Titre ENZYMOLOGIE

plan 1 1. Notions de thermodynamique. 1.1. Le concept d’énergie. * 1.1.1. Energie de réaction. * 1.1.2. Energie d’activation. 1.2. Energie et équilibre chimique. * 1.2.1. Constante d’équilibre. * 1.2.2. Equation de Nernst. 1.3. Couplage énergétique. * 1.3.1. Réactions en parallèle. * 1.3.2. Réactions en série. Suite

1.1.1 Eg réact DG = DH – T.DS 1. Notions de thermodynamique. si DG > 0 La réaction consomme de l’Eg Endergonique si DG < 0 La réaction dégage de l’Eg Exergonique * 1.1.1. Energie de réaction. Aldolisation Variation d’enthalpie (contenu calorifique) DG = DH – T.DS Variation d’entropie (degré d’ordre) Equation de Gibbs en kJ.mol-1

Conditions standards: Conditions standards: 1. Notions de thermodynamique. * 1.1.1. Energie de réaction. 1.1.1 Eg réact Conditions standards: S C = 1 mol.L-1 T = 298 K pH = 0 Elles sont faciles à calculer et permettent de comparer les réactions entre elles. C’est important pour étudier le mécanisme de catalyse. Conditions standards: S C = 1 mol.L-1 T = 298 K pH = 7 A part chez l’Alien, il n’existe pas de cellules au pH = 0 DG° = DH° – T.DS° DG’° = DH’° – T.DS’° Cette réaction est défavorable. Pourtant elle se produit dans la cellule. Les concentrations cellulaires sont différentes des conditions standards. DG’° = + 23,8 kJ.mol-1 Quel intérêt de conserver les DG’° si les valeurs ne correspondent pas à la réalité ? Conditions réelles DG = DH – T.DS Cette réaction est spontanée. DG = - 0,3 kJ.mol-1 plan

Réarrangement de la molécule. plan 1.1.2 Eg act 1. Notions de thermodynamique. DG’° Isomérisation * 1.1.2. Energie d’activation. DHP G3P Transfert de proton. - 7,5 Réarrangement de la molécule.

(ou dans le sens d’augmentation Henry de Le Chatelier (1850 -1936) a formalisé ce phénomène: « Toute modification d’un facteur d’un équilibre chimique provoque, si elle se produit seule, un déplacement de l’équilibre dans un sens qui tend à s ’opposer à la variation du facteur considéré. » 1.2 Eg et éq 1. Notions de thermodynamique. La constante d’équilibre caractérise le rapport de concentration des réactifs et des produits de la réaction. Si l’on modifie les concentrations, on modifie K et la réaction se produit dans le sens le plus favorable. K = (Cpdt / C réact) [réact] augmente Ce qui ne veut pas dire que les concentrations sont égales (K = 1) de chaque « côtés » de la réaction ! Ce qui est logique ! Chaque réaction est caractérisée par une constante d’équilibre Kéq, valeur de K où la réaction est en équilibre, c’est à dire, où la réaction se produit autant dans un sens que dans l’autre. La réaction se déroule dans le sens de diminution de cette concentration (ou dans le sens d’augmentation des produits). Ca marche aussi dans l’autre sens. * 1.2.1. Constante d’équilibre. K > Kéq K < Kéq DHP G3P Fructose 1,6 diP K = [DHP].[G3P] [F1,6dP] plan

1.2 Eg et éq DG = DG°' + R.T.Ln (Cpdt / Créact) DG = DG°' + R.T.Ln K K influence le sens de la réaction. Il existe une relation entre K et DG. 1. Notions de thermodynamique. DG influence le sens de la réaction. C’est l’équation de Nernst. DG = DG°' + R.T.Ln (Cpdt / Créact) DG = DG°' + R.T.Ln K R = 8,314 J.mol-1.deg-1 T = 298 °K 1 kJ = 1 000 J * 1.2.2. Equation de Nernst. DG = DG°' + 2,48.Ln K (en kJ.mol-1) Tout est à savoir par cœur ! Ln = 2,303 log DG = DG°' + 5,7.log K

