188 Chimie pour les étudiants en médecine ...
Encadré 11.4 Le mécanisme de l'hydrolyse d'une liaison peptidique adjacente à un acide aminé
aromatique
La catalyse par la chymotrypsine fait intervenir trois résidus actifs qui opèrent conjointement
pour mener à bien l'hydrolyse. Une description simplifiée de ce mécanisme est présentée dans la
figure 11.14. Un hydroxyle lié à l'enzyme attaque l'atome de carbone positivé de la double liaison
carbonylique de manière à former, à la suite de cette addition, une espèce intermédiaire anionique.
Ladite espèce anionique subit ensuite une élimination, ce qui revient à former un acide carboxylique
libre ainsi qu'une amine, tout en régénérant le groupe hydroxyle lié à l'enzyme. To ut au début, le site
actif de l'enzyme est une sérine - 57 qui vient de se lier par covalence au substrat peptidique en ayant
éjecté une amine. Le deuxième site actif, une histidine-195, arrache un proton d'une molécule d'eau
qui, en même temps, attaque le carbone carbonylique légèrement positivé. Dans l'intermédiaire, on
voit le rabattement d'une paire électronique de l'oxygène négatif en vue de restaurer la double liaison
carbonylique, tandis que la sérine - 57 arrache un proton porté par l'histidine - 195. Il en résulte la
libération de la fonction acide carboxylique de son attache avec la sérine-57 et la régénération de
l'histidine - 195. Ces deux sites actifs sont donc aptes à recommencer une autre hydrolyse.
His195
0
Il
C-CH-NHR' 1 1
OH 1QJ 2
HN� 0
)=l
N
CH 2
1
His195
Une liaison carbonyle est attaquée
par un groupe hydroxyle
Il s'ensuit une élimination
de manière à libérer un acide
carboxylique ainsi qu'une amine
liée à l'enzyme.
Le groupe hydroxyle lié à l'enzyme
est régénéré.
lié à l'enzyme.
Figure 11.14 Une étape déterminante lors de l'hydrolyse d'une liaison peptidique adjacente à un acide aminé aromatique. Cette réaction est catalysée
par une sérine-protéase appelée chymotrypsine.
Encadré 11.5 Le mécanisme enzymatique de l'hydrolyse des protéines par l'entremise d'une
cystéine-protéase
La cystéine-protéase est une enzyme qui présente, dans son site actif, un résidu cystéine qui participe
activement à la catalyse en formant une liaison covalente. Le mécanisme fait intervenir ce résidu
cystéine en tant que nucléophile pour attaquer l'atome de carbone positivé du groupe carbonyle d'un
peptide. Un thioester se forme en guise d'intermédiaire, lequel est ensuite hydrolysé par une molécule
d'eau fonctionnant comme nucléophile. Il en résulte au total une amine ainsi qu'un acide carboxylique,
tandis que le résidu cystéine est régénéré. Comme exemple d'un tel mécanisme, on peut citer l'intervention de la papaïne. Il s'agit d'une endoprotéase qui scinde les liaisons peptidiques préférentiellement au niveau des acides aminés à résidus basiques, comme l'arginine et la lysine. Un tel mécanisme
est schématisé dans la figure 11.15.
Encadré 11.4 Le mécanisme de l'hydrolyse d'une liaison peptidique adjacente à un acide aminé
aromatique
La catalyse par la chymotrypsine fait intervenir trois résidus actifs qui opèrent conjointement
pour mener à bien l'hydrolyse. Une description simplifiée de ce mécanisme est présentée dans la
figure 11.14. Un hydroxyle lié à l'enzyme attaque l'atome de carbone positivé de la double liaison
carbonylique de manière à former, à la suite de cette addition, une espèce intermédiaire anionique.
Ladite espèce anionique subit ensuite une élimination, ce qui revient à former un acide carboxylique
libre ainsi qu'une amine, tout en régénérant le groupe hydroxyle lié à l'enzyme. To ut au début, le site
actif de l'enzyme est une sérine - 57 qui vient de se lier par covalence au substrat peptidique en ayant
éjecté une amine. Le deuxième site actif, une histidine-195, arrache un proton d'une molécule d'eau
qui, en même temps, attaque le carbone carbonylique légèrement positivé. Dans l'intermédiaire, on
voit le rabattement d'une paire électronique de l'oxygène négatif en vue de restaurer la double liaison
carbonylique, tandis que la sérine - 57 arrache un proton porté par l'histidine - 195. Il en résulte la
libération de la fonction acide carboxylique de son attache avec la sérine-57 et la régénération de
l'histidine - 195. Ces deux sites actifs sont donc aptes à recommencer une autre hydrolyse.
His195
0
Il
C-CH-NHR' 1 1
OH 1QJ 2
HN� 0
)=l
N
CH 2
1
His195
Une liaison carbonyle est attaquée
par un groupe hydroxyle
Il s'ensuit une élimination
de manière à libérer un acide
carboxylique ainsi qu'une amine
liée à l'enzyme.
Le groupe hydroxyle lié à l'enzyme
est régénéré.
lié à l'enzyme.
Figure 11.14 Une étape déterminante lors de l'hydrolyse d'une liaison peptidique adjacente à un acide aminé aromatique. Cette réaction est catalysée
par une sérine-protéase appelée chymotrypsine.
Encadré 11.5 Le mécanisme enzymatique de l'hydrolyse des protéines par l'entremise d'une
cystéine-protéase
La cystéine-protéase est une enzyme qui présente, dans son site actif, un résidu cystéine qui participe
activement à la catalyse en formant une liaison covalente. Le mécanisme fait intervenir ce résidu
cystéine en tant que nucléophile pour attaquer l'atome de carbone positivé du groupe carbonyle d'un
peptide. Un thioester se forme en guise d'intermédiaire, lequel est ensuite hydrolysé par une molécule
d'eau fonctionnant comme nucléophile. Il en résulte au total une amine ainsi qu'un acide carboxylique,
tandis que le résidu cystéine est régénéré. Comme exemple d'un tel mécanisme, on peut citer l'intervention de la papaïne. Il s'agit d'une endoprotéase qui scinde les liaisons peptidiques préférentiellement au niveau des acides aminés à résidus basiques, comme l'arginine et la lysine. Un tel mécanisme
est schématisé dans la figure 11.15.