Enzymologie générale (suite)

Question 1

3 choses importantes à se rappeler à propos des enzymes

Answer 1

1- Ne changent pas l’équilibre d’une réaction chimique
2- N’influence pas si la formation de produit est énergétiquement favorable (donc quelque chose qui est thermodynamiquement pas possible, ne fonctionnerait pas plus sans enzymes)

Ainsi, la thermodynamique d’une réaction (endothermique/exothermique… n’est pas influencé par la présence d’une enzyme).

Question 2

Alors qu’est-ce que les enzymes permettent ?

Answer 2

Les enzymes peuvent accélérer la vitesse de la réaction chimique.
(ainsi les enzymes change la cinétique de la réaction).

Question 3

DONC, qu’est-ce que l’enzyme ne modifie pas et qu’est-ce que l’enzyme modifie ?

Answer 3

l’enzyme ne modifie pas la thermodynamique de la réaction, mais les enzymes peuvent accélérer la vitesse de la réaction chimique (donc modifier la cinétique de la réaction)

Question 4

à quoi la vitesse est-elle proportionnelle ?

Answer 4

La vitesse est proportionnelle à la concentration de substrat.

Ainsi, plus il y a de substrat, plus la vitesse initiale sera élevée.

Question 5

Quelle est la définition de la vitesse ?

Answer 5

La vitesse est l’apparition du produit dans le temps. Plus il y a de produit, plus la vitesse est grande.

Question 6

Quelle est la fonction de la courbe de la vitesse initiale ?

Answer 6

Linéaire : la vitesse de la réaction est initialement linéaire.

Question 7

Explique pourquoi la réaction fini par plafonnée

Answer 7

On se rappelle, la vitesse de la réaction est L’APPARITION DU PRODUIT DANS LE TEMPS.

Quand le substrat s’épuise, il n’y a plus de produit qui se forme. Ainsi, on atteint un plafond où la vitesse n’augmente plus.

Question 8

Dans la première partie de la courbe (quand la vitesse est initiale, Vo), comment interprète-t-on la vitesse ?

Answer 8

La vitesse initiale de formation (v0) peut être
lues à partir de la portion linéaire de la
courbe. Il s’agit de la pente de la courbe, car c’est une courbe de l’apparition de produit dans le temps.

Question 9

À quoi Vo est proportionnelle ?

Answer 9

à la concentration de substrat.

Question 10

Explique la différence entre la courbe d’une réaction chimique et la courbe d’une réaction enzymatique

Answer 10

Dans la réaction chimique, la vitesse est proportionnelle au substrat, donc la courbe est linéaire. Plus la concentration en substrat est grande, plus la vitesse est grande aussi.

Dans une réaction enzymatique, la courbe est hyperbolique. En effet, comme la réaction se produit au site actif de l’enzyme, l’enzyme sera saturée par le substrat. Quand l’enzyme est saturée, la vitesse atteint un plafond (vitesse maximale).

Question 11

Dans une réaction enzymatique, il est possible d’avoir des réaction d’ordre 0, d’ordre 1 et d’ordre 2. Explique ce concept.

Answer 11

Réaction d’ordre 0: la vitesse est indépendante de la concentration du substat –> v = k0 (c’est quand la vitesse plafonne)
Réaction d’ordre 1: la vitesse dépend de la concentration d’un seul substrat –> v = k1 [S]

Réaction d’ordre 2: la vitesse dépend de la concentrations de 2 substrats –> v = K2[S1][S2]

Question 12

Écrit la réaction enzymatique simple

Answer 12

Ef + S –> (k1 + k-1) –> ES –> (k2) –> Ef + P

où K1 = constante d’association du complexe

k-1 = constante de dissociation du complexe

k2 = constante de dissociation du complexe ES en Ef et P

Ef = enzyme libre (free enzyme)

S = substrats

P = produit

Question 13

Est-ce que l’enzyme est modifiée par la rct ?

Answer 13

NON! quand la réaction est terminée, l’enzyme en ressort indemne

Question 14

On assume que l’équilibre est atteint rapidement, qu’est-ce que ça signifie ?

Answer 14

Ef + S –> ES et ES –> Ef + S

c’est très rapide.

Question 15

Pourquoi est-ce qu’on considère k-1, mais qu’on ne considère pas k-2 ?