1.2 suite 1. Notions de thermodynamique. * 1.2.2. Equation de Nernst. Appliquons les formules ! * 1.2.2. Equation de Nernst. 1.2 suite Comment prévoir le sens de déroulement d’une réaction ? Fructose 1,6 diP DHP G3P Dans les conditions standards: Par définition, à l’équilibre la réaction ne se produit pas. DG = 0 kJ.mol-1. Si l’on part de l’état standard, l’équilibre se déplace vers la « gauche » (favorable à la formation de réactifs). DG = DG°' + R.T.Ln K DG°’ = -R.T.Ln Kéq Kéq=e(-DG°’ /R.T) Dans le cas de l’aldolase: DG’° = +23,8 kJ.mol-1. Kéq = = +6,8.10-5 mol.L-1.

1.2 suite 1. Notions de thermodynamique. * 1.2.2. Equation de Nernst. Appliquons les formules ! * 1.2.2. Equation de Nernst. 1.2 suite Comment prévoir le sens de déroulement d’une réaction ? Fructose 1,6 diP DHP G3P Dans les conditions réelles Cas 1: on dispose des concentrations. Kéq = [DHP].[G3P] / [F1,6P] Kéq = 138 x 19 / 31 = 84,6.10-6 mol.L-1. On peut calculer DG = +23,8 + 2,48 Ln ( 84,6.10-6 ) = 0,54 kJ.mol-1 La réaction est plus favorable que dans les conditions standards bien qu’elle se déplace encore vers la « gauche ».

1.2 suite 1. Notions de thermodynamique. * 1.2.2. Equation de Nernst. Appliquons les formules ! * 1.2.2. Equation de Nernst. 1.2 suite Comment prévoir le sens de déroulement d’une réaction ? Fructose 1,6 diP DHP G3P Dans les conditions réelles Cas 2: on dispose de DG. DG = DG°' + R.T.Ln K Kéq=e((DG -DG°’) /R.T) On peut calculer Kéq=e((0,54 -23,8) /2,48) = 84,6.10-6 mol.L-1 La réaction est plus favorable que dans les conditions standards bien qu’elle se déplace encore vers la « gauche ».

1.2 fin Glycolyse 1. Notions de thermodynamique. Intégrons ce phénomène aux voies métaboliques ! * 1.2.2. Equation de Nernst. Glycolyse 1.2 fin L’aldolisation est une étape de la glycolyse qui permet l’oxydation du glucose en pyruvate. Fructose 1,6 diP DHP G3P La transformation du glucose augmente la concentration en F1,6dP. K diminue (< Kéq) et rend la réaction favorable. L’augmentation de la concentration en G3P favorise les réactions suivantes. plan La diminution de G3P favorise l’aldolisation, et ainsi de suite... Glucose Pyruvate

L’énergie perdue par l’ATP est utilisée par le glucose. plan 1.3.1 Certaines réactions non spontanées utilisent l’énergie dégagée par des réactions plus favorables. Voici le cas de la première réaction de la glycolyse, la phosphorylation du glucose par l’hexokinase. En s’hydrolysant, l’ATP projette violement contre le glucose, le Pi qui pénètre dans le nuage électronique et forme une liaison covalente. + Pi effet PDTG DG°’ = +13,8 kJ.mol-1 1.3. Couplage énergétique. DG°’ = SDG°’ = -16,7 kJ.mol-1 1.3.1. Réactions en parallèle. + Pi ATP ADP DG°’ = -30,5 kJ.mol-1 Cette valeur élevée (en valeur absolue) sous-entend que la réaction est très violente. Le Pi est éjecté avec force. L’énergie perdue par l’ATP est utilisée par le glucose.

