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CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
Les premières études approfondies de l’inhibition par le produit ont été réalisées
par MICHAELIS et RONA (1914) sur la maltase et par MICHAELIS et PECHSTEIN
(1914) sur l’invertase, bien que celles-ci aient été précédées par les études de
HENRI (1903) qui avait déjà dérivé une équation équivalente à l’équation [3.105]
(équation [3.1]). Avec certains produits, tel que le fructose, ces auteurs ont observé
une inhibition compétitive de l’invertase, mais avec d’autres produits, tel que le
glucose, le comportement est plus complexe. Ainsi, puisqu’il existe de nombreuses
substances en plus du produit qui sont capables d’inhiber l’enzyme, il est clair
qu’une théorie plus complète est nécessaire. Celle-ci sera développée dans les
chapitres suivants (en particulier dans le chapitre 5).
3.8. INTÉGRATION DES ÉQUATIONS DE VITESSE
POUR LES RÉACTIONS ENZYMATIQUES
3.8.1. Équation de MICHAELIS et MENTEN sans inhibition par le produit
Comme nous en avons discuté au début de ce chapitre, les premiers chercheurs qui
ont étudié la cinétique enzymatique se sont heurtés à plusieurs difficultés parce
qu’ils suivaient la réaction sur des temps trop longs et analysaient leurs données en
utilisant des équations intégrées de vitesse similaires à celles communément utilisées en cinétique chimique. Ces difficultés ont été éliminées lorsque MICHAELIS
et MENTEN (1913) ont montré que les enzymes pouvaient être étudiés plus
simplement en mesurant des vitesses initiales, c'est-à-dire dans des conditions où
l’accumulation du produit et la disparition du substrat n’ont aucun effet. Une
conséquence malheureuse de ces premiers développements est que les biochimistes
sont devenus réticents à utiliser les équations intégrées de vitesse, même quand
elles pouvaient être utilisées de manière appropriée. Il n’est pas toujours possible
de réaliser une expérience dans des conditions d’état stationnaire dans laquelle la
courbe d’avancement de la réaction (c'est-à-dire le graphique de [] P en fonction
du temps, t) soit essentiellement linéaire pendant une période de temps appréciable,
et, dans ces cas, l’estimation de la pente initiale et donc de la vitesse initiale, est
subjective et susceptible d’être erronée. Une grande partie de cette subjectivité peut
être éliminée en utilisant une forme intégrée de l’équation de vitesse, comme nous
allons le décrire.
Si l’équation de MICHAELIS et MENTEN est écrite sous la forme suivante (voir
équation [3.36]),
dP
dt
VA
KA m
[]
[]
[]
=
+
[3.106]
nous avons une équation à trois variables, [] P ,tet [] A . Dans cette forme, elle ne
peut pas être intégrée directement, mais une des trois variables peut être éliminée
CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
Les premières études approfondies de l’inhibition par le produit ont été réalisées
par MICHAELIS et RONA (1914) sur la maltase et par MICHAELIS et PECHSTEIN
(1914) sur l’invertase, bien que celles-ci aient été précédées par les études de
HENRI (1903) qui avait déjà dérivé une équation équivalente à l’équation [3.105]
(équation [3.1]). Avec certains produits, tel que le fructose, ces auteurs ont observé
une inhibition compétitive de l’invertase, mais avec d’autres produits, tel que le
glucose, le comportement est plus complexe. Ainsi, puisqu’il existe de nombreuses
substances en plus du produit qui sont capables d’inhiber l’enzyme, il est clair
qu’une théorie plus complète est nécessaire. Celle-ci sera développée dans les
chapitres suivants (en particulier dans le chapitre 5).
3.8. INTÉGRATION DES ÉQUATIONS DE VITESSE
POUR LES RÉACTIONS ENZYMATIQUES
3.8.1. Équation de MICHAELIS et MENTEN sans inhibition par le produit
Comme nous en avons discuté au début de ce chapitre, les premiers chercheurs qui
ont étudié la cinétique enzymatique se sont heurtés à plusieurs difficultés parce
qu’ils suivaient la réaction sur des temps trop longs et analysaient leurs données en
utilisant des équations intégrées de vitesse similaires à celles communément utilisées en cinétique chimique. Ces difficultés ont été éliminées lorsque MICHAELIS
et MENTEN (1913) ont montré que les enzymes pouvaient être étudiés plus
simplement en mesurant des vitesses initiales, c'est-à-dire dans des conditions où
l’accumulation du produit et la disparition du substrat n’ont aucun effet. Une
conséquence malheureuse de ces premiers développements est que les biochimistes
sont devenus réticents à utiliser les équations intégrées de vitesse, même quand
elles pouvaient être utilisées de manière appropriée. Il n’est pas toujours possible
de réaliser une expérience dans des conditions d’état stationnaire dans laquelle la
courbe d’avancement de la réaction (c'est-à-dire le graphique de [] P en fonction
du temps, t) soit essentiellement linéaire pendant une période de temps appréciable,
et, dans ces cas, l’estimation de la pente initiale et donc de la vitesse initiale, est
subjective et susceptible d’être erronée. Une grande partie de cette subjectivité peut
être éliminée en utilisant une forme intégrée de l’équation de vitesse, comme nous
allons le décrire.
Si l’équation de MICHAELIS et MENTEN est écrite sous la forme suivante (voir
équation [3.36]),
dP
dt
VA
KA m
[]
[]
[]
=
+
[3.106]
nous avons une équation à trois variables, [] P ,tet [] A . Dans cette forme, elle ne
peut pas être intégrée directement, mais une des trois variables peut être éliminée