Plan PLAN 22 4. Les facteurs qui influencent l'activité enzymatique. 4.1. Les facteurs physico-chimiques. 4.1.1. La température. 4.1.2. Le pH. 4.2. Influence de la concentration en enzyme. 4.3. Influence de la concentration en produit. 4.4. Effecteurs enzymatiques. 4.4.1. I.N.C. (non compétitive) 4.4.2. I.C. (compétitive) 4.4.3. Activateur. 4.5. Activation zymogène / enzyme.

On effectue une série de cinétique à des températures croissantes. 4. Les facteurs qui influencent l'activité enzymatique. PLAN 24 4.1. Les facteurs physico-chimiques. 4.1.1 + exo 4 4.1.1. La température. On effectue une série de cinétique à des températures croissantes. Exercice d’exploration 4

4.1.1 4. Les facteurs qui influencent l'activité enzymatique. PLAN 25 4.1. Les facteurs physico-chimiques. 4.1.1 4.1.1. La température. On devine une relation complexe. La présence de deux phases est caractéristique de deux phénomènes distincts. T optimale L'élévation de la température augmente la vitesse des réactions L'élévation de la température dénature l’enzyme T maximale

4.1.2 4. Les facteurs qui influencent l'activité enzymatique. 4.1. Les facteurs physico-chimiques. 4.1.2 Le pH agit sur l'état d'ionisation des fonctions chimiques des chaînes latérales. 4.1.2. Le pH. pH Vol d'acide ajouté -COO- -NH2 -COO- -NH3+ Le pH agit sur la nature des liaisons de faible énergie formées. Par conséquent, il agit sur: -COOH -NH3+ la conformation de la protéine les interactions avec le ligand pKa1 - COOH -COO- PLAN 26

On effectue une série de cinétique 4. Les facteurs qui influencent l'activité enzymatique. 4.1. Les facteurs physico-chimiques. 4.1.2 + exo 5 4.1.2. Le pH. On effectue une série de cinétique à des pH variables. Exercice d’exploration 5 PLAN 27

4.1.2 4. Les facteurs qui influencent l'activité enzymatique. 4.1. Les facteurs physico-chimiques. 4.1.2 4.1.2. Le pH. Il existe un acide aminé dont l’état d’ionisation varie à pH 9,2 La sérine PLAN 28

4.2 WINNER 4. Les facteurs qui influencent l'activité enzymatique. 4.2. Influence de la concentration en enzyme. La simple logique permet de prévoir l’influence de la concentration en enzyme sur la vitesse de réaction. 4.2 WINNER PLAN 29

4.1.1 4. Les facteurs qui influencent l'activité enzymatique. 4.4. Effecteurs enzymatiques. 4.1.1 Elle permet un « emboitage » optimale avec le substrat (ici un dipeptide possédant un AA aromatique) 4.4.1. I.N.C. (non compétitive) On sent que ça ballotte ! Le site actif présente une conformation précise. Ca, c’est la version officielle. La théorie est simple, élégante, mais présente une bonne dose de mauvaise foi. Le substrat n’a aucune difficulté pour se fixer dans le site de reconnaissance. L’activité catalytique devient plus difficile et, par conséquent, plus lente. Certaines molécules se fixent sur des sites spécifiques... ...et modifient la conformation de l’enzyme. PLAN 30

4.1.1 + exo 6 4. Les facteurs qui influencent l'activité enzymatique. 4.4. Effecteurs enzymatiques. 4.1.1 + exo 6 4.4.1. I.N.C. (non compétitive) Exercice d’exploration 6 Ce phénomène influence l’activité de l’enzyme et doit avoir une conséquence sur les graphes. PLAN 31

4.4.1 4. Les facteurs qui influencent l'activité enzymatique. 4.4. Effecteurs enzymatiques. 4.4.1 L’activité de l’enzyme est moins efficace en présence d’inhibiteur. C’est logique ! 4.4.1. I.N.C. (non compétitive) 1/S 1/Vi E + INC Vm diminue E seule Km constant PLAN 32

N-tosyl-L-phénylalaniyl-chlorométhylcétone 4. Les facteurs qui influencent l'activité enzymatique. 4.4. Effecteurs enzymatiques. Un inhibiteur compétitif est une molécule qui ressemble au substrat (analogue de substrat). 4.4.2 + exo 7 4.4.2. I.C. (compétitive) Il est complémentaire du site actif mais ne subit pas la réaction. Il bloque le fonctionnement de l’enzyme. Exercice d’exploration 7 Si l’enzyme fixe le substrat, elle se comporte normalement: Vm normal Si l’enzyme fixe l’I.C., elle est totalement bloquée: Vm = 0 TPCK N-tosyl-L-phénylalaniyl-chlorométhylcétone PLAN 32

4.4.2 4. Les facteurs qui influencent l'activité enzymatique. PLAN 33 4.4. Effecteurs enzymatiques. 4.4.2 4.4.2. I.C. (compétitive) Si [S] >> [IC] (S très grand): globalement le comportement de l’enzyme est normal. Si [S] > [IC] (S normal): globalement l’enzyme est ralentie. La probabilité qu’elle fixe S diminue. 1/S 1/Vi Vm constante E + I.C. Km augmente E seule

4.4.3 WINNER 4. Les facteurs qui influencent l'activité enzymatique. PLAN 34 4.4. Effecteurs enzymatiques. 4.4.3 4.4.3. Activateur. 1/S 1/Vi WINNER Changement du site catalytique Vm augmente. E seule Vm augmente La fixation d'une molécule (activateur) sur un site spécifique induit un changement de conformation du site actif et améliore la catalyse de la réaction. Km constant Changement du site de reconnaissance Km constant (ou diminue ou augmente). E + activateur