1.3.2 1.3. Couplage énergétique. * 1.3.2. Réactions en série. plan On a abordé le concept avec l’aldolisation. 1.3.2 Les voies métaboliques sont constituées de réactions en série. Chaque réaction est favorisée par l’apport de réactif par la précédente et la consommation de produit par la suivante. A ce phénomène s’ajoute le transfert d’énergie entre réactions en parallèles. 1.3. Couplage énergétique. Le diagramme énergétique permet d’en avoir une vision globale. * 1.3.2. Réactions en série. plan

plan 2.1 2. Fonctionnement des enzymes. 2.1. Mécanisme de catalyse. * 2.1.1.1. Propriété des catalyseurs. * 2.1.1.2. Structure du site catalytique. * 2.1.1.3. Créer un environnement favorable. 2.1.2. Importance de la conformation. * 2.1.2.1. Reconnaissance du substrat. * 2.1.2.2. Catalyse de la réaction.

plan 2.2 / 2.3 2. Fonctionnement des enzymes. 2.2. Notions de cinétique chimique. * 2.2.1. Vitesse de réaction. * 2.2.2. Ordre de réaction. 2.3. Les paramètres enzymatiques. * 2.3.1. Reconnaissance du Substrat. * 2.3.2. Vitesse de catalyse. 2.3.3. Détermination des paramètres. * 2.3.3.1. Cinétique enzymatique. * 2.3.3.2. Représentation de Michaelis. * 2.3.3.3. Méthodes de détermination des paramètres. * 2.3.3.4. Les unités. * 2.3.4. Caractéristiques des sites.

plan 2.4 / 2.6 * 2.4. Iso-enzymes. 2.5. Classification des enzymes. * 2.5.1. Principe. * 2.5.2. Les classes d’enzymes. 2.6. Les coenzymes. * 2.6.1. Définition. * 2.6.2. Quelques exemples. * 2.6.3. Coenzyme et vitamine.

Les catalyseurs sont des molécules qui accélèrent la vitesse d’une réaction. 2.1.1.1 aldolisation Ils possèdent des propriétés caractéristiques. * 2.1.1.1. Propriété des catalyseurs. Ils ne subissent pas la réaction. (Ils n’apparaissent pas dans l’équation globale). Ils ne modifient pas l’équilibre de la réaction. Ils ne modifient pas l’énergie de la réaction. Les enzymes sont des catalyseurs biologiques. Ce sont des protéines. Cependant, on a mis en évidence chez certains ARN des propriétés catalytique Ils sont des milliers de fois plus efficaces que les catalyseurs chimiques.

* 2.1.1.1. Propriété des catalyseurs. DG’° - 7,5 2.1.1.1 catalyseur L’énergie d’activation est diminuée. Les catalyseurs agissent sur l’énergie d’activation. DG de la réaction n’est pas modifiée. plan Kéq non plus.

2.1.1.2 struct cat plan Site actif de l’aldolase. L’enzyme catalyse la réaction dans les deux sens. Son site actif possède une forme complémentaire du substrat et du produit. La conformation des produits ressemble à celle du réactif. * 2.1.1.2. Structure du site catalytique. Pour ceux qui n’ont pas bien vu... plan

plan H2O 2.1.1.3 struct cat * 2.1.1.3. Créer un environnement favorable. La forme compacte interdit l’intrusion de molécules parasites (eau). La forme permet l’orientation optimale des réactifs.

2.1.2.1 reconnaissance - + - + - - + + Reconnaissance Complémentarité … de forme … de charge enzyme 2.1.2. Importance de la conformation. * 2.1.2.1. Reconnaissance du substrat. + - - + + + - - WINNER Looser!

