Réaction enzymatique  (3)
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Questions and Answers

Quelle enzyme a une affinité plus élevée pour le glucose?

  • Phosphofructokinase
  • Lactate déshydrogénase
  • Hexokinase (correct)
  • Glucokinase
  • Quel rôle joue une KM élevée dans le métabolisme du glucose par la glucokinase?

  • Elle n'affecte pas la capacité enzymatique.
  • Elle permet de détecter des changements de glucose. (correct)
  • Elle assure une production constante d'énergie.
  • Elle diminue l'effet du glucose sur l'enzyme.
  • Quel type de cellule utilise principalement l'hexokinase?

  • Cellule hepatic
  • Cellule nerveuse (correct)
  • Cellule β du pancréas
  • Cellule musculaire (correct)
  • Quel est un des effets d'une KM faible sur une enzyme comme l'hexokinase?

    <p>Elle permet à l'enzyme de fonctionner à des concentrations de substrat plus faibles. (B)</p> Signup and view all the answers

    Comment la KM est-elle liée à l'affinité de l'enzyme pour son substrat?

    <p>Elle est inversement proportionnelle à l'affinité. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle enzyme est la plus efficace pour métaboliser le glucose à faibles concentrations?

    <p>Hexokinase (D)</p> Signup and view all the answers

    Que prédit la valeur de KM pour une enzyme?

    <p>La concentration à laquelle l'enzyme est saturée (B)</p> Signup and view all the answers

    À quelle concentration de glucose l'hexokinase fonctionnera-t-elle à sa Vmax?

    <p>0.05 mM (D)</p> Signup and view all the answers

    Pourquoi la glucokinase est-elle moins efficace que l'hexokinase à des faibles concentrations de glucose?

    <p>Sa KM est plus élevée (A)</p> Signup and view all the answers

    Dans quelles conditions physiologiques l'hexokinase est-elle active?

    <p>À des concentrations de glucose variant de 4 à 10 mM (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle enzyme est responsable de la phosphorylation du glucose dans le foie?

    <p>Glucokinase (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle affirmation est vraie concernant la relation entre KM et Vmax?

    <p>Une KM plus élevée indique une enzyme moins efficace (B)</p> Signup and view all the answers

    À quel point une enzyme opère-t-elle lorsqu'elle est proche de sa Vmax?

    <p>Elle est saturée et ne peut pas réagir davantage (A)</p> Signup and view all the answers

    Quelle enzyme est responsable de la coupe d'une liaison par l'eau ?

    <p>Hydrolase (D)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle principal du KM dans le modèle Michaelis-Menten ?

    <p>Mesurer la concentration de substrat à vmax/2 (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelles propriétés caractérisent généralement une enzyme ?

    <p>Augmente la vitesse de réaction sans être consommée (A)</p> Signup and view all the answers

    Quel modèle décrit la formation temporaire d'un complexe enzyme-substrat ?

    <p>Modèle de Michaelis-Menten (A)</p> Signup and view all the answers

    Quelle enzyme utilise de l'ATP pour créer des liaisons ?

    <p>Ligase (D)</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'impact d'une augmentation de la concentration de substrat sur la vitesse initiale (vi) dans un système enzymatique ?

    <p>vi atteint une vitesse maximale (vmax) (B)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type de réaction catalysée par une isomérase ?

    <p>Isomérisation (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la caractéristique d'une enzyme régulable ?

    <p>Son activité peut être ajustée par des effecteurs (B)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la relation entre l'énergie libre d'activation ( dG#) et la vitesse de réaction ?

    <p>Diminuer dG# augmente la vitesse de réaction (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle catégorie d'enzymes catalyse le transfert d'électrons ?

    <p>Oxydoréductase (A)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le modèle qui illustre la spécificité du site actif d'une enzyme?

    <p>Modèle clé - serrure (C)</p> Signup and view all the answers

    Comment les inhibiteurs compétitifs affectent-ils les paramètres KM et Vmax?

