ENZYMES A ALLOSTERIE. EXERCICES
Les enzymes, catalyseurs biologiques, sont essentielles pour la vie. Connaître comment elles assurent la catalyse renvoie à l'élucidation de leur mecanisme, sans oublier que cela se passe par le contact du substrat avec l'enzyme à travers quelques acides aminés qui constituent le 'site actif'. Seulement, certaines enzymes sont en plus capables d'assurer la regulation des chaînes metaboliques. Cette faculté est due à la présence d'un site régulateur (en plus du site actif) qui réagit avec des modulateurs qui viennent d'ailleurs (allosterie). Ci joint des exercices.	www.biotech-ecolo.net ------------------------ www.maxicook.com -----------------
ENZYMES ALLOSTERIQUES Exercice 1 Une enzyme possède 4 sous-unités et se comporte de façon michaelienne vis à vis de son substrat. * Peut-il s'agir d'une enzyme allostérique qui présente par ailleurs des phénomènes de coopérativités ? * Quelle sera l'allure de la courbe de saturation par un activateur et un inhibiteur allostériques ? * Quelle sera la courbe de saturation par le substrat en présence d'un activateur et d'un inhibiteur ? EXERCICE 2. On a isolé une enzyme allostérique qui obéit au modèle K de MWC. On a trouvé une substance A qui l'active et une substance I qui l'inhibe. * Comment peut-on savoir si la forme T fixe ou non le substrat ? * On veut travailler avec une concentration d'activateur qui déplace toute l'enzyme vers la forme R en absence de substrat. Comment peut-on savoir si la concentration utilisée est suffisante ? EXERCICE 3. Après purification d'une enzyme allostérique qui suit le modèle K de Monod-Wyman-Changeux, l'équilibre allostérique est presque entièrement déplacé vers la forme T. Quel est le comportement de cette enzyme : - vis à vis de la fixation du substrat ? - vis à vis de la fixation d'un inhibiteur allostérique ? - vis à vis de la fixation d'un activateur allostérique ? EXERCICE 4. Un expérimentateur a isolé une enzyme à comportement coopératif vis à vis de son substrat. Par dialyse à l'équilibre, il montre que l'enzyme fixe au maximum 2 molécules d'un analogue de substrat. Il recommence l'expérience en présence d'un inhibiteur. Il trouve que l'enzyme fixe encore, au maximum 2 molécules de l'analogue de substrat. Il tire les conclusions suivantes : - Cette enzyme obéit au modèle K de MWC. - La forme T peut fixer l'analogue de substrat. Ces conclusions sont-elles justifiées ? EXERCICE 5. L'aspartokinase catalyse la réaction suivante : Aspartate + (ATP-Mg)2- ----------> Aspartylphosphate + (ADP-Mg)-
SOLUTIONS EXERCICE 3. Fixation du substrat : saturation coopérative (cette coopérativité pouvant cependant être faible si la forme T fixe le substrat et que l'équilibre entre T et R n'est que peu modifié par la présence du substrat). Fixation de l'inhibiteur : fixation michaelienne. Si on mesure la vitesse de la réaction, pour une concentration constante de substrat, en présence de différentes concentrations d'inhibiteur, 2 cas sont à envisager : * Si le substrat a déplacé l'équilibre vers R de façon significative, la vitesse diminue quand la concentration d'inhibiteur augmente, et on met en évidence la coopérativité de fixation de l'inhibiteur. La vitesse résiduelle est nulle si la forme T ne fixe pas le substrat. * Si le substrat n'a que peu déplacé l'équilibre vers R, la présence de l'inhibiteur n'a pratiquement pas d'effet sur la vitesse de la réaction. Fixation de l'activateur : fixation coopérative. Si on mesure la vitesse de la réaction, pour une concentration constante de substrat, en présence de différentes concentrations d'activateur, l'augmentation de la vitesse met en évidence la fixation coopérative de l'activateur.
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