2.1.2.1 carboxypeptidase 2.1.2. Importance de la conformation. * 2.1.2.1. Reconnaissance du substrat. 2.1.2.1 carboxypeptidase Carboxypeptidase A AA non collaborateurs ne jouent aucun rôle connu sur la conformation du site. La bonne conformation du site permet la fixation du substrat. 3 classes d’acides aminés participent à la conformation du site de reconnaissance. Site de reconnaissance Glu 270 AA de contacts créent les liaisons avec le substrat AA auxiliaires positionnent les AA de contact et forment la structure du site. Tyr 248 AA collaborateurs AA de la protéines ne faisant pas parti du site mais dont la position influe sur celles des auxiliaires. La carboxypeptidase A reconnaît le résidu C terminal d’une protéine possédant un noyau aromatique (ou une chaîne volumineuse) Arg 145 plan

Modèle d’adaptation induite Changement de conformation La fixation du substrat s’accompagne d’un changement de conformation du site qui permet la bonne orientation des groupes catalytique du site actif. Hexokinase glucose Site catalytique 2.1.2.2 catalyse Modèle d’adaptation induite (Koshland) 2.1.2. Importance de la conformation. * 2.1.2.2. Catalyse de la réaction. Changement de conformation plan

2.2.1 Michaélis E + S ES E + P 2. Fonctionnement des enzymes. C’est au cours de cette phase que se produit la reconnaissance de l’enzyme pour son substrat. La réaction enzymatique peut être divisée en deux phases. 2.2.1 Michaélis On parle de substrat plutôt que de réactifs car ces premiers peuvent être indifféremment les réactifs ou les produits. Tous ces paramètres sont mis en équation. 2. Fonctionnement des enzymes. 2.2. Notions de cinétique chimique. E + S k2 k1 ES k3 E + P La formation du complexe enzyme / substrat. 2.2.1. Vitesse de réaction. La formation du complexe enzyme / substrat. A cause de la faible concentration en enzyme, le complexe se forme à la même vitesse (k1) qu’il se défait (k2 + k3). Etat stationnaire. V = k1.[E] = (k2 + k3 ).[ES] La catalyse de la réaction. plan V = k3.[ES]

2.2.2 ordre S P plan V = k.[ A ]a k 3.2.2. Ordre de réaction. Ordre 0 Toutes les vitesses obéissent à la même équation. 2.2.2 ordre V = k.[ A ]a k S P = ordre de la réaction par rapport à A 3.2.2. Ordre de réaction. Ordre 0 Ordre 1 Ordre 2 L'ordre est souvent égal au coefficient stœchiométrique. [ S ] = k.t [ S ] = So.e-k.t 1/[ S ] = 1/So +k.t t [ S ] t Ln[ S ] t 1 / [ S ] Mais ce n'est pas une règle générale!

Mauvaise reconnaissance. La reconnaissance du substrat intervient dans la vitesse de la réaction. 2.3.1 recon S 2. Fonctionnement des enzymes. Enzyme Substrat 2.3. Les paramètres enzymatiques. * 2.3.1. Reconnaissance du Substrat. Bonne reconnaissance. Mauvaise reconnaissance. reconnaissance catalyse S + E ES E + P reconnaissance catalyse S + E ES E + P

La vitesse de catalyse intervient dans la vitesse de la réaction. 2. Fonctionnement des enzymes. La vitesse de catalyse intervient dans la vitesse de la réaction. 2.3. Les paramètres enzymatiques. 2.3.2 catalyseS * 2.3.1. Reconnaissance du Substrat. * 2.3.2. Vitesse de catalyse. Bonne catalyse. Mauvaise catalyse. reconnaissance catalyse S + E ES E + P reconnaissance catalyse S + E ES E + P plan

2.3.3.1 cinétique 2.3. Les paramètres enzymatiques. V instantanée en mn So mmol.L-1 = 0,5   0,0 0,5 2,1 1 4,3 1,5 6,4 2  mmol.L-1 8,6 2,5 10,2 3 11,6 3,5 12,5 4 13,4 2.3.3.1 cinétique On a vu que la concentration en substrat influence la vitesse de la réaction. On trace une cinétique pour mesurer la vitesse de la réaction. La courbe s’infléchit au cours du temps. Le substrat S est consommé et sa concentration diminue. Il existe plusieurs types de vitesses. 2.3. Les paramètres enzymatiques. V instantanée 2.3.3. Détermination des paramètres. * 2.3.3.1. Cinétique enzymatique. V initiale cinétique à deux points cinétique complète (continue) V moyenne plan

