Les enzymes, catalyseurs biologiques, sont essentielles pour la vie. Connaître comment elles assurent la catalyse renvoie à l'élucidation de leurs mécanismes, sans oublier que cela se passe par le contact du substrat avec l'enzyme à travers quelques acides aminés qui constituent le 'site actif'. Dans le cas de plusieurs substrats, le suivi de la catalyse homogène (cinetique) permet d'élucider en détail le comportement de l'enzyme et déterminer les paramètres cinétiques correspondants. L'effet des inhibiteurs reversibles sur le déroulement de l'activité enzymatique est tributaire des complexes que l'enzyme forme avec ces modulateurs.

1.4. INTERACTIONS MOLECULAIRES ENZYME (E)-SUBSTRAT (S)-INHIBITEUR (I).

PEUT-ON BLOQUER UNE REACTION ENZYMATIQUE IN VIVO OU IN VITRO ?

Bien sûre. On peut le faire par plusieurs procédures dont l'utilisation d'inhibiteurs qui peuvent être ou non des analogues structuraux des vrais substrats de l'enzyme. Selon les types de complexes qu'ils forment en présence de l'enzyme et/ou du substrat et la modification de la cinétique qu'ils entraînent, les inhibiteurs sont qualifiés de 'compétitiffs', 'incompétitifs', 'non compétitifs' ou 'mixtes'.

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En pésence d'une enzyme (E) et son substrat (S), un inhibiteur (I) peut former des complexes binaires de type EI ou ternaires de types ESI. Seul le complexe ES est productif. Seul le complexe ES est productif. La définition du mode d'action de I sur l'enzyme (effet sur Km (représentée ici par Ks) et Vmax) et par conséquence son type dépend des formes d'enzyme (libre (E) ou complexée au substrat (ES)) sur lesquelles il se fixera. On peut distinguer 4 cas différents:

COMPLEXES ENZYME INHIBITEURS REVERSIBLES .......QCM interactif 1...QCM interactif

1. Fixation de l'inhibiteur sur la forme libre de l'enzyme (E)

Cette fixation aboutit à la formation d'un complexe binaire (EI) complétement déplaçable en présence d'un excès de substrat (l'une des conditions de mesure de la vitesse maximale (Vmax)). Donc, la Vmax déterminée en présence de I ne changera pas par rapport à celle obtenue en absence de I.

Par contre la fixaion de I sur E déplace l'équilibre E <----> ES en faveur de E dont la concentration augmente au dépend de celle de ES. Donc Ks (Ks = [(E)(S)]/(ES)) augmente d'un facteur [1 + (I)/KI]. Ksi (presence de I) = Ks [1 + (I)/KI]. L'affinité de l'enzyme pour S diminue. En considérant les effets de I sur Vmax et Ks, celui ci sera un INHIBITEUR COMPETITIF

2. Fixation de l'inhibiteur sur la forme d'enzyme complexée avec le substrat (ES).

Cette fixation aboutit à la formation d'un complexe ternaire ESI, non complétement déplaçable en présence d'un excès de substrat (l'une des conditions de mesure de Vmax). Une partie de l'enzyme reste piégée sous forme de ESI. Donc,
la Vmax sera diminuée d'un facteur [1 + (I)/KmI]. La vitesse maximale de la réaction en présence de I (Vmax') = Vmax/[1 + (I)/KmI].

La fixation de I sur ES déplace l'équilibre E <---> ES en faveur de ES dont la concentration augmente. Donc Ks diminue d'un facteur [1 + (I)/KmI]. En présence de I, Ksi = Ks/[1 + (I)/KmI]. L'affinité de l'enzyme pour son substrat augmente. En considérant les effets de I sur Vmax et Ks, celui ci sera un INIBITEUR INCOMPETITIF

3. Fixation de l'inhibiteur avec des affinités différentes sur les formes libre (E) et complexée (ES) de l'enzyme (KI><KmI).

Cette fixation aboutit à la formation d'un complexe ternaire (ESI) non productif et non complètement déplaçable par excès de substrat (l'une des condition de mesure de Vmax). Une partie de l'enzyme reste piegée par l'inhibiteur. La
Vmax diminue d'un facteur [1 + (I)/KmI]. Donc, en présence de I, Vmax' = Vmax/[1 + (I)/KmI].

L'inhibiteur se fixe sur E et ES. La fixation de I sur E entraine une augmentation de Ks (comme démontré dans l'inhibition compétitive, ci dessus). En présence de I, Ksi = Ks [1 + (I)/KI]. Par contre, la fixation de I sur ES fait diminuer Ks (comme démontré dans l'inhibition incompétitive ci dessus). En présence de I, Ksi = Ks/[1 + (I)/KmI]. En tout:

Ksi =Ks [1 + (I)/Ki]/[1 + (I)/KmI]. Le paramètre Ks change. Sa variation dépend du rapport [1 + (I)/KI]/[1 + (I)/KmI]. L'inhibiteur en question est un INHIBITEUR MIXTE.

4. Fixation de l'inhibiteur avec les mêmes affinités sur les formes libre (E) et complexée (ES) de l'enzyme (Ki = Ki').Comme dans le cas de l'inhibiteur mixte, Vmax diminue d'un facteur égal à [1 + (I)/KI]. Comme KI = KmI, le paramètre Ks ne change pas. Il reste constant car le rapport [1+(I)/KI]/[1+(I)/KmI] devient égal à 1. L'inhibiteur en question est un INHIBITEUR NON COMPETITIF.

