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

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

2 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 E.R. Gauthier, Ph.D.

3 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 E.R. Gauthier, Ph.D.

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

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

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

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

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

9 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 E.R. Gauthier, Ph.D.

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

11 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 E.R. Gauthier, Ph.D.

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

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

14 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 E.R. Gauthier, Ph.D.

15 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 E.R. Gauthier, Ph.D.

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

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

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

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

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

21 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 E.R. Gauthier, Ph.D.

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

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

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