5 – INHIBITION ET ACTIVATION DES ENZYMES
163
5.6.3. Activation et inhibition hyperboliques
En pratique, les activateurs se comportent souvent d’une manière plus complexe
que celle suggérée par l’équation [5.31], parce qu’une certaine activité peut
persister en absence d’activateur. Si cela est le cas, mais que les constantes de
vitesse des deux formes de l’enzyme sont différentes, le mécanisme peut être
représenté par le modèle de la figure 5.14.
Ce mécanisme peut produire une inhibition
ou une activation hyperbolique ou une
combinaison des deux. Tous les mécanismes simples d’inhibition et d’activation
(excepté pour l’inhibition par le produit)
sont des cas spéciaux de ce type de
mécanisme.
A + E
+
X
+
X
EA
A + EX
EAX
EX + P
k' 1
k' –1
k' 2
k 1
k – 1
E + P
k 2
K X
K' X
5.14 - Mécanisme général de modification de l’activité
Plusieurs points importants sont à noter au sujet de ce mécanisme. Premièrement,
les étapes de dissociation de l’activateur ne sont pas des culs-de-sac et donc ne sont
pas obligatoirement à l’équilibre. Cependant si cela est pris en compte, le
comportement cinétique devient plus compliqué et donc pour la discussion qui suit,
nous considèrerons des équations de vitesse dans le cas où les étapes de
dissociation du substrat et de l’activateur sont à l’équilibre. Deuxièmement, le
schéma ne représente pas obligatoirement un mécanisme d’activation : il peut
également représenter un mécanisme d’inhibition si le complexe EX est moins
réactionnel que l’enzyme libre. En réalité, la situation est même plus complexe
puisque les conditions, qui décident si X est un activateur ou un inhibiteur, peuvent
varier en fonction de la gamme considérée de concentration du substrat : si
kk 22 > ' , alors X est inhibiteur aux concentrations élevées de substrat ; si
kk k
k
k k
k
k
12
1
2
1 2
1
2
() ' ' ( '
' )
– +>
+
−
alors X est inhibiteur aux concentrations
faibles de substrat ; ce n’est que si ces deux inégalités sont vérifiées que le
comportement est consistant sur toute la gamme de concentration du substrat. Pour
tenir compte de cette dualité possible dans le comportement cinétique, le modèle de
la figure 5.12 peut être qualifié de mécanisme général de modification, où
modification est un terme qui reprend à la fois l’inhibition et l’activation.
Une analyse complète du mécanisme fait apparaître que les graphiques de 1 V
app
et de KV m
app
app
en fonction de la concentration d’inhibiteur ( [] I ) ou de la réciproque de la concentration d’activateur (1 [] X ) ne sont pas des droites mais des
hyperboles rectangulaires, et pour cette raison, ces comportements sont appelés
activation hyperbolique et inhibition hyperbolique 5 . Tout ceci peut sembler trop
5. Les termes d’activation partielle ou d’inhibition partielle sont quelquefois utilisés
pour souligner le fait qu’une certaine activité persiste même en absence complète
d’activateur ou à saturation d’inhibiteur.
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5.6.3. Activation et inhibition hyperboliques
En pratique, les activateurs se comportent souvent d’une manière plus complexe
que celle suggérée par l’équation [5.31], parce qu’une certaine activité peut
persister en absence d’activateur. Si cela est le cas, mais que les constantes de
vitesse des deux formes de l’enzyme sont différentes, le mécanisme peut être
représenté par le modèle de la figure 5.14.
Ce mécanisme peut produire une inhibition
ou une activation hyperbolique ou une
combinaison des deux. Tous les mécanismes simples d’inhibition et d’activation
(excepté pour l’inhibition par le produit)
sont des cas spéciaux de ce type de
mécanisme.
A + E
+
X
+
X
EA
A + EX
EAX
EX + P
k' 1
k' –1
k' 2
k 1
k – 1
E + P
k 2
K X
K' X
5.14 - Mécanisme général de modification de l’activité
Plusieurs points importants sont à noter au sujet de ce mécanisme. Premièrement,
les étapes de dissociation de l’activateur ne sont pas des culs-de-sac et donc ne sont
pas obligatoirement à l’équilibre. Cependant si cela est pris en compte, le
comportement cinétique devient plus compliqué et donc pour la discussion qui suit,
nous considèrerons des équations de vitesse dans le cas où les étapes de
dissociation du substrat et de l’activateur sont à l’équilibre. Deuxièmement, le
schéma ne représente pas obligatoirement un mécanisme d’activation : il peut
également représenter un mécanisme d’inhibition si le complexe EX est moins
réactionnel que l’enzyme libre. En réalité, la situation est même plus complexe
puisque les conditions, qui décident si X est un activateur ou un inhibiteur, peuvent
varier en fonction de la gamme considérée de concentration du substrat : si
kk 22 > ' , alors X est inhibiteur aux concentrations élevées de substrat ; si
kk k
k
k k
k
k
12
1
2
1 2
1
2
() ' ' ( '
' )
– +>
+
−
alors X est inhibiteur aux concentrations
faibles de substrat ; ce n’est que si ces deux inégalités sont vérifiées que le
comportement est consistant sur toute la gamme de concentration du substrat. Pour
tenir compte de cette dualité possible dans le comportement cinétique, le modèle de
la figure 5.12 peut être qualifié de mécanisme général de modification, où
modification est un terme qui reprend à la fois l’inhibition et l’activation.
Une analyse complète du mécanisme fait apparaître que les graphiques de 1 V
app
et de KV m
app
app
en fonction de la concentration d’inhibiteur ( [] I ) ou de la réciproque de la concentration d’activateur (1 [] X ) ne sont pas des droites mais des
hyperboles rectangulaires, et pour cette raison, ces comportements sont appelés
activation hyperbolique et inhibition hyperbolique 5 . Tout ceci peut sembler trop
5. Les termes d’activation partielle ou d’inhibition partielle sont quelquefois utilisés
pour souligner le fait qu’une certaine activité persiste même en absence complète
d’activateur ou à saturation d’inhibiteur.