Answer 15

pas de K-2, car il n’y a pas assez de produit qui se forme pour que l’on puisse retourner à l’état initiale.

Question 16

La vitesse globale de la réaction est déterminée par la vitesse de production du produit. Dis c’est quoi la formule

Answer 16

v = d[P]/dt = k2[ES]

Question 17

De quoi dépend la formation du complexe enzyme substrat ?

Answer 17

La formation de ES dépend de la constante k1 et de la disponibilité de l’enzyme et du substrat

Question 18

explique quand on considère que le système est en équilibre

Answer 18

On considère que le système est en équilibre quand la vitesse de formation de ES serait la même que celle de sa dissociation

k1[E][S] = k-1[ES] + k2[ES]
vte formation = vte dissociation

Question 19

c’est quoi la constante de michealis Menten ?

Answer 19

Km = k-1 + k2/k1

donc c’est la constante de dissociation + la constante de formation du produit sur la constante de formation du complexe enzyme -substrat.

Question 20

la quantité d’enzyme totale correspond à quoi?

Answer 20

Et = [ES] + [E]

Question 21

C’est quoi l’équation de Michaelis Menten

Answer 21

v = Vmax [S]/ Km + [S]

Question 22

C’est quoi la courbe qui est reliée à l’équation de Michaelis Menten ?

Answer 22

Une hyperbole

Question 23

Quand la vitesse maximale est-elle atteinte sur le graphique de Michaelis Menten (V vs [S]) ?

Answer 23

La vitesse maximale est atteinte quand toutes les enzymes sont saturées. (Donc la réaction d’ordre 1 devient une réaction d’ordre ) où la vte de la réaction est indépendante de la [S]).

Question 24

C’est quoi l’avantage de faire le graphique Lineweaver-Burk au lieu du graphique V vs [S] ?

Answer 24

Le graphique Lineweaver -Burk permet facilité la lecture des axes. En effet, sur une courbe hyperbolique, la précision est moindre tandis que sur une courbe linéaire, c’est plus facile de lire les résultats. Donc les intercepts sont plus précis sur le graphique de Lineweaver -Burk.

La représentation de Lineweaver-Burk est plus fiable que la représentation directe de Michaelis-Menten
puisque KM et Vmax sont déduits aux intersections des axes

Question 25

C'est quoi la principale différence entre les 2 graphiques ?

Answer 25

km devient 1/km et vmax devient 1/Vmax

Question 26

Quelle est la signification du Km ?

Answer 26

Définition : concentration de substrat pour laquelle la vitesse initiale de la réaction est la moitié de sa vitesse maximale.

Question 27

quand on augmente le Km, cela signifie que ...

Answer 27

Plus le Km est élevé, plus la concentration du substrat nécessaire à une activité importante de l’enzyme est élevée. Cela traduit en général une faible affinité de l’enzyme pour son substrat.

Question 28

Donc le Km est ________ à l'affinité de l'enzyme pour __________, car ___________

Answer 28

Donc le Km est inversement proportionnelle à l'affinité de l'enzyme pour son substrat, car plus le km est élevé, plus il faut mettre de substrat pour que la réaction fonctionne.

Question 29

Donne un exemple pour lequel le Km a une valeur élevée.

Answer 29

Observée pour les enzymes dont les substrats sont en concentrations élevées dans leur environnement, ou qui ont un spectre de substrat large (ex protéases) On se rappelle que les protéase permette de faire une réaction enzymatique sur un motif en particulier (pas full précis) donc leur affinité avec le subtrats est plus faible

Question 30

Donne un exemple pour lequel le Km a une valeur élevée.

Answer 30

Plus le Km est faible, plus l’ activité enzymatique maximale est atteinte pour une faible concentration de substrat. L’affinité de l’enzyme pour son substrat est forte. Il s’agit en général d’enzymes sélectives et/ou très actives ENZYMES +++ SÉLECTIVES OU ACTIVES Exemple : peroxydases --> qui doivent dégrader des composés toxiques, dès des niveaux de concentration très faibles On ne veut de peroxyde dans nos cellules

Question 31

Définie c'est quoi le Vmax

Answer 31

Définition: Vmax est la vitesse de la réaction quand l’enzyme est complètement saturés par le substrat. Cela indique que les sites de liaison sont constamment réoccupés. – Si Vmax est élevé, l’enzyme est non saturée par le substrat .C’est une enzyme très active – Si Vmax est bas, l’enzyme est rapidement saturée par le substrat

Question 32

Une Vmax basse signifie quoi ? que l'enzyme sature vite ou pas vite

Answer 32

Une vitesse maximale basse atteinte signifie que l'enzyme sature très vite.