Constante de Michaelis 2.3. Les paramètres enzymatiques. 0,5 1 1,5 2 4 5   0,0 2,1 3,3 4,1 4,6 5,7 6,0 4,3 6,7 8,2 9,2 11,4 12,0 6,4 10,0 12,3 13,8 17,1 18,0 8,6 13,3 16,4 18,5 22,9 24,0 2,5 10,2 15,8 19,4 21,9 28,6 30,0 3 11,6 22,1 24,9 33,6 35,3 3,5 12,5 23,8 26,8 37,2 39,1 13,4 20,8 25,5 28,8 40,2 42,2 t en mn So mmol.L-1 0,5 1 1,5 2 4 5  Vi 4,3 6,7 8,2 9,2 11,4 12,0 t en mn So mmol.L-1 0,5   0,0 2,1 1 4,3 1,5 6,4 2 8,6 2,5 10,2 3 11,6 3,5 12,5 4 13,4 2.3.3. Détermination des paramètres. 2.3.3.2 Michaelis * 2.3.3.2. Représentation de Michaelis. * 2.3.3.1. Cinétique enzymatique. Le calcul des paramètres enzymatiques nécessite de connaître plusieurs vitesses initiales mesurées à des concentration de substrat différentes. Valeur approximative Vi = f ( S ) Vm 13 mmol.L-1.mn-1 Vm / 2 Constante de Michaelis Km 1,1 mmol.L-1 plan

Elle reste la méthode la plus utilisée Formule de Lineweaver et Burk. en mn So mmol.L-1 0,5 1 1,5 2 4 5  Vi 4,3 6,7 8,2 9,2 11,4 12,0 Cette représentation comprime les valeurs élevées et disperse les valeurs faibles. 2.3.3.3 Dble inv On trace 1/V = f ( 1/S ) La courbe de Michaelis-Menten n’est pas utilisable directement pour les calculs. Par contre, son tracé reste indispensable pour vérifier que l’enzyme est michaélienne. On perd la majorité des informations pour les valeurs proches de Vm et on accorde une grande importance aux valeurs faibles qui sont généralement entachées des plus fortes erreurs expérimentales. S V 0,50 4,29 1,00 6,67 1,50 8,18 2,00 9,23 4,00 11,43 5,00 12,00 S V 1/S 1/V 0,50 4,29 2,00 0,23 1,00 6,67 0,15 1,50 8,18 0,67 0,12 9,23 0,11 4,00 11,43 0,25 0,09 5,00 12,00 0,20 0,08 Elle reste la méthode la plus utilisée car elle permet de déterminer Vm et Km directement avec les intersections de la droite avec les axes. On utilise une manipulation mathématique pour transformer la courbe en droite. Cette manipulation perd son caractère obligatoire grâce au perfectionnement des ordinateurs. Il existe des logiciels qui déterminent directement l’équation de la courbe à partir des données expérimentales. Vm = 1/b Vm = 1 / 0,066 = 15 mmol.L-1mn-1 * 2.3.3.3. Méthodes de détermination des paramètres. Km = a/b Formule de Lineweaver et Burk. Malheureusement, je ne peux pas me la péter avec car je n’en dispose pas. Il faut encore en passer par là pour quelques années ! Km = 0,083 / 0,066 = 1,25 mmol.L-1

Elle permet d’évaluer Vm et Km * 2.3.3.3. Méthodes de détermination des paramètres. Eadie – Hofsize. Cette représentation amplifie les erreurs expérimentales car elle comptabilise Vi en abscisse et en ordonnée. 2.3.3.4 Eadie V = f ( V/S ) Elle permet d’évaluer Vm et Km d’un simple coup d’œil. S V 0,50 4,29 1,00 6,67 1,50 8,18 2,00 9,23 4,00 11,43 5,00 12,00 V/S V 8,57 4,29 6,67 5,45 8,18 4,62 9,23 2,86 11,43 2,40 12,00 Vm = b Vm = 15 mmol.L-1mn-1 Km = -a Km = 1,25 mmol.L-1

