Université Pierre et Marie Curie
Enzymologie élémentaire
Objectifs au cours de
Révisions Biochimie PCEM2
Révisions
Biochimie
métabolique
2002 - 2003
Pr. A. Raisonnier(alain.raisonnier@upmc.fr)
Mise à jour : 19 juin 2002 Relecture : Pr. A. Raisonnier
2/131
Enzymologie élémentaire - Pr A. Raisonnier
2002 - 2003
Plan
du
Effet de la concentration de substrat
Définitions
La réaction enzymatique
Enzyme Exemple d’enzyme : l’anhydrase carbonique Substrat Produit
Réaction enzymatique Facteurs : enzyme Facteurs : autres facteurs indispensables Ligand Cofacteur Coenzyme
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3
7
Plan du cours
Objectifs
18 19 20 21 22 23
27
Partie II :
Enzymologie élémentaire - Pr A. Raisonnier
Concentration du substrat Cinétique michaélienne
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7
Chapitre 4 :
2002 - 2003
Chapitre 2 :
1.1 1.2 1.3 1.4
Chapitre 1 :
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6
Partie I :
Vitesse de réaction Phases de la réaction Phases de la réaction Vitesse initiale Concentration de l’enzyme Passage à la forme active Dosage enzymatique
Cinétique
Effet de la concentration d’enzyme
cours
Chapitre 3 :
Les enzymes
12 13 15 16
Plan du cours
11
9
35
36 37
4.1 4.2
17
25
28 29 30 31 32 33 34
74 75 76 77 78 79 80
4/131
38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57
60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71
59
73
Enzymologie élémentaire - Pr A. Raisonnier
Vitesse maximum Constante de Michaelis Exemple de K m : la lactate déshydrogénase Constantes de la réaction Exemple de constantes : la fumarase Exemple de constantes : l’aspartate aminotransférase = ASAT Exemple de constantes : la créatine phosphokinase Phase stationnaire Equation de la vitesse Equation de la conservation de l’enzyme Constante de Michaelis Exemple de K m : la glycérophosphate déshydrogénase Exemple de K m : l’anhydrase carbonique Exemple de K m : l’isocitrate déshydrogénase Calculs Calculs Equation de Michaelis & Menten Hyperbole de Michaelis-Menten Calculs Diagramme de Lineweaver et Burk
Plan du cours
Effet de la concentration des effecteurs
Chapitre 5 :
4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 4.17 4.18 4.19 4.20 4.21 4.22
Facteurs : les effecteurs Effecteur Inhibition compétitive (équation) Inhibition compétitive (hyperbole) Calculs Inhibition compétitive (double inverse) Exemple d’inhibition compétitive : la succinate déshydrogénase Inhibition non compétitive (équation) Calculs Inhibition non compétitive (hyperbole) Inhibition non compétitive (double inverse) Exemple d’inhibition non compétitive : l’anhydrase carbonique
2002 - 2003
Chapitre 6 :
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 5.11 5.12
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7
Sous-unité (d’une protéine) Protomère Symétrie Sites de liaison Conformations Etats de transition Effets sur la réaction enzymatique
Effets allostériques
Conservation de la symétrie Allostérie Modèle symétrique Modéle non symétrique Diagramme de Hill Exemple d’allostérie : myoglobine ; hémoglobine Exemple d’allostérie : l’hexokinase Exemple d’allostérie : la phosphofructokinase Effet de l’ATP sur la PFK Exemple d’allostérie : la glycogène phosphorylase Effet de l’AMP sur la glycogène phosphorylase Voie métabolique Voie métabolique Carrefour métabolique Enzyme-clé
97
81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95
Température optimum
2002 - 2003
111
9.1
120
119
114 115 116 117 118
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5