S ---------------------------S S ---------------------------S 4.5. Activation zymogène / enzyme. chymotrypsinogène inactif 4.3 lumière Un grand nombre d’enzymes, en particulier les enzymes de dégradation (hydrolases), sont dangereuses pour l’intégrité des cellules qui les produisent. 1 245 S --S S ------S S ---------------------------S S --------------S 1 245 S --S S ------S S ---------------------------S S --------------S acinus exocytose du chymotrysinogène L’activation de la chymotrypsine se déroule dans la lumière de l’intestin sous l’action des enzymes de digestion. trypsine stockage Elles sont produites sous forme d’un précurseur inactif (pro-enzyme ou zymogène) qui est activé par clivage interne sur le lieu de dégradation. p-chymotrypsine actif 15 16 245 S --S S ------S S ---------------------------S S --------------S 15 16 245 S --S S ------S S ---------------------------S S --------------S granule de zymogène appareil de Golgi chymotrypsinogène recouvert d’une membrane chymotrypsine a-chymotrypsine actif 1 13 16 146 149 245 S --S S ------S S ---------------------------S S --------------S REG synthèse du chymotrypsinogène PLAN 35

Exo 4 4. Les facteurs qui influencent l'activité enzymatique. 4.1. Les facteurs physico-chimiques. Tracer les 7 cinétiques. Calculer les Vi. Exo 4 4.1.1. La température. T (°C) 10 20 30 35 40 50 60 Vi µmol.s-1 1,6 2,7 4,5 5,8 7,6 5,7 0,3 T (°C) 10 20 30 35 40 50 60 t (s) Pdt formé en µmol 0,0 5 8,2 13,6 22,4 28,8 37,9 28,6 1,4 16,5 27,2 44,8 57,5 75,8 57,1 2,8 15 24,7 40,8 67,2 86,3 113,6 85,7 4,2 33,0 54,4 89,6 115,1 151,5 114,2 5,6 25 41,2 68,0 112,0 143,9 189,4 142,8 7,0 Tracer le graphe: Vi = f ( T )

Exo 4 4. Les facteurs qui influencent l'activité enzymatique. 4.1. Les facteurs physico-chimiques. Exo 4 4.1.1. La température. T (°C) 10 20 30 35 40 50 60 Vi µmol.s-1 1,6 2,7 4,5 5,8 7,6 5,7 0,3 Tracer le graphe: Vi = f ( T ) retour

Exo 5 4. Les facteurs qui influencent l'activité enzymatique. 4.1. Les facteurs physico-chimiques. Tracer les 7 cinétiques. Calculer les Vi. Exo 5 4.1.2. Le pH. pH 5 7 8 9 9,5 10 12 t (s) Vi 0,0 45,9 42,3 37,7 30,5 12,5 6,2 2,9 91,7 84,6 75,4 61,0 25,0 12,3 5,7 15 137,6 126,9 113,1 91,5 37,5 18,5 8,6 20 183,4 169,2 150,8 122,0 50,0 24,6 11,4 25 229,3 211,5 188,5 152,5 62,5 30,8 14,3 pH 5 7 8 9 9,5 10 12 Vi µmol.s-1 9,2 8,5 7,5 6,1 2,5 1,2 0,6 Tracer le graphe: Vi = f ( pH )

Exo 5 4. Les facteurs qui influencent l'activité enzymatique. 4.1. Les facteurs physico-chimiques. Exo 5 4.1.2. Le pH. pH 5 7 8 9 9,5 10 12 Vi µmol.s-1 9,2 8,5 7,5 6,1 2,5 1,2 0,6 Tracer le graphe: Vi = f ( pH ) retour

Exo 6 4. Les facteurs qui influencent l'activité enzymatique. 4.4. Effecteurs enzymatiques. Tracer les 2 courbes de Michaelis sur le même graphe. Comparer. Exo 6 4.4.1. I.N.C. (non compétitive) Tracer les 2 Lineweaver et Burk sur le même graphe. Comparer. S témoin INC mmol nmol.L-1.s-1 0,0 5 14,6 9,1 8 16,0 11,2 12 22,5 14,0 18 27,0 18,4 25 31,9 18,9 30 32,1 21,2 40 34,6 21,5 50 39,6 22,6 1/S 1/Vtémoin 1/VINC 0,200 0,069 0,110 0,125 0,062 0,089 0,083 0,044 0,071 0,056 0,037 0,054 0,040 0,031 0,053 0,033 0,047 0,025 0,029 0,046 0,020 Calculer Vm et Km. Analyser les résultats. Témoin INC Vm 45 28 nmol.L-1.s-1 Km 12 mmol retour

Exo 7 4. Les facteurs qui influencent l'activité enzymatique. 4.4. Effecteurs enzymatiques. Tracer les 2 courbes de Michaelis sur le même graphe. Comparer. Exo 7 Tracer les 2 Lineweaver et Burk sur le même graphe. Comparer. 1/S 1/Vtémoin 1/VIC 0,200 0,069 0,136 0,125 0,062 0,098 0,083 0,044 0,073 0,056 0,037 0,057 0,040 0,031 0,048 0,033 0,047 0,025 0,029 0,039 0,020 0,042 S témoin IC mmol nmol.L-1.s-1 0,0 5 14,6 7,4 8 16,0 10,2 12 22,5 13,6 18 27,0 17,6 25 31,9 21,0 30 32,1 21,1 40 34,6 25,8 50 39,6 23,8 Calculer Vm et Km. Analyser les résultats. Témoin IC Vm 45 42 nmol.L-1.s-1 Km 12 25 mmol retour