2.3.3.5 Woolf S/V = f ( S ) Vm = 1/a Km = b/a * 2.3.3.3. Méthodes de détermination des paramètres. Hanes et Wolf. Cette représentation gomme les erreurs expérimentales. 2.3.3.5 Woolf S/V = f ( S ) Elle n’est pas très parlante visuellement. S/V 0,12 0,15 0,18 0,22 0,35 0,42 S V 0,50 4,29 1,00 6,67 1,50 8,18 2,00 9,23 4,00 11,43 5,00 12,00 Vm = 1 / 0,066 = 15 mmol.L-1mn-1 Vm = 1/a Km = b/a Km = 0,083 / 0,066 = 1,25 mmol.L-1

2.3.3.5 Eisenthal * 2.3.3.3. Méthodes de détermination des paramètres. Eisenthal et Cornish-Bowden Cette méthode consiste à tracer un réseau de droites à partir des couples de valeurs expérimentales ([S], Vi). 2.3.3.5 Eisenthal Retour plan point 1: (x = -S, y = 0) point 2 : (x = 0, y = Vi) n droites sécantes: n.(n – 1) / 2 intersections S V 0,50 4,29 1,00 6,67 1,50 8,18 2,00 9,23 4,00 11,43 5,00 12,00 Il s’agit d’un traitement statistique des résultats obtenus. 7 droites donnent 13 intersections correspondant à 13 Vm et 13 Km. Vm = 15 mmol.L-1mn-1 La valeur (Vm ou Km) correspond à la valeur médiane obtenue. n impaire: médiane = valeur centrale n paire: médiane = moyenne des deux centrales Km = 1,25 mmol.L-1

2.3.3.6 unités On unifie toute ses valeurs Retour plan Retour plan Vm caractéristique de potentiel catalytique de l'enzyme: plus Vm est grand, plus l'enzyme est efficace. 2.3.3.6 unités V calculée possède de nombreuses unités. nombre de molécules de substrat transformées par seconde. On unifie toute ses valeurs avec kcat. C / t - N / t - m / t - Abs / t vitesse de catalyse (kcat): On ne connaît pratiquement jamais la concentration en mol.L-1 d'une enzyme (celle-ci est généralement trop faible pour être mesurée avec précision). On évalue sa concentration par le pouvoir catalytique de la solution. µmoles de molécules de substrat transformées par minute. Unité enzymatique (UE): Il s'agit d'une quantité d'enzyme! * 2.3.3.4. Les unités. Unité enzymatique par volume de solution (UE.ml-1): Il s'agit d'une concentration d'enzyme! UE / volume de solution Activité spécifique (UE.mg-1): UE / masse de protéine

2.3.4.1 comp lig S + E ES * 2.3.4. Caractéristiques des sites. 2.3.4.1. Comportement enzyme / ligand. 2.3.4.1 comp lig S libre = F S total S B max S lié = B * 2.3.4. Caractéristiques des sites. S + E ES

2.3.4.2 Koltz 2.3.4. Caractéristiques des sites. 2.3.4.2 Equation de Koltz. 2.3.4.1. Comportement enzyme / ligand. 2.3.4.2 Koltz 1/S 1/ES Kd / B max 2/B max 1/B max 1 / Kd

2.3.4.3 Scatchard 2.3.4. Caractéristiques des sites. 2.3.4.3 Equation de Scatchard. 2.3.4.2. Equation de Koltz. 2.3.4.3 Scatchard ES ES / S - 1 / Kd B max C’est bien joli toutes ces courbes, mais il faut déterminer [S] et [ES]

On utilise des méthodes capables de doser séparément le substrat, l’enzyme ou le complexe enzyme substrat. 2.3.4.3 Scat pratique Séparation de petites molécules des grandes grâce à une membrane hémiperméable. dialyse On a deux ans pour tester ces méthodes en TP et en TD. En attendant on se tente la dialyse. Séparation de petites molécules des grandes grâce à la force centrifuge. centrifugation Parfois le changement de conformation du à la fixation du substrat modifie le spectre d’absorption de l’enzyme (ou du substrat). C’est bien joli toutes ces courbes, mais il faut déterminer [S] et [ES] D absorbance On ne sait pas d’avance la méthode qui va marcher. On essaye et on choisit la mieux adapter !

