cinétique enzymatique
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Cinétique enzymatique. Inhibiteurs irréversibles et réversibles. Inhibition irréversible:. Certains a.a. du site actif sont rendus particulièrement réactifs par leur environnement: réactifs spécifiques (par exemple, le DIFP bloquant les Ser « activées ») - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Cinétique enzymatique
Inhibiteurs irréversibles et réversibles
Inhibition irréversible:
• Certains a.a. du site actif sont rendus particulièrement
réactifs par leur environnement: réactifs spécifiques (par
exemple, le DIFP bloquant les Ser « activées »)
• La concentration en enzyme « fonctionnel » chute:
Vmax diminue.
Remarques:
1. Il est difficile de distinguer ces inhibiteurs de certains
inhibiteurs réversibles !
2. Ces inhibiteurs sont souvent (mais pas toujours)
toxiques.
Insecticides organophosphorés
L’aspirine est un inhibiteur irréversible de laCyclooxygénase (Prostaglandine H1 synthase)
Inhibiteurs réversibles:
• Souvent, mais pas toujours, analogues des substrats ou des produits.
• Très utilisés en pharmacologie: – antibiotiques, – inhibiteurs de phosphodiestérases pour le traitement
de l’asthme (cAMP) et de l’impuissance (cGMP), – antirétroviraux,– antihypertensifs,– anticancéreux, – etc…
Antibiotiques: les pénicillines
Anticancéreux
Antiprotéase pour le traitement du SIDA
Inhibiteur acetylcholinesterase(traitement maladie d’Alzheimer)
Asp
HisSer
Inositol phosphatase – Li+
Inhibition de l’inositol monophosphatase:
1 des effets thérapeutiques du Li+, le
traitement le plus efficace connu contre la
maniaco-dépression?
Fonctionnement des inhibiteurs?
ESE + S+I
E + P
EI + S ESI
KESIKEI
V k E
EVk
v k ES VES
E
cat tot
totcat
cattot
max
max
max
kcat
[ ][ ][ ]
[ ][ ]
[ ] Posons donc M
M
E S ES SK
ES E K= =
11 1tot
ESIESIE
EIEE
ESE
ESESS ES E
v V V VE E EI
EE
æ ö÷ç ÷= = =ç ÷ç ÷ç+ + + è ø + + +max max max
[ ] [ ] [ ]
[ ] [ ] [ ] [ ][ ]
[ ][ ][ ][ ] [ ][ ][ ][ [] ]
[ ][ ][ ]
[ ][ ]
[ ] donc EI
EI
E I EI IK
EI E K= =
[ ][ ][ ]
[ ][ ] [ ]
[ ][ ] [ ] [ ] et donc ESI
ESI ESIM
ES ES S
E
I ESI I IK
ESI K KKE= ´ ==
1
M
M
KK
´
[ ][ ] [ ] [ ] [ ]{ }
[ ]
[ ] [ ] [ ] [ ]{ }
max
max
comme
[
1
]
[ ]M ESE
M
M II
v VE
v V
ESEEI
IK
ESI
S IK K
S
E SK
SKE
=+ + +
= ´+ + +
[ ]
[ ] [ ] [ ]
max
1
1EI
M
ME SI
SK
IIK
SKK
Vv=
ì ü ì üï ï ï ïï ï ï ï+ + +í ý í ýï ï ï ïï ï ï ïî þ î þ
[ ][ ]
max
M
app
app
V S
K S=
+[ ]
[ ][ ]
[ ]max
1 1
M
EI ESI
Vv
K S
S
IK
IK
=ì ü ì üï ï ï ïï ï ï ï+ + +í ý í ýï ï ï ïï ï ï ïî þ î þ
max
max
max ; 11
1
1/
M
S M
app appM
app a
ESIESI
E
pp apS
I
pEI
I
I KVV K K
K V K K
I K
I
K
K
max max
max
Nous avions écrit
et obtenu 1 1
tot
M SIEI E
ESI
ESv V V
EI
I K
E E
Vv
I
ES
E
K
S
K
S
S
max
1
1
1
ESI
E
IM
S
E
I
I
I Kv
K
S
K S
V
I K
En résumé:• Si complexe « EI »:
– E ↓ : v association (KS apparente) ↓
– ES ( E+P) cst : Vmax cst
– Donc: KM apparente (Vmax/KS) ↑.
