Takween. Sciences de la vie,
Biochimie
Life Sciences, Biochemistry
علوم الحياة، بيوكيمياء
Cours -- TD -- TP
Transition Secondaire-Supérieur
إنتقال ثانوي - عالي
Les enzymes capables d'assurer la régulation des chaînes metaboliques sont qualifiées d'enzymes allostériques (إنزيمات الموقع الآخر - إنزيمات ألوستيرية, Allosteric enzymes). En plus du site actif, ces enzymes sont dotées de sites régulateurs.
French
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Arabic
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English
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Enzymes allostériques, Enzymes régulatrices |
إنزيمات
الموقع الآخر، إنزيمات ألوستيرية،
إنزيمات منظمة
|
Allosteric enzymes, Regulatory enzymes |
Enzymes allostériques. Exercice 1
--> Réponse 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 ?
Enzymes allostériques. Exercice 2
--> Réponse 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 ?
Enzymes allostériques. Exercice 3
--> Réponse 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 ?
Enzymes allostériques. Exercice 4
-->
Réponse 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 ?
Réponse à l'exercice 1
-->Exercice 1
* Tout en étant insuffisante, la structure oligomérique est en faveur d'une enzyme allostérique. En effet, il existe des enzymes michaelienne oligomériques.
* On peut considérer deux hypothèses:
-
Enzyme du système
V
- Enzyme du système
K dont l'équilibre allostérique a été
déplacé vers la forme R (présence d'activateurs
dans la solution).
Réponses Exercice 1 (suite)
1/ Système V.
a/ Fixation d'un activateur allostérique: saturation coopérative, sauf si l'équilibre allostérique est déplacé vers R (fixation michaelienne)
b/ Fixation d'un inhibiteur allostérique: Fixation coopérative, sauf si l'équilibre allostérique est déplacé vers T (fixation michaelienne).
c/ Saturation par le substrat en présence d'activateur: saturation michaelienne avec Km constant et Vmax augmentée, sauf si l'équilibre allostérique est déplacé vers R (Vmax inchangée).
d/ Saturation par le substrat en présence d'inhibiteur: Saturation michaelienne ave Km constant et Vmax diminuée, sauf si l'équilibre allostérique est déplacé vers T (Vmax inchangée).
1/ Système K déplacé vers R.
a/
Fixation d'un activateur allostérique:
saturation michaelienne. La mesure de la vitesse de la réaction,
mesurée pour une concentration constante de substrat et en
présence de concentrations différentes d'activateur,
montre que l'activateur n'a pas d'effet.
b/ Fixation d'un inhibiteur allostérique: Saturation coopérative. La mesure de la vitesse de la réaction, mesurée pour une concentration constante de substrat et en présence de concentrations différentes d'inhibiteur, montre que la vitesse de la réaction diminue. Ainsi, la coopérativité de fixation de l'inhibiteur est mise en évidence.
c/ Saturation par le substrat en présence d'activateur: la courbe de saturation est identique à celle obtenue en absence d'activateur.
d/ Saturation par le substrat en présence d'inhibiteur: Saturation coopérative.La coopérativité peut être faible lorsque la forme T fixe le substrat, si l'équilibre entre R et T est légèrement modifié par la présence du substrat. ----> Voir Fig.1
Réponse à l'exercice 2
--> Exercice 2 .
- On teste la saturation de l'enzyme par l'inhibiteur. Ceci va avantager les formes T. Si l'activité persiste, cela témoignera
de la fixation de S par les forme T.
-
Les concentrations d'activateurs les plus élevées rendent
la fixation de S michaelienne---> Voir Fig. 2
Réponse à l'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. ---> Voir Fig. 3
Réponse à l'exercice 4
1/ L'enzyme n'est pas du modèle V. En effet, elle a un comportement coopératf pour la fixation de l'analogue de substrat.
2/ Les concentrations saturantes de l'analogue du substrat déplaceront toute l'enzyme vers la forme R, si la forme T ne fixe pas cet analogue. C'est la fixation sur la forme R que l'expérimentateur étudie. Aucune conclusion sur la forme T n'est possible.
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Examen S5
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