Cette étape permet de doser S seul: c’est une gamme étalon. Stotal Abs 2.3.4.3 Scat pratique Série de S seul Cette étape permet de doser S seul: c’est une gamme étalon. On a deux ans pour tester ces méthodes en TP et en TD. En attendant on se tente la dialyse. Stotal = Slibre + Slié Lorsqu’on a calculé libre (F) et lié (B) il est simple de construire n’importe laquelle des représentations. + Ez Retour plan Dans ce cas, cette étape permet de doser S libre.

2.4 iso enz Enzymes de structures différentes qui catalysent la même réaction. 2.4 iso enz * 2.4. Iso-enzymes. Lactate déshydrogénase LDH Pyruvate Lactate La LDH est un tétramère de sous unités de 35 kD. Il existe deux types de chaînes appelées M et H qui peuvent former cinq types de tétramères. M4 M3H M2H2 MH3 H4

Lactate déshydrogénase PLAN 2.4 iso enz suite * 2.4. Iso-enzymes. Pyruvate Lactate Lactate déshydrogénase LDH Km µmol.L-1 H4 300 MH3 220 M2H2 155 M3H 90 M4 30 WINNER M2H2 M4 M3H MH3 H4 k mol.s-1 1000

2.5.1 class 2.5. Classification des enzymes. * 2.5.1. Principe. > 1 000 Ez identifiées 75 cristallisées 2.5. Classification des enzymes. * 2.5.1. Principe. Structures mal connues Classification basées sur le type de réaction catalysée Nom trivial trypsine, papaïne, pepsine,... 3 systèmes utilisés: nom du substrat + ase lipase, amylase, protéase,... International Union of Biochemistry système IUB

2.5.1 class PLAN Le nom de l’enzyme est composé de trois parties Code (4 chiffres) nom en deux parties substrat réaction + ase information additionnelle (entre parenthèses) L-malate + NAD+ -----> pyruvate + CO2 + NADH + H+ système IUB 1.1.1.39 L-malate NAD oxydoréductase (décarboxylant) PLAN

2.5.2 * 2.5.2. Les classes d’enzymes. 6 classes majeures comprenant 4 à 13 sous-classes. 2.5.2 -1- Oxydoréductases catalysent une oxydoréduction. catalysent le transfert d’un groupement X d’une molécule A vers une molécule B. -2- Transférases catalysent l’hydrolyse d’une liaison ester, peptidique, etc... * 2.5.2. Les classes d’enzymes. -3- Hydrolases -4- Lyases détachent des groupements du substrat catalysent des transformations sur des isomères optiques, géométriques ou de position. -5- Isomérases catalysent la formation d’une liaison entre deux molécules en même temps que la rupture d’une liaison phosphate (ATP ou équivalent). -6- Ligases

2.5.2. suite * 2.5.2. Les classes d’enzymes. 1.1. Action sur un groupe CH-OH. -1- Oxydoréductases 1.1.1.1. Alcool: NAD oxydoréductase (alcool déshydrogénase) R-CH-OH + NAD+ -----> R-C=O + NADH + H+ 1.4. Action sur un groupe CH-NH2. 1.4.1.3. Glutamate: NAD(P) oxydoréductase (désaminant) Glutamate +H2O + NAD(P)+ -----> a-cétoglutarate+ NH3 + NAD(P)H + H+ Glutamodéshydrogénase hépatique 1.11. Action sur H2O2. 1.11.1.6. H2O2 : oxydoréductase 2.H2O2 -----> O2 + 2.H2O Catalase

2.5.2 suite * 2.5.2. Les classes d’enzymes. 2.7. Transfert de groupement phosphorylé. 2.7.1.1. ATP: D-hexose-6-phosphotransférase -2- Transférases hexose + ATP -----> hexose 6 phosphate + ADP hexokinase -3- Hydrolases 3.1. Action sur liaisons esthers. 3.1.1.8. Acylcholine: acyl hydrolase acylcholine+ H2O-----> choline+ acide pseudocholinestérase 3.4. Action sur liaisons peptidiques. Les connaissances actuelles ne permettent pas une bonne classification. On conserve la nomenclature triviale.

