Cours d'enzymologie - Médecine PACES UE1

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- On a une spécificité (plus subtile) de l’enzyme, tout le reste de la protéine concours a la spécificité du rôle de l’enzyme sur le substrat donné.

Exemple des déshydrogénase utilisant le NAD+:

[pic 3]

On a le glycéraldéhyde 3P qui dans le métabolisme intermédiaire va subir une oxydo-réduction et une phosphorylation pour produire du 1,3 bisphosphoglycérate.

Pour se faire on a besoin d’un coenzyme a NAD qui est un dérivé nucléotide et deux phosphate inorganique.

Le NAD se réduit en NADH,H+ , il va prendre deux protons de la réaction.

C’est un enzyme qui fait partie des déshydrogénases (on arrache 2H pour le mettre sur le NAD) c’est la Glycéraldéhyde 3-P Déshydrogénase.

Des déshydrogénase il y en a beaucoup, mais celle la en fonction de la spécificité ne va agir que sur le glycéraldéhyde 3P.

- Cinétique enzymatique : modèle de Michaelis-Menten:

On appelle k la constante de vitesse entre deux états d’enzymologie.

- On retrouve l’enzyme et le substrat qui donne le complexe ES avec une vitesse de vitesse K1

- Parallèlement ce complexe ES peut redonner enzyme et substrat avec une constante de vitesse K2.

- Et ce complexe ES peut donner un produit et une enzyme avec une constante de vitesse K3.

[pic 4]

On va envisager quelle relation on peut faire avec la vitesse :

Globalement on va dire que ce qui compte c’est la transformation substrat en produit, donc la vitesse est le nombre de produits qui sont obtenu par seconde.

On va dire aussi en fonction de la formule que la vitesse est : [pic 5].

Il faut exprimer [ES] en valeur mesurable.

Et on va dire que [ES] est a la fois la formation De ce complexe ES : [ES]=K1 [E].[S].

Mais la réaction étant réversible, soit une disparition de ES on peut dire que: [ES]= (K2 + K3) [ES].

A l’état d’équilibre la concentration en ES est égale a la formation et la disparition soit la formule : [pic 6]

On appelle la constante de Michaelis qui est le Km de l’enzyme : c’est la partie constante de la formule soit : .[pic 7]

On peut donc en conclure que:[pic 8]

D’où la concentration de ES est égale au produit des concentrations d’enzyme et du substrat sur Km.

Comme on a beaucoup d’enzyme, on considère que la quantité totale d’enzyme ne varie pas : donc la [E] = [] – [ES].[pic 9]

On obtient donc que: [pic 10]

Or on se rappelle que la V = K3 [ES].

D’où on peut écrire que pour Vmax : [] = [ES]. [pic 11]

Puisqu’on a dit que pour la Vmax l’enzyme est au max de ces possibilité, donc la totalité de l’enzyme est lié a sont substrat ! On peut donc dire que : Vmax= k3 [].[pic 12]

On en déduis que : [pic 13]

Quand on a [S] = Km alors la vitesse V = Vmax/2.

On remarque une notion importante qui est la relation entre le Km et le substrat qu’on va développer.

On en arrive à la construction de ce qu’on appelle l’équation de Michaelis Menten.

A savoir que si on reprend la formule [pic 14]

Si on remplace k3 par la Vmax on peut écrire que : [pic 15][pic 16]

On obtient V = Vmax [S]/[S] + Km qui est l’équation de Michaelis Menten.

Ce qui fait la relation entre la vitesse, la concentration en substrat et donc le Km représente l’affinité de l’enzyme pour son substrat.

Cette équation plus que la précédente est le pivot de tout le résonnement sur les cinétiques enzymatiques qui répondent a ces vitesses de type Michaelis Menten.

On en conclu donc que :

- Quelque soit la concentration du substrat la vitesse est toujours proportionnelle à la concentration d’enzymes.

- On peut en tiré que quand le substrat est en large excès (hypothèse souvent présente en métabolisme intermédiaire mais pas toujours !) la vitesse de la réaction enzymatique est maximale et elle dépend que de la concentration en enzymes.

Quand on veut mesurer la concentration enzymatique on se sert de cette propriété.

Culture : En sémiologie la détermination en enzyme dans un sérum est quelque chose d’important. Quand il y a une souffrance d’un tissu que ça soit du myocarde ou du foie il va y avoir une libération dans le sérum d’enzymes et on va mesurer ces enzymes (que ça soit des transaminases, des créatines-phosphokinases) l’augmentation de ces enzymes dans le sérum va être un moyen de dire qu’on a une altération de tel ou tel tissu.

C’est la détermination de l’enzyme qui va préciser la lésion d’un organe.

- La détermination du Km :

[pic 17]Sachant que la vitesse :[pic 18]

En se mettant dans le cas où V = Vmax / 2 on remplace V par Vmax/2 puis on simplifie et on obtient 2[S] = Km + [S].

→Dans ce cas particulier on va avoir le Km = [S]

Quand on reprend la courbe, on a la vitesse en fonction de la concentration en substrat. On avait défini la vitesse maximum où l’enzyme fonctionnait au max de ses possibilités (avec le site saturé).[pic 19]

On a le Km qui est égal a la concentration de substrat pour laquelle

V = Vmax / 2.

Pour une concentration en enzyme constante