Mécanisme bibi ordonné Exemple de bibi ordonné : l’alcool déshydrogénase Exemple de bibi ordonné : la malate déshydrogénase Exemple de bibi ordonné : la phosphoglycéraldéhyde déshydrogénase Exemple de bibi ordonné : l’UDP-glucose pyrophosphorylase Mécanisme bibi aléatoire Exemple de bibi aléatoire : la créatine phosphokinase Exemple de bibi aléatoire : la citrate synthase Mécanisme ping-pong Exemple de ping-pong : l’alanine aminotransférase = ALAT Exemple de ping-pong : l’aspartate aminotransférase = ASAT Exemple de ping-pong : la phosphoénolpyruvate carboxykinase = PEPCK
113
Plan du cours
98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109
Cinétique à deux substrats
Chapitre 7 :
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 7.10 7.11 7.12
6.8 6.9 6.10 6.11 6.12 6.13 6.14 6.15 6.16 6.17 6.18 6.19 6.20 6.21 6.22
Partie III :
5/131
Effet des constantes physiques
Enzymologie élémentaire - Pr A. Raisonnier
Dénaturation Charges électriques pH optimum Exemple de pH optimum : la fumarase Exemple de pH optimum : la lactate déshydrogénase
Effet de la température
Chapitre 9 :
Effet du pH
Chapitre 8 :
121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131
6/131
9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9 9.10 9.11 9.12
Plan du cours
Activation ; dénaturation Relation d’Arrhenius Energie d’activation Exemple d’énergie d’activation : la fumarase Energie interne de la fumarase Energie d’activation Réaction couplée Exemple de réaction couplée : l’hexokinase Exemple de réaction couplée : la phosphoglycérate kinase Liaisons riches en énergie Liaison riche en énergie
Enzymologie élémentaire - Pr A. Raisonnier
2002 - 2003
O
•
•
• •
•
• • •
b
j
e
c
t
i
f
s
Objectifs
1 Définir les termes d’enzymologie : enzyme, substrat, produit, coenzyme, activateur, inhibi-teur, réaction enzymatique, voie métabolique, enzyme-clé. 2 Etudier sur un exemple la vitesse d’une réaction enzymatique en fonction du temps, de la concentration de l’enzyme, de la concentration du substrat, en représentation normale ou en double inverse. Cet objectif peut faire l’objet de problèmes numériques. Définirlavitesseinitiale,lavitessemaximum,laconstantedeMICHAELIS. 3 Donner des exemples d’inhibitions de réactions enzymatiques en expliquant les effets de cet-te inhibition sur les paramètres de la réaction. Donner des exemples d’effets alostériques : activation homotrope coopérative et rétroinhibi-tion hétérotrope. Donner des exemples de cinétiques à deux substrats, ou avec coenzyme libre. Etudierlavitessed’uneéractionenzymatiqueenfonctiondupHoudelatempérature. Etudierlesvariationsdel’énergielibreducomplexeenzyme-substrataucoursdesphasesde la réaction enzymatique. Définir l’énergie d’activation, la réaction enzymatique couplée et la liaison riche en énergie.
1.Définir: préciser dans une phrase concise l’essence d’un objet ou les limites d’un concept en excluant toute notion étrangère et en comprenant toutes les variations possibles de l’objet ou du concept cerné. 2.Etudier: suivre les valeurs d’une fonction pour toutes les valeurs de la variable. 3.Donner un exemple: choisir, décrire et expliquer une situation où un concept ou un corps défini joue le rôle principal et met en évidence ses propriétés essentielles.
2002 - 2003
Enzymologie élémentaire - Pr A. Raisonnier
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Objectifs
Enzymologie élémentaire - Pr A. Raisonnier
2002 - 2003
Partie I
Les enzymes
2002 - 2003
Les enzymes
Enzymologie élémentaire - Pr A. Raisonnier
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Les enzymes
Enzymologie élémentaire - Pr A. Raisonnier
2002 - 2003
Chapitre 1
Définitions
2002 - 2003
Définitions
Enzymologie élémentaire - Pr A. Raisonnier
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Code McDonald’sTM Monopoly
Code McDonald’sTM Monopoly