    <p>Ils augmentent la KM et ne changent pas la Vmax (B)</p> Signup and view all the answers

    Quelle affirmation décrit correctement le site actif d'une enzyme?

    <p>Il est localisé dans une poche interne de la protéine (B)</p> Signup and view all the answers

    Quel facteur n'influence pas la réaction enzymatique?

    <p>Transpiration de l'organisme (A)</p> Signup and view all the answers

    Quelles enzymes sont affectées par des inhibiteurs irréversibles?

    <p>Celles qui se lient covalemment à un groupe fonctionnel (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle réaction décrit le processus de catabolisme de l'éthanol dans le foie?

    <p>Oxydation en acétaldéhyde puis en acide acétique (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'effet d'une augmentation de la concentration des réactants dans le site actif?

    <p>Elle augmente la vitesse de réaction (C)</p> Signup and view all the answers

    Qu'induit une inhibition non spécifique due à une dénaturation des protéines?

    <p>Une inhibition non spécifique (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel effet a la présence d'un peu de substrat sur l'affinité de l'enzyme pour ce substrat ?

    <p>Elle augmente l'affinité de l'enzyme pour le substrat. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quelles sont les caractéristiques d'un inhibiteur non compétitif par rapport à un effecteur allostérique négatif ?

    <p>L'inhibiteur non compétitif ne change pas la KM tandis que l'effecteur module la K0.5. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel type d'inhibiteur est considéré comme un poison pour l'enzyme ?

    <p>Inhibiteur non compétitif. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quels facteurs peuvent provoquer une dénaturation enzymatique ?

    <p>Des variations de température et de pH. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle du ADP sur la phosphofructokinase lors de la glycolyse ?

    <p>Inhibiteur allostérique positif. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'effet principal des inhibiteurs compétitifs sur les propriétés de l'enzyme?

    <p>Ils augmentent la KM. (D)</p> Signup and view all the answers

    Les enzymes allostériques sont caractérisées par une courbe de saturation de type:

    <p>Sigmoïde. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel type d'ions est typiquement associé aux inhibiteurs non compétitifs?

    <p>Cuivre, mercure, argent. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle caractéristique des activateurs enzymatiques est mentionnée?

    <p>Ils peuvent se lier de manière covalente et réversible. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle assertion concernant la coopérativité des enzymes allostériques est correcte?

    <p>La fixation du substrat augmente l'affinité pour le substrat. (C)</p> Signup and view all the answers

    Dans le modèle de Michaelis-Menten, que représente $vi$ dans l’équation?

    <p>La vitesse initiale de la réaction. (B)</p> Signup and view all the answers

    Comment se comporte la vitesse de réaction $vi$ à l'approche de KM pour les enzymes allostériques?

    <p>Elle augmente puis diminue brutalement. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle option décrit le mieux la différence entre les inhibiteurs compétitifs et non compétitifs?

    <p>Les inhibiteurs compétitifs changent KM, tandis que les non compétitifs changent Vmax. (C)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    Enzyme

    Protéine qui catalyse les réactions biochimiques, augmentant leur vitesse sans modifier l'équilibre.

    Vitesse initiale (vi)

    Vitesse de la réaction au début, lorsqu'elle est optimale.

    Vitesse maximale (vmax)

    La vitesse la plus rapide d'une réaction enzymatique, atteinte à forte concentration de substrat.

    Constante de Michaelis-Menten (KM)

    Concentration de substrat permettant à l'enzyme de fonctionner à moitié de sa vitesse maximale (vmax/2).

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    Énergie libre d’activation (∆G#)

    Différence d'énergie entre l'état initial et l'état de transition d'une réaction.

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    Oxydoréductase

    Enzyme qui transfère des électrons.

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    Hydrolase

    Enzyme qui rompt une liaison en utilisant l'eau.

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    Lyase

    Enzyme qui rompt ou crée des liaisons sans utiliser l'eau.

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    Ligase

    Enzyme qui crée des liaisons en consommant de l'ATP.

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    Isomérase

    Enzyme qui modifie la structure d'une molécule sans changer sa formule chimique.