Question 33

Explique c'est quoi le turnover d'une enzyme

Answer 33

Le turnover d'une enzyme est définie pas la constante kcat (aussi appelée turn over number (TON). Cette constante représente le nombre maximum de molécules de substrat transformées par seconde et par molécule d'enzyme quand la concentration d'enzyme est le seul facteur limitant de la vitesse.

Question 34

Comment calcule-t-on kcat ?

Answer 34

- kact = Vmax / [E]t

Question 35

Nomme une molécule avec une faible kcat et une molécule avec une forte kcat et explique ce qui les distingue

Answer 35

- Le chymotrypsine est une protéase qui hydrolyse les liens peptidiques à une vitesse de 100 molécules par sec (kcat = 100s-1) - l'anhydrase carbonique a une constante catalytique de 400 000 à 600 000 s-1 (le nombre de molécules de substrats qu'elle hydrolyse par seconde) Leur turnover (kat ou TON) est différent, car l'affinité de l'enzyme envers son substrat n'est pas la même. Elle est nettement supérieur dans le cas de n'anhydrase carbonique et inférieur dans le cas de la chymotrypsine, car celle-ci est une protéase (pas full d'affinité, c'était avec les motifs)

Question 36

Les enzymes sont présentes en _____________ dans les cellules

Answer 36

très petites quantités

Question 37

comme les enzymes sont présentes en très petites quantités dans les cellules, cela pose un problème dans la mesure de la molécule dans les liquides biologique. Quelle moyens fournit une technique sensible et spécifique pour les mesurer ?

Answer 37

L'activité catalytique. Plus il y a aura d'enzymes, plus l'activité de la réaction augmente. En effet, quand il y a beaucoup d'enzyme, la réaction va plus vite.

Question 38

DONC explique comment on détermine la concentration d'enzyme dans une solution.

Answer 38

Pour déterminer la concentration d'enzyme dans un liquide biologique, il suffit de mesurer la vitesse de la réaction catalysée par cette enzyme dans l'échantillon. Dans les condition appropriées, la vitesse mesurée est proportionnelle à la quantité de l'enzyme présente.

Question 39

Les résultats pour le dosage d'enzyme (quantité) sont exprimés de quelle façon ?

Answer 39

En unités d'enzyme (système international) (UI)

Question 40

Que signifie unités d'enzymes (UI)

Answer 40

C'est la quantité d'enzymes nécessaire pour transformer une micromole de subtrat par minute (ou de produit formé) --> à des condition optimal (co-enzyme, pH, température)

Question 41

Quelle est l'autre façon de quantifier les enzymes par activités spécifique ?

Answer 41

par l'activité spécifique qui s'exprime en micromole de tranformé/min/mg de protéine (UI/mg)

Question 42

L'activité enzymatique peut se suivre de 2 façons. Quelles sont-elles ?

Answer 42

soit en mesurant l'apparition du produit, soit en mesurant la disparition du substrat en fct du temps.

Question 43

De quoi dépend la technique pour mesurer la quantité de l'enzyme ?

Answer 43

- spécificité, sensibilité et fiabilité de la méthode, mais aussi de sa simplicité et de son coût de revient.

Question 44

Nomme des méthodes pour le dosage (mesure) des enzymes

Answer 44

- photométrie - colorimétrie - fluorimétrie - radioactivité - acidimétrie

Question 45

Explique comment la température accroit la vitesse d'une réaction enzymatique

Answer 45

Une élévation de la température accroit la vitesse de réaction enzymatique seulement dans un intervalle très limité de température Au début, la vitesse augmente en raison de l'accroissement de l'énergie cinétique des molécules en réaction. (autant vrai pour la réaction chimique et pour la réaction enzymatique) MAIS par la suite, l'énergie cinétique de l'enzyme excède la barrière énergétique, ce qui dénature l'enzyme!

