Lineweaver et Burk * Dixon * Eadi-Hofstee **ou modélisation informatique**

Question 50

**_ représentation de Lineweaver et Burk_** * aussi appelée .... * s'écrit ... * représentation graphique...

Answer 50

* aussi appelée en **double inverse** * s'écrit 1/V = ^(Km+[S]) / _(Vmax*[S]) * représentation graphique: **1/V en fonction de 1/[S] est une droite**

Question 51

**_représentation de Lineweaver et Burk_** limite de la méthode

Answer 51

mesure à des [S]relativement élevé =\> pris en inverse =\> extrémement rapproché

Question 52

**_représentation de Dixon_** * à partir de l'équation de M&M on obtient ... * ainsi la représentation de Dixon correspond à ...

Answer 52

* V= V_max - Km \* ^V/_[S] * avec V en fonction de V[S] : droite de pente -Km * V_max origine à l'ordonnée

Question 53

**_représentation de Eadie Hoostee_** * expression de ... * on obtient...

Answer 53

* expression de V/[S] en fonction de V : droite * on obtient une droite d'origine à l'ordonnée **^V_max/_Km** et de pente **- 1 / Km**

Question 54

**_modélisation par calcul informatique_**

Answer 54

V = Vmax \* [S] / Km + [S] ## Footnote on **extrapole** par le calcul pour déterminer **la valeur de l'asymptote horizontale (Vmax) et Km**

Question 55

_définit_ la notion d'**ordre d'une réaction**

Answer 55

V = k (S-x) : vitesse proportionnelle à n(substrat) restant **_deux cas:_** * **n(substrat) \>\> n(enzyme)** : *vitesse maximum* = réaction d'**ordre 0** * **n(substrat) disparu** **pas négligeable** : *vitesse affectée* *négativement* = réaction d**'ordre 1**

Question 56

En pratique pour _mesurer_ la vitesse d'une réaction il faut connaître **l'ordre de la réaction**: * réaction d'ordre 0 ... * réaction d'ordre 1 ...

Answer 56

* réaction _d'ordre 0_: **vitesse constante** * réaction _d'ordre 1_: **mesurer** **vitesse initiale à l'aide de la tangente à la courbe à l'origine**

Question 57

Quelles sont les **conditions** **_nécessaires_** pour déterminer une **activité** **enzymatique**?

Answer 57

* connaître l'**ordre de la réaction** * déterminer la **V_initiale de la réaction** * se situer à **[S]\>\>Km**

Question 58

La réaction enzyamtique à **1 seul substrat** est une **situation rare** Dans de nombreux cas un **autre substrat intervient**: * s'il s'agit de **l'eau...** * s'il s'agit d'un **autre substrat**... * s'il s'agit d'un **coenzyme**...

Answer 58

* situation comparable à 1 substrat * **autre substrat \** * **\cste de dissociation de chacun des complexes formés interviennent/** * **coenzyme** **/**

Question 59

Dans le cas de la _réaction_ **A + B \<=E=\> P+Q** mécanisme **Bi-Bi** Les 2 substrats **ne** **peuvent** se **FIXER _{(mais peuvent être combinés sur une même enzyme)} **à l'enzyme **simultanément** 3 **mécanismes** peuvent être envisagés...

Answer 59

**_séquentiel (ordonné)_** * substrat ne peuvent se fixer à l'enzyme que dans un ordre impératif **_aléatoire_** * susbtrat se fixe dans un ordre indeterminé **_ping pong_** * 2 susbtrats jamais combinés à l'enzyme simultanément

Question 60

Quels sont les **paramètres influant sur l'activité enzymatique?**

Answer 60

* pH * température * inhibiteur * activateurs

Question 61

pH optimum des enzymes

Answer 61

* plupart des enzymes pH_optimum ≈ [5.5;8] * certaines pH_opti **très acide, Pepsine : pH_optimum = 1.8** * certaines pH_opti **basique, Arginase : pH_optimum = 9.5**

Question 62

le pH peut avori une action sur...

Answer 62

* _substrat_ : modif de son **°ionisation** * _protéine enzymatique:_ * **site actif** * **A.A.** responsables de la **structure tertiaire**

Question 63

influence de T° est la résultante de 2 phénomènes distincts (antagoniste)...