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    Modèle Michaelis-Menten

    Modèle qui décrit la relation entre la vitesse d'une réaction enzymatique et la concentration du substrat.

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    KM

    Concentration de substrat pour laquelle la vitesse de la réaction est à la moitié de la vitesse maximale (Vmax).

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    Hexokinase

    Enzyme qui catalyse la phosphorylation du glucose en glucose-6-phosphate.

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    Glucokinase

    Enzyme qui catalyse la phosphorylation du glucose en glucose-6-phosphate, mais dans le foie.

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    KM hexokinase (glucose)

    0.05 mM. Concentration de glucose pour laquelle l'hexokinase fonctionne à la moitié de sa vitesse maximale.

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    KM glucokinase (glucose)

    10 mM. Concentration de glucose pour laquelle la glucokinase fonctionne à la moitié de sa vitesse maximale.

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    Glycémie

    Concentration de glucose dans le sang

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    KM (constante de Michaelis-Menten)

    Mesure l'affinité d'une enzyme pour son substrat, liée à la concentration de substrat où la vitesse de réaction est la moitié de la vitesse maximale (Vmax).

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    Affinité d'une enzyme

    Force d'interaction entre l'enzyme et son substrat. Une affinité élevée signifie que l'enzyme se lie facilement au substrat.

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    KM élevée (Glucokinase)

    Indique que l'enzyme, la glucokinase, a une faible affinité pour son substrat (glucose). Elle nécessite une concentration plus importante de substrat pour activer sa réaction.

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    KM faible (Hexokinase)

    Indique une forte affinité de l'enzyme, l'hexokinase, pour son substrat (glucose). Elle est activée avec des concentrations plus basses de glucose

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    Site actif

    La région d'une enzyme où le substrat se lie et où la réaction chimique a lieu.

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    Modèle clé-serrure

    Modèle d'interaction enzyme-substrat où le site actif de l'enzyme a une forme spécifique qui correspond parfaitement au substrat.

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    Modèle d'ajustement induit

    Modèle d'interaction enzyme-substrat où le site actif de l'enzyme se modifie pour s'adapter au substrat.

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    Catalyse enzymatique

    L'accélération d'une réaction chimique par une enzyme.

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    Abaissement de l'énergie d'activation

    Réduction de l'énergie nécessaire pour que la réaction chimique ait lieu.

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    Facteurs influençant l'activité enzymatique

    Température, pH et présence d'inhibiteurs peuvent affecter l'activité d'une enzyme.

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    Inhibiteurs irréversibles

    Molécules qui se lient de façon permanente au site actif d'une enzyme, l'inactivant.

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    Inhibiteurs réversibles

    Molécules qui se lient temporairement au site actif d'une enzyme, réduisant son activité.

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    Modèle concerté

    Modèle de l'allostérie où la liaison d'un ligand à un site allostérique modifie la conformation de toutes les sous-unités de l'enzyme simultanément.

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    Modèle séquentiel

    Modèle de l'allostérie où la liaison d'un ligand à un site allostérique provoque un changement de conformation qui se propage de manière séquentielle à d'autres sous-unités.

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    Effet activateur

    L'augmentation de l'affinité d'une enzyme pour son substrat due à la présence de molécules substrat.

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    Inhibiteur compétitif

    Une molécule qui se lie au site actif d'une enzyme, bloquant la liaison du substrat.

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    Inhibiteur non-compétitif

    Une molécule qui se lie à un autre site de l'enzyme que le site actif, modifiant sa conformation et réduisant son activité catalytique.

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    Antabuse

    Un inhibiteur compétitif de l'acétaldéhyde déshydrogénase, qui provoque une accumulation d'acétaldéhyde, causant des effets secondaires désagréables comme les nausées et les vomissements.

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    Inhibiteur non compétitif : effet sur KM et Vmax

    Les inhibiteurs non compétitifs ne changent pas la valeur de KM, mais diminuent la valeur de Vmax.

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    Enzymes allostériques

    Des enzymes dont l'activité peut être modifiée par la liaison d'une molécule à un site différent du site actif.