Question 46

Explique comment l'excèdation de la barrière énergétique dénature l'enzyme

Answer 46

- destruction des liaisons H et des liaisons hydrophobes (liaisons faibles, liaisons non covalentes) qui maintiennent la structure Ainsi, à haute température, les liaisons se brisent et l'enzyme se dénature! CELA SE TRADUIT PAR UNE PERTE SOUDAINE DE L'ACTIVITÉ CATALITIQUE

Question 47

Quelle est la température parfaites pour les enzymes de notre corps ?

Answer 47

Les homothermes ne tolèrent que des changements très limités de températures corporelle. Pour la plupart des enzymes, la température optimale se situe au environ de la température du milieu cellulaire

Question 48

C'est quoi un homéothermes ?

Answer 48

mammifères avec une température corporelle (comme les humains)

Question 49

Est-ce que le pH influe sur les vitesse de rct enzymatique ?

Answer 49

OUI! si le pH est extrême (trop bas ou trop haut), l'enzyme ne sera pas capable de supporter. Les liaisons ioniques vont flancher et les liaison hydrogène aussi. On perd l'enzyme

Question 50

Pourquoi le pH affecte la vitesse de rct ?

Answer 50

Les enzymes ne fonctionne pas bien en dehors des zone de pH qui les maintienne sous conformation optimale.

Question 51

La modification des charges des aa peuvent avoir lieu au ...

Answer 51

- site de liaison - site catalytique - Ailleurs --> changement de conformation

Question 52

En général, l'activité enzymatiques ont un pH optimal entre ...

Answer 52

5,0 et 9,0 Car le pH des cellules du corps humain ont un pH de 7,0

Question 53

quel est le pH optimal de la pepsine et pourquoi ?

Answer 53

Le pH optimal de la pepsine est de 1,6 (1,2 à 2,5 de marge), car c'est une enzyme qui agit dans l'estomac et dans l'estomac, le pH est beaucoup plus acide que dans le sang.

Question 54

De quoi a-t-on besoin pour une bonne activité enzymatique ?

Answer 54

- bon pH - bonne température - co-enzyme

Question 55

Quels sont les 3 types d'inhibiteurs réversibles ?

Answer 55

- compétitifs - non compétitifs - incompétitifs

Question 56

Quels sont les 4 types de modulations ?

Answer 56

- inhibiteurs (réversibles et irréversible) - modulations allostériques - modulations covalentes - inductions hormonales

Question 57

Qu'est-ce qu'un inhibiteur réversible ?

Answer 57

Quand on enlève l'inhibiteur, l'activité de l'enzyme est complètement restaurée

Question 58

Qu'est-ce qu'un inhibiteur réversible ?

Answer 58

L'inhibiteur se lie à l'enzyme de façon covalente

Question 59

Quelle est la définition d'un inhibiteur ?

Answer 59

Molécule qui se fixe à une enzyme et interfère avec son activité

Question 60

Nomme les 3 facons qui peuvent permettent à l'inhibiteur d'empêcherl'enzyme de faire son act.

Answer 60

1- En empêchant le complexe ES 2- En empêchant la transformation Es en E + P

Question 61

synonyme d'inhibiteur ?

Answer 61

poison enzymatique

Question 62

Explique ce qu'est un inhibiteur compétitif

Answer 62

- C'est quand la vitesse maximale de rct ne varie pas, MAIS - que l'affinité apparente pour l'enzyme diminue! Donc Km augmente

Question 63

Sur un graphique pour un inhibiteur compétitif... explique le positionnement du km et du -1/km

Answer 63

plus l'inhibiteur est compétitif, plus le km s'éloignent du point 0,0 --> car il augmente, MAIS ce même point sur le graphique Lineweaver-Burk sera plus près de l'axe 0,0 --> car inversement proportionnelle

Question 64

Comment fonctionne l'inhibiteur compétitif ?

Answer 64

- ressemblance structurale avec le substrat - entre en compétition avec le substrat pour la liaison au site actif

Question 65

qu'est-ce qui change dans l'équation de Michaelis Menten quand on parle d'inhibiteur compétitif ?

