3 – INTRODUCTION À LA CINÉTIQUE ENZYMATIQUE - RÉACTIONS À UN SUBSTRAT ET UN PRODUIT
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3.7. INHIBITION PAR LE PRODUIT
L’inhibition par le produit est un cas spécial d’inhibition qui sera discuté en détail
dans le chapitre 5, mais parce qu’elle découle naturellement du paragraphe précédent, il est utile de la mentionner brièvement ici. Quand l’équation [3.81]
s’applique, la vitesse doit diminuer lorsque le produit s’accumule, même si la
diminution de la concentration du substrat reste négligeable, parce que le terme
négatif du numérateur augmente de plus en plus lorsque la réaction s’approche de
l’équilibre et parce que le troisième terme du dénominateur augmente avec [] P .
Dans n’importe quelle réaction, le terme négatif du numérateur devient significatif
uniquement si la réaction est significativement réversible. Cependant, l’inhibition
par le produit est manifeste dans de nombreuses réactions qui sont essentiellement
irréversibles, comme dans l’exemple classique de l’hydrolyse du sucrose catalysée
par l’invertase. Ce phénomène indique que le produit doit être capable de se fixer
sur l’enzyme et est compatible avec le mécanisme le plus simple à deux étapes
uniquement si la première étape est irréversible et que la seconde ne l’est pas. Cette
situation semble particulièrement improbable, du moins comme un phénomène
général. D’un autre côté, le mécanisme à trois étapes prédit que l’inhibition par le
produit peut avoir lieu dans une réaction irréversible si la seconde étape, c'est-àdire la transformation chimique, est irréversible. Dans un tel cas, l’accumulation du
produit provoque la séquestration de l’enzyme sous la forme du complexe EP qui
n’est donc plus disponible pour réagir avec le substrat. Pour une réaction
irréversible, l’équation [3.81] peut s’écrire comme suit :
v
kE
A
A
K
P
K
kE
A
K
P
K
A
A
mA
mP
mA
P
=
++
=
+
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟ +
[] []
[] []
[] []
[] []
00
0
1
1
[3.105]
Si la réaction est irréversible, K mP peut être légitimement remplacé par K P , c'està-dire par une constante d’équilibre, parce que si k −2 a une valeur approximativement égale à zéro, elle est négligeable vis-à-vis du terme () kk − +
12 . Comme nous
le verrons dans le § 5.2.1, l’équation [3.105] a exactement la forme du type le plus
commun d’inhibition qui est appelé inhibition compétitive.
Bien évidemment l’effet du produit ajouté devrait être exactement le même que
celui du produit qui s’accumule au cours de la réaction, et donc il est possible de
mesurer des vitesses initiales en présence de différentes concentrations de produit.
Pour chaque concentration de produit, la vitesse initiale pour différentes concentrations de substrat obéit à l’équation de MICHAELIS et MENTEN, mais avec des
valeurs apparentes k 0 et K mA , données par kk
app
0
0
= et KK
P K
mA
app
mA
P
=+ [
]
1 ([ ]
)
(comparer l’équation [3.105] avec l’équation [3.35]). Ainsi k
app
0
est constant et égal
à la valeur de k 0 de la réaction en absence d’inhibition, mais K mA
app est plus grand
que K mA et augmente linéairement avec [] P .
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3.7. INHIBITION PAR LE PRODUIT
L’inhibition par le produit est un cas spécial d’inhibition qui sera discuté en détail
dans le chapitre 5, mais parce qu’elle découle naturellement du paragraphe précédent, il est utile de la mentionner brièvement ici. Quand l’équation [3.81]
s’applique, la vitesse doit diminuer lorsque le produit s’accumule, même si la
diminution de la concentration du substrat reste négligeable, parce que le terme
négatif du numérateur augmente de plus en plus lorsque la réaction s’approche de
l’équilibre et parce que le troisième terme du dénominateur augmente avec [] P .
Dans n’importe quelle réaction, le terme négatif du numérateur devient significatif
uniquement si la réaction est significativement réversible. Cependant, l’inhibition
par le produit est manifeste dans de nombreuses réactions qui sont essentiellement
irréversibles, comme dans l’exemple classique de l’hydrolyse du sucrose catalysée
par l’invertase. Ce phénomène indique que le produit doit être capable de se fixer
sur l’enzyme et est compatible avec le mécanisme le plus simple à deux étapes
uniquement si la première étape est irréversible et que la seconde ne l’est pas. Cette
situation semble particulièrement improbable, du moins comme un phénomène
général. D’un autre côté, le mécanisme à trois étapes prédit que l’inhibition par le
produit peut avoir lieu dans une réaction irréversible si la seconde étape, c'est-àdire la transformation chimique, est irréversible. Dans un tel cas, l’accumulation du
produit provoque la séquestration de l’enzyme sous la forme du complexe EP qui
n’est donc plus disponible pour réagir avec le substrat. Pour une réaction
irréversible, l’équation [3.81] peut s’écrire comme suit :
v
kE
A
A
K
P
K
kE
A
K
P
K
A
A
mA
mP
mA
P
=
++
=
+
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟ +
[] []
[] []
[] []
[] []
00
0
1
1
[3.105]
Si la réaction est irréversible, K mP peut être légitimement remplacé par K P , c'està-dire par une constante d’équilibre, parce que si k −2 a une valeur approximativement égale à zéro, elle est négligeable vis-à-vis du terme () kk − +
12 . Comme nous
le verrons dans le § 5.2.1, l’équation [3.105] a exactement la forme du type le plus
commun d’inhibition qui est appelé inhibition compétitive.
Bien évidemment l’effet du produit ajouté devrait être exactement le même que
celui du produit qui s’accumule au cours de la réaction, et donc il est possible de
mesurer des vitesses initiales en présence de différentes concentrations de produit.
Pour chaque concentration de produit, la vitesse initiale pour différentes concentrations de substrat obéit à l’équation de MICHAELIS et MENTEN, mais avec des
valeurs apparentes k 0 et K mA , données par kk
app
0
0
= et KK
P K
mA
app
mA
P
=+ [
]
1 ([ ]
)
(comparer l’équation [3.105] avec l’équation [3.35]). Ainsi k
app
0
est constant et égal
à la valeur de k 0 de la réaction en absence d’inhibition, mais K mA
app est plus grand
que K mA et augmente linéairement avec [] P .