Answer 63

* **activation**: **accroissement** des **vitesses** de _collision_ (loi d'Arrhénius) * **inactivation**: **dénaturation** de _protéine enzymatique_

Question 64

la dénaturation dépend de ...

Answer 64

la durée d'exposition à la chaleur **A= A_{0 *} e^-kt** **_avec_** * A: activité après expo * A0 : activité avant expo * k constante de dénaturation par la chaleur * t temps d'expo

Question 65

3 types d'inhibition

Answer 65

* irréversibles: inactivation * réversibles (3 classes) * compétitive * non-compétitive * incompétitives * excès de substrat

Question 66

**_inhibition irréversibles_** avec exemple

Answer 66

**_inactivations_** * inhibiteur**_- LIASON COVALENTE -_**enzyme =\> bloque groupes fonctionnels * si complexe EI dilué ou dialysée =\> inhibition perdue * inhibiteurs + ou - spé *exemple: **action de la penicilline*** ***=\> inactive la synth. du peptidoglycane des parois des bactéries***

Question 67

**_inhibition réversibles_** caractéristiques communes

Answer 67

* **perturbent la cinétique enzymatique** * inhibition _peut être_ **levée par dialyse** * inhibiteur réversible agissent de façon **plus spécifique que irréversibles**

Question 68

**_inhibiteurs compétitifs_** ## Footnote *spécificité et expression vitesse*

Answer 68

* **ressemblance structurale** avc substrat * entre en "**compétition**" pour se fixer sur le même site enzymatique (effet **isostérique**) * réaction **bloquée** * **impossible de lever inhibition en saturant E en substrat** V = ^V_max*[S]/_{[S]+Km(1+([I]/Ki))}

Question 69

**influence inhibiteur compétitif sur Vmax et Km** *exemple d'inhibiteur compétitif*

Answer 69

* V_max **inchangée** * Km **augmentée** du facteur(1+ ^[I]/_Ki) ## Footnote _exemple_: méthotrexate structure voisine du dihydrofolate \> compétitif pour dihydrofolate réductase

Question 70

**_inhibiteurs non-compétitifs_**

Answer 70

* inhibiteur se fixe sur un site différent du site actif * complexe ESI * modification de l'affinité apparente de E pour S lorsque I se fixe * inhibiteur agit comme si la [E] était diminuée

Question 71

**_inhibiteurs non compé_** * effet sur V max et Km * exemples

Answer 71

* Vmax diminuée de facteur 1+I/Ki ## Footnote V_maxi = ^Vmax / _{1 + [I]/Ki} * Km inchangé **_exemple:_** tacrine (cognex) inhibiteur non-compétitif de l'acétylcholine estérase

Question 72

**_inhibiteur incompétitif_** * spécificité * effet sur Vmax et Km * exemple

Answer 72

* se fixe uniquement sur ES * V max et Km diminué de facteur 1 + [I]/Ki * acide caféique _{(particulièrement présent dans la menthe douce séchée)}* * inhibiteur incompétitif de la xanthine oxydase (impliqué dans formation acide urique*

Question 73

**_mécanismes de régulation des réactions enzymatiques_**

Answer 73

* compartimentation intracellulaire * régulation allostérique * modifications covalentes * régulation synthèse des enzymes

Question 74

régulation allostérique

Answer 74

* enzymes allostériques: possèdent un **site capable de fixer spécifiquement et de façon réversible un effecteu**r: _coopération entre les sites_ * fixation **non covalente** * courbe **Vi = f [S]** est une **sigmoide** * à faible concentration, cinétique plus lente * concentration /\> plus vite que la cinétique Michaelienne (adaptation)

Question 75

_effecteurs allostériques_

Answer 75

* souvent substrat (effet activateur) * produit de la réaction (rétro inhibition) * enzymes souvent composées de plusieurs sous unité = **protomères** * associés de façon **symétrique** (modif de l'un =\> modif de l'autre) * deux conformations: * **relâchée: forte affinité** * **tendue: faible affinité**

Question 76

régulation des réactions enzymatique par modification covalente

Answer 76

* certaines enzymes peuvent subir des modif post traductionnelles qui modifient leur activité * phosphorylation * acétylation * ... *