Answer 65

vi = Vmax[S]/[S] + Km (1 +[I]/ki) vnormale = Vmax[S]/[S] + Km

Question 66

À quelle niveau de l'équation enzymatique vient jouer l'inhibiteur complétif

Answer 66

a/n de l'enzyme initiale NE RÉAGIT PAS AVEC LE SUBTRATS

Question 67

c'est quoi inhibiteur non compétitif (km et Vmax)

Answer 67

l'affinité apparente de l'enzyme pour le substrats (Km) n'est pas modifié la vitesse maximale de la rct diminue avec l'inhibiteur

Question 68

Sur un graphique pour un inhibiteur non compétitif... explique le positionnement du Vmax et du -1/Vmax

Answer 68

quand Vmax diminue sur michalelis Menten, il augemente (axe des Y) sur celui de lineweaver-burk, car c'est inversement proportionnelle.

Question 69

Comment fonctionne l'inhibiteur non compétitif ?

Answer 69

* L’inhibiteur se lie indifféremment sur l’enzyme libre ou au complexe ES (même affinité) * Modification de la configuration du site actif

Question 70

qu'est-ce qui change dans l'équation de Michaelis Menten quand on parle d'inhibiteur compétitif ?

Answer 70

vi = Vmax[S]/ (1 +[I]/ki)/[S] + Km vnormale = Vmax[S]/[S] + Km

Question 71

C'est quoi la différence entre un enzyme complétif et non compétitif

Answer 71

Dans un inhinibiteur non compétitif, l'inhibiteur peut se lier avec le substrats (car Km reste le même), MAIS, il n'est pas capable de faire E + P donc la vte de la réaction diminue Dans un inhibiteur compétif, l'inhinbiteur ne se lie pas avec le subtrats (km augemente affinité diminue), mais la vitesse est inchnagée

Question 72

c'est quoi inhibiteur incompétitif (km et Vmax)

Answer 72

L'affinité de l'enzyme pour le substrat augmente, mais la vitesse de la rct diminue donc Km diminue et Vmax diminue

Question 73

Sur un graphique pour un inhibiteur incompétitif... explique le positionnement du km et du -1/km et aussi du Vmax et -1/Vmax

Answer 73

quand Km est près de du point 0,0 sur le graphique de michaelis menten (car il diminue) il sera plus loin du point 0,0 sur le graphie lineweaver-burk Quand Vmax est basse sur le graphique e michaelis menten, elle sera plus haute sur le graphique lineweaver-burk, car inversement proportionnelle.

Question 74

Comment fonctionne l'inhibiteur non compétitif ?

Answer 74

* L’inhibiteur ne se fixe qu’au complexe ES * Il empêche la formation du produit de la réaction

Question 75

qu'est-ce qui change dans l'équation de Michaelis Menten quand on parle d'inhibiteur compétitif ?

Answer 75

vi = Vmax[S]/ (1 +[I]/ki)/[S] + Km /(1 +[I]/ki) vnormale = Vmax[S]/[S] + Km

Question 76

Qu'est-ce qu'un inhibiteur irréversible ?

Answer 76

Un inhibiteur irréversible rend une enzyme inactive en se liant de façon covalente et permanente à des groupements fonctionnels qui sont nécessaires à la catalyse

Question 77

est-ce que l'inhibiteur réversible est équilibre avec l'enzyme ?

Answer 77

* Un inhibiteur irréversible n’est pas en équilibre avec l’enzyme

Question 78

Décrit l'effet d'un inhibiteur irréversible

Answer 78

* Son effet est progressif dans le temps et devient complet quand la quantité d’inhibiteur présent surpasse la quantité totale d’enzyme.

Question 79

Explique comment fonctionne un inhibiteurs irréversible

Answer 79

Quand un inhibiteur irréversible est ajouté à une enzyme en présence de son substrat, la réaction entre l’enzyme et l’inhibiteur peut être retardée – Le substrat protège initialement l’enzyme, mais quand le site actif est libéré, l’inhibition éventuellement prendra le pas. – L’addition de substrat est inefficace pour renverser l’inhibition.

Question 80

c'est quoi l'allostérie ?

Answer 80

allostérie: modification de l’activité d’enzyme suite à un changement de leur conformation spatiale.

Question 81

quoi la différence entre courbe cinétique de michaelis menten et une courbe allostérique ?