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    Effets des activateurs et inhibiteurs allostériques

    Les activateurs allostériques augmentent l'affinité de l'enzyme pour le substrat, tandis que les inhibiteurs allostériques la diminuent.

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    Study Notes

    Biochimie et Métabolisme

    • Le cours porte sur la biochimie et le métabolisme, présenté par Pierre Maechler.
    • Les références du cours sont le livre Moussard (2ème & 3ème éditions, pages 43-51).
    • Les sections couvertes incluent l'introduction à la biochimie, la bioénergétique, les enzymes (1 et 2), la réaction enzymatique, la régulation, les coenzymes, l'énergie cellulaire (partie 1 et 2), le cycle de l'acide citrique, la chaîne respiratoire, les adaptations métaboliques et l'intégration tissulaire.

    Enzymes-1: Réaction enzymatique

    • Les enzymes sont des catalyseurs biologiques, des protéines spécifiques et réglables.
    • La cinétique enzymatique implique la vitesse initiale (Vmax et Km).
    • Les enzymes ont un site actif, suivant un modèle "clé-serrure" ou "ajustement induit", qui est essentiel à la catalyse.
    • Les facteurs influençant les enzymes incluent la température, le pH, les inhibiteurs (compétitifs, non compétitifs et mixtes) et les activateurs.
    • Les enzymes allostériques possèdent une courbe sigmoïde et présentent l'effet coopératif, suivant des modèles concerté ou séquentiel.
    • La classification des enzymes compte 6 classes principales.

    Définitions et propriétés des enzymes

    • Une réaction exergonique est spontanée mais pas instantanée.
    • Par exemple, l'hydrolyse du saccharose en glucose et fructose est spontanée.
    • Une enzyme spécifique accélère ce processus, comme la saccharase, à l'échelle de secondes.
    • L'enzyme vient des racines grecques "en" (dans) et "zyme" (levain).
    • Le levain est la pâte de levures.
    • Les premières enzymes ont été extraites des levures.
    • Les levures transforment le glucose en alcool.

    Classification des enzymes

    • Oxydoréductases: transfert d'électrons
    • Transférases: transfert d'atomes ou de groupements
    • Hydrolases: coupure de liaison par H₂O
    • Lyases (ou synthases): coupure ou création des liaisons
    • Ligases (ou synthétases): création des liaisons en consommant de l'ATP
    • Isomérases: isomérisation

    Énergie libre d'activation

    • La vitesse de réaction dépend de la différence d'énergie libre entre l'état initial et l'état de transition (∆G#).

    Définitions et propriétés des enzymes

    • Les enzymes sont des protéines qui sont des catalyseurs biologiques.
    • Elles augmentent la vitesse de réactions biochimiques.
    • Elles ne modifient pas la constante d'équilibre (Keq).
    • Elles diminuent l'énergie libre d'activation (∆G#).
    • Elles sont spécifiques à leur substrat.
    • Elles sont régulées.

    Cinétique enzymatique

    • La cinétique enzymatique étudie la vitesse de réaction des enzymes à différentes concentrations de substrats.
    • À différents temps (t0) et à l'équilibre.
    • A et B sont les substrats.
    • C et D sont les produits.

    Vitesse maximale de la cinétique enzymatique

    • La concentration de substrat affecte la vitesse initiale (vi) et détermine la vitesse maximale (Vmax) de l’enzyme à une concentration constante de l'enzyme.

    Modèle Michaelis-Menten

    • Étude de l'activité enzymatique (E + S => ES => E + P).
    • Les variables mesurables sont l'enzyme (E), le substrat (S), la vitesse (V), et le produit (P).
    • Équation de Michaelis-Menten: V₁ = Vmax [S] / (KM + [S]).
    • Quand [S] tend vers l'infini, V₁ = Vmax.
    • La constante de Michaelis-Menten (KM) correspond à la concentration du substrat [S] lorsque la vitesse est à moitié maximale.
    • KM détermine la relation entre l'enzyme et le substrat.
    • KM indique la cadence de travail d'une enzyme.

