Cinetique enzymatique

UNIVERSITÉ 7 NOVEMBRE À CARTHAGE FACULTÉ DES SCIENCES DE BIZERTE

DÉPARTEMENT DE BIOLOGIE2009 / 2010

SV

LA CINÉTIQUE ENZYMATIQUE

Réalisé par :

DELLAA Ahmed

ahmed-dl@live.fr

Stickase

Substrat

Si l’enzyme se lie au substratAucune reaction ne se produit

Etat de Transition Produit

L’enzyme ne reconner pas seulement le substrat, Mais induire la formation de la transition d’état.

X

SV 3 (2010)

Nature de la Catalyse Enzymatique

● L’enzyme fournit une surface catalityque

● Cette surface stabilise l’état de transition

● Etat de transition transformé en produit

B

BA Surface Catalytique

A

L’enzyme stabilise l’état de transition

S

P

ES

EST

EP

ST

Direction de Reaction

Energie changer

Energie éxigée (non catalyse)

Energie dim

inué

quelle est la différence?T = Etat de Transition

Le site Actif est une poche profonde

Pourquoi l’energie necessaire pour atteindrel’état de transition est plus faible dans le site actif ?

(1) Stabilize la transition(2) Expulse H2O

(4) Coenzyme

(2)

(3)(4)

(1)CoE

+

-

Magique poche

(3) Groupes Réactifs

Site Actif de l’Enzyme est plus profond que la liaison de Ac a Ag

Le site actif de l’enzyme reconnaitle substrat, induire l’état de transition

La liaison de Ac a Ag est Complementaire.Aucune Reaction n’est produite.

X

Le Site Actif évite l’influence de l’eau

Prevention de l’influence de H2O soutient la formation de liaison ionique stable

-+

Cinetique Enzimatique

Augmentation de la concentration de S,Changement de l’activité enzymatique

[Substrat]Chapitres d’Examens

Score

Activité enzym

atique

Etudiant A

Etudiant B

Etudiant C

0 1 2 3 4 0 1 2 3 4

SV 3 (2010)

Cinetique Enzimatique

Invertase (IT)

ITSaccharose

Sucre non-reducteurSucre

Reducteur

Glucose Fructose

Energie reduite

+HOCH2

O

OH

1

23

4

5

66

54

32

1

1

2

3

4

5

6

HOCH2

O

OH

OHOCH2 HOCH2

OH

H2O

O

HOCH2HOCH2

HO

O

HOCH2

OHOCH2HOCH2

O

b b

CHO H-C-OH HO-C-H H-C-OH H-C-OH H2-C-OH

H2C-OH

C=O HO-C-H H-C-OH H-C-OH H2-C-OH

1 2

Augm

entation de la [Substrat]

21 3 4 5 6 7 80

0 2 4 6 8

Substrat (mmole)

Produit

80

60

40

20

0

S+E

↓

P

(temps fixe)

Essentiel de la cinetique enzymatique

E S+ P+

Theorie de l’état stationnaire

Dans l’état d’équilibre,la production et la consommation de l’état de transtion contenue dans le meme niveau.

SE E

Constante ES a l’état stable

S P

EES

Temps Réaction

Concentration

Example d’Enzyme (Invertase)

Vmax

Km S

vo

1/S

1vo

Double reciproque Graph directe

1) Utilisation Enzyme → E

2) Ajouter S a differents [ ] → S

3) Mesure de Produit en Temps fixe (P/t)

4) (x, y) courbe hyperbolique , estimation → Vmax

5) y = 1/2 Vmax → Km

1Vmax

- 1 Km

1/2

Cinetique Enzymatique

vo=Vmax [S]Km + [S]

Km Vmax &

E1E2E3

1 er ordre

Ordre zero

Competitive

Non-competitive

Uncompetitive

Graph Direct

Double reciproqueAffinitée avec le substrat

VitesseMaximum Inh

ibition

Activité

k3 [Et]

kcatTurn overnumber

kcat / Km

Unité

1 mmolemin

Activitée spécifique

unitémg

Significance

SV 3 (2010)

Les Paramètres de la Cinétique Enzymatique

vo =Vmax [S]

Km + [S]

Obtention Vmax et Km

[S] = faible→ élevée [S] = concentration fixée

Ordre zero

1er ordre

E3

E2E1

Proportionelle a la

Concentration de E

v0 = Vmax × K = k3 [Et] × K

Km = [S]