Answer 81

Michaelis Menten = Hyperbole Allostérique = sigmoïde

Question 82

Avec un modulateur allostérique, quels paramètres sont modifiés ?

Answer 82

Vmax n’est pas modifiée Km (S50) est modifiée

Question 83

Comment agissent les modulateurs allostériques ?

Answer 83

* Les effecteurs positifs et négatifs se fixent sur un site différent du substrat (site modulateur vs site catalytique). * Le modulateur n’est pas modifié par l’enzyme allostérique.

Question 84

explique c'est quoi un effecteur positif et un effecteur négatif pour une enzyme allostérique

Answer 84

L’effecteur positif ou le substrat fait passer la protéine d’une conformation T (tendue) avec une faible affinité pour le substrat à une conformation R (relâchée) avec une forte affinité pour le substrat. * Un effecteur négatif a l’effet inverse

Question 85

explique la RÉGULATION ENZYMATIQUE PAR MODIFICATIONS COVALENTES RÉVERSIBLES

Answer 85

* Plusieurs enzymes sont régulées par des mécanismes impliquant des modifications de liaisons covalentes --> phosphorylation/déphosphorylation

Question 86

RÉGULATION ENZYMATIQUE PAR MODIFICATIONS COVALENTES RÉVERSIBLES vise quels aa ?

Answer 86

* Serine, thréonine ou tyrosine (courant) * Histidine ou acide aspartique (plus rarement)

Question 87

2 manières de faire la régulation enzymatiques par modification covalentes :

Answer 87

Addition de groupement phosphate par estérification au groupement hydroxyle de certains acides aminés d’enzymes (ou de protéines non enzymatiques) par une protéine kinase – Une protéine phosphorylée peut être déphosphorylée par une coupure hydrolytique faisant intervenir une phosphorylase

Question 88

C'est quoi la régulation par activation protéolytique ?

Answer 88

Certaines enzymes sont régulée par des mécanismes impliquant des modifications de liaisons covalentes: des coupure protéolytiques. Ces protéines ou enzymes sont synthétisées sous forme d’un précurseur inactif (pro-protéine). S’il s’agit d’enzymes, on les appelle ‘’zymogène’

Question 89

c'est quoi zymogène ?

Answer 89

forme inactive de la protéines (pro-enzyme)

Question 90

les coupure du zymogène sont fait comment ?

Answer 90

Les coupures des liaisons peptidiques sont effectuées par des protéases spécifiques en présence d’eau (hydrolyse)

Question 91

c'est quoi le complexe pluri enzymatique ?

Answer 91

Assemblage de plusieurs enzymes catalysant des étapes différentes d’une séquence de réactions. L’étroite proximité de ces enzymes apparentées accélère le processus et améliore son efficacité.

Question 92

quoi l'avantage du complexe pluri enzymatique ?

Answer 92

améliore l'efficacité (pas de perte par diffusion) !!

Question 93

explique en détails l'avantage du complexe pluri enzymatiques

Answer 93

– Les produits ne diffusent pas dans le milieu mais subissent la catalyse de l’enzyme suivantes * La distance que les substrats ont à traverser est minimale --> pas de diffusion --> concentration des substrats augmentée localement --> rencontre substrat/enzyme augmentée * Le temps entre les réactions est diminué * La probabilité de réaction secondaire est minimisée * Les intermédiaires labiles sont protégés d’une dégradation par le milieu – Donc, augmentation de l’efficacité enzymatique

Question 94

C'est quoi le désavantage du complexe pluri enzymatique

Answer 94

Les intermédiaires ne peuvent pas quitter le complexe pour une autre voie métabolique

Question 95

C'est quoi une isoenzyme ?

Answer 95

Isoenzymes: Différentes enzymes avec des propriétés chimiques et physiques différentes mais qui catalysent la même réaction. * En médecine clinique, le terme désigne les formes physiquement distinctes et séparables d’une enzyme donnée, présentes dans différents types cellulaires ou compartiments subcellulaires d’un être humain. * L’intérêt médical des isoenzymes a été stimulé par la découverte que le sérum humain contient plusieurs isoenzymes de la lactate déshydrogénase et que leurs proportions relatives varient de façon significative dans certains états pathologiques. * Les isoenzymes sont les produits de gènes étroitement apparentés.