Enzymes. Mécanisme ping-pong ميكانزم بينغ-بونغ

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Enzymes. Mécanismeping-pong
ميكانزم بينغ-بونغ

ping-pong

Les enzymes, catalyseurs biologiques, sont essentielles pour la vie. Connaître comment elles assurent la catalyse renvoie à l'élucidation de leurs mecanismes, 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 de vérifier si les interactions enzyme-substrats se font au hasard (avec dépendance ou indépendance des complexes preexistants) ou selon un ordre bien précis. Y a-t-il formation de complexes ternaires ou uniquement binaires comme il est le cas dans des mecanismes dits 'ping-pong'.

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Enzymes. Mécanismeping-pong
ميكانزم بينغ-بونغ

EXERCICES ... EXAMENS ..
Au cours de la réaction enzymatique Bi-Bi ping-pong aucun complexe ternaire n'est formé. Un premier substrat (S1) se fixe sur l'enzyme (E) et entraîne la libération du premier produit (P1). Un deuxième substrat (S2) se fixe et entraîne la libération du deuxième produit (P2).

دراسة ميكانزمات بينغ-بونغ (Mécanismes ping-pong)
في التفاعلات الأنزيمية بمادتين أساسيتين.
يتميز ميكانزم بينغ-بونغ للتفاعلات الأنزيمية بمادتين أساسيتين بكونه لا يضم سوى المعقدات الثنائية مع ظهور أنزيم ظرفي (E’, enzyme transitoire). في حالة ميكانزم بينغ-بونغ لأنزيم E يتفاعل مع مادتين أساسيتين S₁ و S₂، يكمن كتابة التفاعلات الآتية:

Enzymes. ping-pong

Avant d'être transformé en produit, le premier substrat laisse des traces (atomes) au niveau du site actif de l'enzyme. celles ci se fixeront sur le second substrat (réaction de transfert). Il y'a donc mise en jeu d'une forme d'enzyme intermédiaire ou enzyme transitoire (E').

Mecanisme

Le substrat S1 se lie à l'enzyme (E) pour donner ES1. En même temps il se produit une modification de l'enzyme. P1 est libéré et l'enzyme modifiée (E') capte le deuxième substrat (S2) pour former E'S2. A l'équilibre:
v = k3.(ES1) = k6.(ES2') (1) et (ET) = (E) + (E') + (ES1) + (E'S2) (2)

Equation de vitesse du mécanisme ping-pong

équation de vitesse

Représentation graphique du mécanisme ping-pong

représentation graphique

Type d'inhibition par les produits de la réaction.
P1 est non compétitif ou mixte vis à vis de S1. Il est compétitif vis à vis de S2.
P2 est compétitif vis à vis de S1. Il est non compétitif ou mixte vis à vis de S2.

Exemple de catalyse de type Ping-Pong.

Les transferases répondent généralement à ce type de mécanisme de catalyse. Ainsi, le transfert de groupements aminés par l'aspartate aminotransférase ou Glutamare Oxaloacétate Transaminase (GOT) se fait suivant le mécanisme Ping-Pong.

Aspartate + Alpha-Cétoglutarate <----> Oxaloacétate + Glutamate

Il y'a d'abord fixation de l'aspartate (S1)sur l'enzyme (E). Il suit le départ d'un groupement aminé qui se fixe sur le phosphate de pyridoxal (groupement prosthétique intimement lié à l'enzyme) donnant ainsi la forme phosphate de pyridoxamine. Il y'a libération du prmier produit (P1); l'oxaloacétate suivie de la fixation du deuxième substrat (S2); l'alpha-cétoglutarate. A ce moment, le transfert du goupement aminé du phosphate de pyridoxamine s'effectue sur l'alpha-cétoglutarate qui devient ainsi du glutamate (P2). Finalement, il y'a libération de l'enzyme (forme phosphate de pyridoxal).

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TRAVAIL PRATIQUE

Etudes des peroxydases des plantes (TP S6)

Les peroxydases sont des oxydoréductases qui catalysent l'oxydation d'un substrat (donneur de protons) en presence du peroxyde d'hydrogène (H2O2). La réaction globale est du type :
2 AH2 + H2O2 ---------- 2 H2O + 2 AH. (radicaux libres)

Les radicaux libres formés (AH.) sont très réactifs et peuvent aboutir à la formation de polymères:
2AH. ------ A + AH2 (ou AH-AH)
Polycopié. Contenu: -- Lien TP peroxydase

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