Km + [S] = 2 [S]

Vmax

2=

Vmax [S]

Km + [S]

Km: Affinité avec le Substrat

If vo =Vmax

2

S2S1 S3

S1 S2 S3

Vmax

1/2

Quand utilisant differents substrats

Affinités changesKm

vo =Vmax [S]

Km + [S]

Km: Example Hexokinase

Glucose + ATP → Glc-6-P + ADP

1

2

3

4

5

6

Glucose Allose Mannose Substratnombre

Km = 8 8,000 5 mM

CHO H-C-OH HO-C-H H-C-OH H-C-OH H2-C-OH

CHO H-C-OH H-C-OH H-C-OH H-C-OH H2-C-OH

CHO HO-C-H HO-C-H H-C-OH H-C-OH H2-C-OH

Turn Over Number, kcat

vo =Vmax [S]

Km + [S]

(vo)E + S ES E + P

k2

k1 k3

Substrat en excé, k3 = kcat, turn over number (t.o.n)

Quand [substrat] est faible

=k3 [E][S]

Km + [S]=

Km

k3 [E][S]

Omettre le [substrat] specificité SubstratCommence par eq M-M.

Deuxième ordre(IV)

Turn Over Numbers of Enzymes

Catalase H2O2

Anhydrase Carbonique HCO3-

Acetylcholinesterase Acetylcholine

40,000,000

400,000

140,000

b-Lactamase Benzylpenicilline 2,000

Fumarase Fumarate 800

proteine RecA (ATPase) ATP 0.4

Enzymes Substrat kcat (s-1)

Le nombre de produit transformé de substrtat par une molecule d’enzyme en une seconde

Inhibition Enzymatique (Mechanisme)

I

I

S

S

S I

I

I II

S

Competitive Non-competitive Incompetitive

EE

Site Different Competition

Sur le site actifInhibiteur

Substrate

De

ssin

Gui

de

Equa

tion

et D

escr

iptio

n

[I] se lie seulement a [E] libre,et se compite avec[S];Augmentation [S] surmenteL’Inhibition par[I].

[I] se lie a [E] libre ou au complexe [ES] ; augmentation [S] ne peut surmenter l’inhibition [I].

[I] se lie seulement au complexe [ES], augmentation [S] favorise L’inhibition par[I].

E + S → ES → E + P + I↓EI

←

↑

E + S → ES → E + P + + I I↓ ↓EI + S →EIS

←

↑ ↑

E + S → ES → E + P + I ↓ EIS

←

↑

EI

S X

SV 3 (2010)

Km

Inhibition Enzymatique (Graphiques)

I II Competitive Non-competitive Incompetitive

gra

ph

iqu

es

Do

ubl

e R

écip

roq

ue

Vmax Vmax

Km Km’ [S], mM

vo

[S], mM

vo

I I

Km [S], mM

Vmax

I

Km’

Vmax’Vmax’

Vmax inchangéKm augmenté

Vmax diminuéKm inchangé

Vmax & Km diminué

I

1/[S]1/Km

1/vo

1/ Vmax

I

Deux lignes paralleles

I

Intersecter a l’axe X

1/vo

1/ Vmax

1/[S]1/Km 1/[S]1/Km

1/ Vmax

1/vo

Intersecter a l’axe Y

= Km’

SV 3 (2010)

Le Drogue Sulfamide est inhibiteur competitive

-COOHH2N-

-SONH2H2N-

Precurseuracide

Foliqueacide

Tetrahydro-folique

Sulfanilamide(anti-inflammation)

Acide Para-aminobenzoique (PABA)

Les bacteris besoins de PABAPour la biosynthèse de l’acide Folique

Les Sulfamides ont une Structure similaire avecPABA, inhibent la croissance Bacterienne.

Domagk (1939)

Effet De l’Asperine

I E Sont Utilisés De manière Considérable

● drogue Sulfamide (anti-inflammatoire)

inhibiteur competitive

● inhibiteur Protease

● protease HIV est crucial au cycle de HIV

HIV protease (homodimer):

↑inhibiteur pour traiter AIDS Symétrie

asymétrie→ aspartyl-protease Humain :(monodimer)

domaine 1

Asp Asp

domaine 2

s unité 2

Asp

s unité 1

Asp

Maladie d’Alzheimer

MERCI

POUR

VOTRE

ATTENTION

La cinetique enzymatique

crer ma nature

competitive