• Si complexe « ESI » :
– E cst, donc KS apparente = KS.
– ES ↓ donc Vmax apparente < Vmax
– Donc : KM apparente =Vmax/KS diminue
Inhibition mixte
• Formation de EI, donc– KS diminue,
pente augmente
• Complexe ESI, donc– Vmax diminue,
– KM augmente
ou diminue
Cas limite: Inhibition non - compétitive
Inhibition non compétitive:
Vmax diminue, KM inchangé
L’inhibition ne peut PAS être levée en augmentant la [S]!
• Formation de EI, donc KS diminue, et pente augmente
• Complexe ESI, donc Vmax diminue,
• Affinité EI = affinité ESI, donc KS et Vmax diminuent du même facteur, et KM constant
Inhibition non - compétitive:
Cas limite: inhibition « compétitive »
Inhibition compétitive
Inhibition compétitive:
Vmax inchangé, KM augmente
L’inhibition peut être levée en augmentant la [S]!
Inhibition compétitive
• Pas de ESI, donc Vmax inchangée,
• Complexe EI, donc KS (vass) diminue
et pente augmente
• KS=Vmax/KM diminue, donc KM augmente
Cas limite: inhibition « incompétitive »
Inhibition incompétitive• Pas de EI, donc KS
inchangée,droites parallèles
• Complexe ESI, donc Vmax diminue,
• KS inchangée et Vmax diminue, donc KM
diminue
Corrélation complexes / effet :
Type EI?KS
(~kass)ESI?
Vmax
(kcatESmax)
Donc, KM
(Vmax/ KS)
Mixte Oui diminueOui,
ESI≠ EI
diminue
(≠ KS)augmente ou
diminue
Non-compétitif,
ou irréversible
Oui diminueOui,
ESI = EI
diminue
(cf KS)constant
Compétitif Oui diminue Non constante augmente
Incompétitif Non constantOui,
ESI=EIdiminue diminue
Une autre façon de voir les choses:
• Plutôt que de calculer la vitesse en fonction de la [S], on devrait calculer la [S] nécessaire pour maintenir une vitesse de production donnée:
Vitesse deproduction
[Substrat] nécessaire
SURVIE
Effet d’inhibiteurs:• Inhibiteurs compétitifs: il
« suffit » d’augmenter [S] pour atteindre la vitesse nécessaire à la survie. Médicalement: peu efficaces!
[S]
Vitesse nécessaire
1
][1
][
1
][
max
max
v
V
K
IK
S
augmenté K :compétitif Inhibiteurv
V
KS
,inhibiteurd' absencel' En
i
M
M
M
SURVIE
Effet d’inhibiteurs:• Inhibiteurs non compétitifs,
mixte ou incompétitifs: si leur concentration est élevée, il n’est plus possible d’atteindre la vitesse désirée
Vitesse nécessaire
[ ]
[ ]
[ ]( )
[ ]
[ ]
max
max
maxmax
En l'absence d'inhibiteur,
Inhibiteur non compétitif: diminuée
M
MiM
ii
KS
Vv
V
IK
KKS
IVVv Kv I K
=æ ö÷ç - ÷ç ÷çè ø
æ ö÷ç ÷+ç ÷ç ÷çè ø= =
æ ö æ ö÷ ÷ç ç÷ ÷- -ç ç- ÷ ÷ç ç÷ ÷çç è ø÷+çè ø
1
1
111
[S]
SURVIE