| French | English | Arabic |
| Enzyme | Enzyme | إنزيم |
| Inhibiteur | Inhibitor | مثبط |
Examen de rattrapage. Matière Enzymologie approfondie et métabolisme
Module Biochimie métabolique et Génétique humaine.Master Biologie, Environnement et Santé.Juin 2017 Durée : 2 heures. ....... Réponses brèves
Afin de mettre au point un médicament contre le diabète de type 2, une équipe de chercheurs biochimistes en collaboration avec une équipe de chimistes, a testé l'action de 4 molécules jouant le rôle d'inhibiteurs (I), sur l'alpha glucosidase intestinale de l'Homme. Les structures chimiques des différents composés et celle du maltose (substrat), sont représentées dans les figures suivantes.
Fig. 1. Composés chimiques testés sur l'activité de l'enzyme alpha-glucosidase de l'intestin de l'Homme
En utilisant le maltose comme substrat (S), les tests d'inhibition par l'acide ursolique (Ur, concentrations 5 nM et 10 nM), l'acarbose (Ac, concentration 0,052 µM), la valiolamine (Va, concentration 0,03 µM) et la voglibose (Vog, concentration 0,016 µM) ont permis l'obtention de cinétiques d'hydrolyse du maltose selon les représentations de Lineweaver-Burk correspondantes aux figure 2 et 3 :
Fig. 2. Effet de l'acide ursolique (concentrations 5 nM et 10 nM) sur h'hydrolyse du maltose par l'alpha-glucosidase. Les points A, B, C, et D correspondent aux valeurs 0,25 µM-1. s, 0,5 µM-1. s, -0,2 mM-1 et -0,40 mM-1.
Fig. 3. Représentation de l'effet inhibiteur des composés acarbose, valiolamine et Vog sur l'hydrolyse du maltose par l'alpha-glucosidase intestinale de l'Homme. Les points Ma (pour maltose), Ac (pour acarbose), Va (pour valiolamine) et Voglibose (pour Vog) correspondent aux valeurs -2,00x10-4 µM-1, -1,67x10-4 µM-1, -1x10-4 µM-1 et -0,22x10-4 µM-1. Le point A correspond à 0,25 µM-1 s.
1. Déterminer le type d'inhibition de l'alpha-glucosidase exercée séparément par l'acide ursolique, acarbose, valiolamine et Vog vis-à-vis du maltose.
2. Calculer les constantes cinétiques de l'alpha-glucosidase, Km et Vmax (en absence d'inhibiteur), et Km' et Vmax' (en présence d'inhibiteur) pour les 4 composés chimiques. Faire un tableau récapitulatif.
3. Pour tous les composés chimiques, discuter l'effet inhibiteur (significations enzymologiques) reflété par les variations des paramètres cinétiques Km et Vmax sur l'activité enzymatique de l'alpha-glucosidase.
4. Calculer la(s) constante(s)
d'inhibition (Ki, Ki') pour les composés acide ursolique, acarbose, valiolamine et Vog.
5. Discuter les mécanismes enzymologiques de l'inhibition de l'activité de l'alpha-glucosidase par les différents composés soumis aux tests (effets sur les liaisons entre l'enzyme (E), le substrat (S) et l'inhibiteur (I)).
6. Parmi les composés acarbose, valiolamine et Vog, choisir celui qui sera susceptible d'être exploité dans l'industrie pharmaceutique. Justifier votre choix
Réponses brèves
Réponse à la question 1.
- Acide ursolique exerce une inhibition incompétitive vis à vis du substrat (maltose), car les graphiques de Lineweaver-Burk montrent des droites prallèles.
- Acarbose, valiolamine et Vog: inhibition compétitive vis à vis du maltose. Seules les affinités de l'enzyme pour le maltose (reflétées par Km) changent en présence des inhibiteurs. Vmax reste inchangée.
Réponse à la question 2.
| Km (µM) | Km' (µM) | Vmax (µM/s) | Vmax' (µM/s) | Ki, Ki' | |
| Maltose (Ma) | 5000 | - | 4,00 | - | - |
| Ma + acide ursolique | - | 2500 | 3,63 | 2 | 5 nM |
| Ma + acarbose | - | 6000 | 4 | 4 | 0,26 µM |
| Ma + valiolamine | - | 10000 | 4 | 4 | 0,03 µM |
| Ma + voglibose | - | 45000 | 4 | 4 | 0,002 µM |
Réponse à la question 3.