5. Comparaison des inhibiteurs réversibles

Représentations graphiques

ENZYMES. CINETIQUES AVEC INHIBITEURS REVERSIBLES

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INHIBITEURS REVERSIBLES DES ENZYMES
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Les enzymes, catalyseurs biologiques, sont essentielles pour la vie. Connaître comment elles assurent la catalyse renvoie à l'élucidation de leurs mécanismes, sans oublier que cela se passe par le contact du substrat avec l'enzyme à travers quelques acides aminés qui constituent le 'site actif'. Dans le cas de plusieurs substrats, le suivi de la catalyse homogène (cinetique) permet d'élucider en détail le comportement de l'enzyme et déterminer les paramètres cinétiques correspondants. L'effet des inhibiteurs reversibles sur le déroulement de l'activité enzymatique est tributaire des complexes que l'enzyme forme avec ces modulateurs.
1.4. INTERACTIONS MOLECULAIRES ENZYME (E)-SUBSTRAT (S)-INHIBITEUR (I). PEUT-ON BLOQUER UNE REACTION ENZYMATIQUE IN VIVO OU IN VITRO ? Bien sûre. On peut le faire par plusieurs procédures dont l'utilisation d'inhibiteurs qui peuvent être ou non des analogues structuraux des vrais substrats de l'enzyme. Selon les types de complexes qu'ils forment en présence de l'enzyme et/ou du substrat et la modification de la cinétique qu'ils entraînent, les inhibiteurs sont qualifiés de 'compétitiffs', 'incompétitifs', 'non compétitifs' ou 'mixtes'.	www.biotech-ecolo.net ------------------- www.maxicook.com Top Office, mille et une façons de vivre votre bureau
En pésence d'une enzyme (E) et son substrat (S), un inhibiteur (I) peut former des complexes binaires de type EI ou ternaires de types ESI. Seul le complexe ES est productif. Seul le complexe ES est productif. La définition du mode d'action de I sur l'enzyme (effet sur Km (représentée ici par Ks) et Vmax) et par conséquence son type dépend des formes d'enzyme (libre (E) ou complexée au substrat (ES)) sur lesquelles il se fixera. On peut distinguer 4 cas différents: .......QCM interactif 1...QCM interactif 1. Fixation de l'inhibiteur sur la forme libre de l'enzyme (E) Cette fixation aboutit à la formation d'un complexe binaire (EI) complétement déplaçable en présence d'un excès de substrat (l'une des conditions de mesure de la vitesse maximale (Vmax)). Donc, la Vmax déterminée en présence de I ne changera pas par rapport à celle obtenue en absence de I. Par contre la fixaion de I sur E déplace l'équilibre E <----> ES en faveur de E dont la concentration augmente au dépend de celle de ES. Donc Ks (Ks = [(E)(S)]/(ES)) augmente d'un facteur [1 + (I)/KI]. Ksi (presence de I) = Ks [1 + (I)/KI]. L'affinité de l'enzyme pour S diminue. En considérant les effets de I sur Vmax et Ks, celui ci sera un INHIBITEUR COMPETITIF 2. Fixation de l'inhibiteur sur la forme d'enzyme complexée avec le substrat (ES). Cette fixation aboutit à la formation d'un complexe ternaire ESI, non complétement déplaçable en présence d'un excès de substrat (l'une des conditions de mesure de Vmax). Une partie de l'enzyme reste piégée sous forme de ESI. Donc, la Vmax sera diminuée d'un facteur [1 + (I)/KmI]. La vitesse maximale de la réaction en présence de I (Vmax') = Vmax/[1 + (I)/KmI]. La fixation de I sur ES déplace l'équilibre E <---> ES en faveur de ES dont la concentration augmente. Donc Ks diminue d'un facteur [1 + (I)/KmI]. En présence de I, Ksi = Ks/[1 + (I)/KmI]. L'affinité de l'enzyme pour son substrat augmente. En considérant les effets de I sur Vmax et Ks, celui ci sera un INIBITEUR INCOMPETITIF
3. Fixation de l'inhibiteur avec des affinités différentes sur les formes libre (E) et complexée (ES) de l'enzyme (KI><KmI). Cette fixation aboutit à la formation d'un complexe ternaire (ESI) non productif et non complètement déplaçable par excès de substrat (l'une des condition de mesure de Vmax). Une partie de l'enzyme reste piegée par l'inhibiteur. La Vmax diminue d'un facteur [1 + (I)/KmI]. Donc, en présence de I, Vmax' = Vmax/[1 + (I)/KmI]. L'inhibiteur se fixe sur E et ES. La fixation de I sur E entraine une augmentation de Ks (comme démontré dans l'inhibition compétitive, ci dessus). En présence de I, Ksi = Ks [1 + (I)/KI]. Par contre, la fixation de I sur ES fait diminuer Ks (comme démontré dans l'inhibition incompétitive ci dessus). En présence de I, Ksi = Ks/[1 + (I)/KmI]. En tout: Ksi =Ks [1 + (I)/Ki]/[1 + (I)/KmI]. Le paramètre Ks change. Sa variation dépend du rapport [1 + (I)/KI]/[1 + (I)/KmI]. L'inhibiteur en question est un INHIBITEUR MIXTE. 4. Fixation de l'inhibiteur avec les mêmes affinités sur les formes libre (E) et complexée (ES) de l'enzyme (Ki = Ki').Comme dans le cas de l'inhibiteur mixte, Vmax diminue d'un facteur égal à [1 + (I)/KI]. Comme KI = KmI, le paramètre Ks ne change pas. Il reste constant car le rapport [1+(I)/KI]/[1+(I)/KmI] devient égal à 1. L'inhibiteur en question est un INHIBITEUR NON COMPETITIF. 5. Comparaison des inhibiteurs réversibles ,, , Représentations graphiques Retour à: ENZYMES. CATALYSEURS BIOLOGIQUES
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