2.5.2 suite * 2.5.2. Les classes d’enzymes. 4.1.2. Aldéhyde-lyase. 4.1.2.7. cétose 1 phosphate: aldéhyde lyase 4.2. Carbone oxygène lyase. 4.2.1.2. L-malate: hydro-lyase Aldolase -4- Lyases -5- Isomérases 5.3. transformations aldose/cétose. 5.3.1.1. D-glycéraldéhyde-3-phosphate cétoisomérase

2.5.2 suite * 2.5.2. Les classes d’enzymes. PLAN 6.2. Formation de liaisons C-S. 6.2.1.4. Succinate: CoA ligase (GDP) 6.4. Formation de liaisons C-C. synthèse des acides gras 6.4.1.2. Acétyl-CoA: CO2 ligase (ADP) acétylCoA carboxylase -6- Ligases PLAN

Petites molécules fixées à l'enzyme par des liaisons covalentes. 2.6.1.1 CoEz déf Molécules associées à la structure de la protéine qui participent directement à la réaction enzymatique. 3.6.1.1. Groupement prosthétique. Petites molécules fixées à l'enzyme par des liaisons covalentes. 3.6. Les coenzymes. * 3.6.1. Définition. Fe2+ Cytochrome c Hème

Celle-ci intervient au cours d'une réaction supplémentaire. 2.6. Les coenzymes. * 2.6.1. Définition. 2.6.1.1 CoEz déf suite Molécules associées à la structure de la protéine qui participent directement à la réaction enzymatique. 2.6.1.1. Groupement prosthétique. Celle-ci intervient au cours d'une réaction supplémentaire. Ils sont modifiés au cours de la réaction: -----> ils doivent être régénérés. substrat réduit cyt c Fe3+ oxydé cyt c Fe2+ réduit substrat oxydé cyt c Fe2+ réduit cyt c Fe3+ oxydé

2.6.1.2 CoS déf NAD+ 2.6. Les coenzymes. * 2.6.1. Définition. 2.6.1.2. Co-substrat. Molécules associées à la structure de la protéine qui participent directement à la réaction enzymatique. Ils sont modifiés au cours de la réaction: -----> Ils se comportent comme des substrats normaux. -----> Ils participent à nombreuses réactions différentes (dont les réactions de régénération). De nombreuses enzymes possèdent des co-substrats en commun. 3.6.1.1. Groupement prosthétique. Pyruvate déshydrogénase 3 hydroxyacyl CoA déshydrogénase Glycérol phosphate déshydrogénase NAD+ G3P déshydrogénase Malate déshydrogénase Pyruvate déshydrogénase Isocitrate déshydrogénase Retour plan

2.6.2 CoEz Retour plan cycle isoalloxazine Il est fixé à l’enzyme par une base de Schiff. Il réagit avec le substrat avec une base de Schiff. Il constitue le groupement prosthétique des transaminases. Retour plan

2.6.3 vit * 2.6.3. Coenzyme et vitamine. Les vitamines sont des molécules indispensables à la vie d’un organisme supérieur que celui-ci est incapable de synthétiser. Pour les microorganismes on parle de facteurs de croissance. Vitamines liposolubles: A D E K précurseurs des Coenzymes Vitamines hydrosolubles: B1,2,...12 * 2.6.3. Coenzyme et vitamine.

FIN du cours d’ENZYMOLOGIE Titre FIN du cours d’ENZYMOLOGIE de première année...