- L'acide ursolique augmente l'affinité de l'alpha-glucosidase pour son substrat (stimule l'interaction entre l'alpha-glucosidase et le maltose). Par
contre, il diminue la vitesse maximale de l'enzyme par formation de complexe ternaire glucosidase-maltose-acide ursolique.
- L'acarbose, valiolamine et Vog diminuent l'affinité de l'alpha-glucosidase pour son substrat (Km augmente). Ces composés gènent l'interaction entre l'alpha-glucosidase et le maltose. Par contre, les vitesses maximales ne changent pas. En effet, ces inhibiteurs forment uniquement un complexe binaire glucosidase-inhibiteur qui est déplaçable à 100% avec un excès de substrat.
Réponse à la question 4.
- Acide ursolique: ce composé fait diminuer Km (augmentation
de l'affinité de la glucosidase our le maltose), d'où
Km' = Km/[1 + (I)/Ki'], soit 2,5 = 5/[1 + (5)/Ki'], donc Ki = 5 nM.
Pour Vmax, celle ci diminue d'un facteur (1 + (I)/Ki'): Vmax' = Vmax/[(1
+ (I)/Ki')], d'où Ki' = (I)/[(Vmax/Vmax') -1].
- Acarbose, valiolamine et Vog: ces composés font augmenter Km (affinité de la glucosidase pour le maltose diminue), d'où
Km' = Km x [1 + (I)/Ki]. Ainsi Ki = (I)/[(Km'/Km)) - 1]. Pour acarbose:
Ki = 0,052/[(6000/5000) - 1] = 0,26 µM.
Réponse à la question 5.
L'acide ursolique est inhibiteur incompétitif/maltose. Les autres composés sont des inhibiteurs compétitifs /maltose
Réponse à la question 6.
Ayant le Ki le plus faible, le composé voglibose est susceptible d'inhiber hautement l'alpha-glucosidase de l'intestin de l'Homme, car il se fixe intimement à l'enzyme (Ki très faible). Aussi l'efficacité catalytique (catalytic efficiency) en présence de l'inhibiteur (Vmax'/Km')
diminue fortement avec le Vog (efficacité = 4/45000). Il poura être proposé pour servir de médicament contre le diabète de type 2.
LIENS UTILES
- Enzymologie-enzymes (exercices)
- QCM-Enzymes. Structure et fonction (bases)
- Hexokinase
- Coenzyme
Atransférase
- Amine
oxydase
- Inhibiteurs.
Applications
-QCM-Inhibiteurs-1
- QCM-Inhibiteurs-2.
- Phospholipase, Allostérie
- Citrate synthétase, Peroxydase (Examen)
- Chélatase, Aspartate transcarbamylase. Examen
- Enzymologie. Examen 4
- Enzymologie. Examen 5
- Polyphénoloxydase.
Examen S5
- Phospholipase A2.
Examen
- Carboxylestérase,
PAL. Examen S5, 2013
- Tyrosine kinase
et insuline. Examen
PASSER
UN CONTROLE QCM SUR LES ENZYMES (THEORIE + PRATIQUE)
Afin d'encourager les illustrations vidéos des cours et données en biochimie, faite acquisition des livres de la préparation de la transition Secondaire-Supérieur et trouver toutes les vidéos sur les DVD accompagnant les ouvrages.
-
تحميل ملفات في مواضيع البيوكيمياء
Téléchargement de fichiers en Biochimie
Afin de pouvoir continuer à servir les visiteurs, soutenez nos actions sur le site takween en faisant acquisition des ouvrages et supports pédagogiques desitinés à améliorer l'enseignement et la recherche scientfique en Biochimie.
Faculty of Sciences, Cadi Ayyad University
Marrakech, 40000, Morocco
Email: baaziz@uca.ac.ma
Phone: 212524434649 (post 513)
Fax: 212524434669
About takween.com