CHMI F Biochimie I Enzymes: catalyse CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Catalyse enzymatique En liant le site actif de l’enzyme, le substrat se trouve entouré de chaînes latérales qui: Maintiennent le substrat en place; Participent à la réaction. CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Catalyse enzymatique Mécanismes de base de la réaction Trois types principaux de catalyse sont identifiés: Catalyse générale acide-base: Implique le transfert de protons entre chaînes latérales et le substrat; Mode de catalyse le plus fréquemment rencontré; Catalyse impliquant les ions métalliques: Plusieurs enzymes utilisent les ions métalliques lors de la catalyse (Mg+2, Mn+2, Zn+2, Fe+2, Cu+2); L’ion métallique peut agir de diverses façons: Stabilisation de l’état de transition; Orientation du substrat par rapport à l’enzyme; Participation au transfert de protons/électrons; Catalyse covalente: Implique la formation d’une liaison covalente entre l’enzyme et le substrat; Ce lien covalent rend le substrat plus réactif; CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Catalyse enzymatique Catalyse générale acide-base O OH R HOR + H Chymotrypsine CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Catalyse enzymatique Catalyse via ions métalliques H+ CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Catalyse enzymatique Catalyse covalente Nucléophile CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Catalyse enzymatique Rappel– nucléophiles et électrophiles CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Catalyse enzymatique - Combinaison de stratégies de catalyse Catalyse générale acide-base Catalyse covalente CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Exemple de catalyse enzymatique 1. Chymotrypsine Protéase: Coupe le lien peptidique en C-ter de Tyr/Phe/Trp Protéase à sérine active: Ser195 participe activement à la catalyse Triade catalytique: His57, Asp102, Ser195 CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Exemple de catalyse enzymatique 1. Chymotrypsine CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Exemple de catalyse enzymatique Importance de la triade catalytique Pour déterminer l’importance de la triade catalytique, chaque acide aminé de la triade de la protéase subtilisine furent changés pour l’alanine; Note: l’axe des Y est une échelle Log. CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Exemple de catalyse enzymatique 1. Chymotrypsine - spécificité CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Exemple de catalyse enzymatique 1. Chymotrypsine - spécificité Ser195 CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Exemple de catalyse enzymatique 1. Chymotrypsine - catalyse Triade catalytique Substrat Portion C-ter de la protéine Portion N-ter Hydrolyse du lien peptidique Regénération de l’enzyme Intermédiaire covalent CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Exemple de catalyse enzymatique 1. Chymotrypsine - catalyse Le trou oxyanionique est formé par Ser195 et Gly193; La formation de ponts H entre les groupes NH de ces acides aminés et le O- stabilise l’intermédiaire réactionnel. CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Exemple de catalyse enzymatique Similarités entre différentes protéases CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Exemple de catalyse enzymatique Similarités entre différentes protéases CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Exemple de catalyse enzymatique 2. Énolase L’énolase catalyse une des multiples réactions enzymatiques de la glycolyse (dégradation du glucose en pyruvate); CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Exemple de catalyse enzymatique 2. Énolase CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Exemple de catalyse enzymatique 2. Énolase CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Exemple de catalyse enzymatique 3. Lysozyme La lysozyme est retrouvée dans les larmes et le blanc d’oeuf; Dégrade les sucres composant la parois bactérienne (peptidoglycane); CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Exemple de catalyse enzymatique 3. Lysozyme Portion « sucre » de la peptidoglycane CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Exemple de catalyse enzymatique 3. Lysozyme CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Exemple de catalyse enzymatique 3. Lysozyme H2O 2 CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.