    Liaison substrat - enzyme

    • La liaison du substrat à l'enzyme (E + S => ES) induit une altération de la conformation de l'enzyme.

    Modèle Michaelis-Menten

    • Vmax/2 : la concentration de substrat ([S]) est de moitié.
    • Vmax: la concentration de substrat est saturante, plus d'enzyme libre.
    • KM: concentration de substrat qui permet à l'enzyme de travailler à la moitié de sa vitesse maximale
    • En conditions cellulaires, le système est ouvert et non équilibré (substrats et produits entrent et sortent).

    Facteurs influençant la réaction

    • Des facteurs comme la température et le pH influencent les enzymes.
    • Une dénaturation des protéines (enzymes) résulte à des températures et pH extrêmes.

    Les inhibiteurs

    • Les inhibiteurs peuvent être irréversibles (liaison covalente) ou réversibles (compétitifs, non-compétitifs, mixtes).
    • Les inhibiteurs irréversibles se lient de façon covalente à un groupe fonctionnel de l'enzyme, tandis que les inhibiteurs réversibles peuvent se lier et se détacher.

    Inhibiteurs compétitifs

    • Les inhibiteurs compétitifs augmentent la KM, mais ne changent pas la Vmax.
    • Ils sont des analogues structuraux du substrat.

    Inhibiteurs non-compétitifs

    • Ils ne modifient pas la KM, mais diminuent la Vmax
    • Ils correspondent généralement à des ions métalliques.

    Les activateurs

    • Protéolyse limitée activatrice : Clivage d'une liaison peptidique qui aboutit à l'activation d'une proenzyme ou zymogène.
    • Modification covalente réversible : Modulation par phosphorylation ou déphosphorylation.
    • Ions métalliques: rôle catalytique des ions métalliques (calcium, magnésium).

    Les enzymes allostériques

    • Enzymes allostériques : Caractérisées par une courbe sigmoïde.
    • Vitesse accélérée à l'approche du Km ou K0,5, point d'inflexion, puis ralentissement brutal après.
    • La fixation du substrat augmente l'affinité de l'enzyme pour ce même substrat (coopérativité).
    • Modèle concerté ou séquentiel.
    • Déplacement de la courbe à gauche, effet activateur.

    Exemple de l'effet des activateurs et inhibiteurs

    • La phosphofructokinase (glycolyse) est contrôlée allostériquement par ADP (activateur) et ATP (inhibiteur).

    Inhibiteurs enzymatiques

    • Les inhibiteurs enzymatiques peuvent être non-spécifiques (ex: dénaturation, température, pH) ou spécifiques (réversible, irréversible, compétitif, non-compétitif).

    Différences entre inhibiteurs non-compétitifs et effecteurs allostériques négatifs

    • Les inhibiteurs non compétitifs ne modifient pas la KM, mais diminuent la Vmax. (Ils ne se lient pas à la même site que le substrat).
    • Les effecteurs allostériques modifient la KM et la vitesse de réaction dans de nouvelles conditions physiologiques.

    Modèle Michaelis-Menten

    • Equation de Michaelis-Menten (même que ci-avant): V₁ = Vmax [S] / (KM + [S]).
    • Vitesse maximale (Vmax) atteinte lorsque l'enzyme est saturée par le substrat.
    • KM correspond à la concentration de substrat pour une vitesse de réaction égale à la moitié de Vmax.

    Enzymes allostériques (suite)

    • Les enzymes allostériques ont généralement des effecteurs qui influencent le KM (affinité) et la vitesse de réaction.

    Site actif des enzymes

    • Le site actif des enzymes catalyse la réaction en augmentant la concentration des réactifs, en orientant les molécules de manière propice et en abaissant l'énergie d'activation nécessaire pour atteindre l'état de transition.

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    Testez vos connaissances sur l'affinité des enzymes pour le glucose et le rôle de la glucokinase. Ce quiz couvre des concepts clés liés à la KM et à l'utilisation de l'hexokinase dans les cellules. Parfait pour les étudiants en biologie ou biochimie.

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