184
CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
d'imaginer pour le complexe E-pyridoxal une structure qui permette la fixation du
glutamate et exclue celle du 2-oxaloacétate. Nous pouvons donc prévoir l'existence
de phénomènes d'inhibition par le substrat en présence de concentrations élevées de
substrat (voir § 6.6.4). Ceci est presque toujours vrai pour E, X et Y, comme présenté
dans la figure 6.3, mais peut être évité par des interférences d'ordre stérique entre les
deux groupes G dans les cas de EG, GX et GY.
Le mécanisme à enzyme modifié présenté dans la figure 6.3 est un mécanisme
ordonné, mais cette caractéristique est moins notable qu'avec les enzymes à complexe ternaire puisqu'il existe un seul ordre possible en accord avec le mécanisme
et qu'il n'existe pas d'alternative où la fixation soit aléatoire : même si X et Y se
fixent sur E, il n'est pas possible que les complexes résultants se dissocient en GX
ou GY. Les propriétés cinétiques d'un mécanisme aléatoire à enzyme modifié ont
néanmoins été analysées tout comme un ensemble d'autres mécanismes qui sont
difficilement conciliables avec la réaction chimique (FISHER et HOAGLAND, 1968 ;
SWEENY et FISHER, 1968). La méthode de KING et ALTMAN (1956) pour la dérivation des équations cinétiques, que nous allons décrire ci-dessous, peut être
appliquée aussi bien à des mécanismes raisonnables qu'à des mécanismes fantaisistes et si nous considérons la cinétique comme une branche de l'algèbre, essentiellement déconnectée de la chimie, il est probable que nous soyons confrontés à
un grand nombre de possibilités. Pour cette raison, il est souhaitable de considérer
l'algèbre comme un outil au service de la cinétique enzymatique et non l'inverse.
Il est également nécessaire de préciser que les mécanismes cinétiques présentés
ci-dessus sont parfois dénommés différemment. Dans la nomenclature introduite
par CLELAND, les mécanismes réactionnels sont divisés en deux groupes : les
mécanismes séquentiels et les mécanismes ping-pong. Dans les mécanismes
séquentiels, qui correspondent aux mécanismes à complexe ternaire présentés dans
les figures 6.1 et 6.2, l'étape de réaction chimique n'intervient qu'après formation
d'un complexe entre l'enzyme et l'ensemble des substrats. Dans les mécanismes
ping-pong, qui correspondent au mécanisme à enzyme modifié présenté dans la
figure 6.3, la réaction chimique se déroule après la fixation du premier substrat. Le
premier produit ainsi formé est libéré avant que le second substrat ne se fixe.
6.2.3. Comparaison entre la classification chimique
et la classification cinétique
Une fois qu'un mécanisme cinétique a été déterminé, il est tentant de le convertir en
un mécanisme chimique, en assimilant les différentes étapes cinétiques aux différentes étapes de la réaction. Cette pratique, si elle permet parfois d'expliquer
simplement le déroulement de la réaction chimique, doit cependant être appliquée
avec prudence. Ainsi, dans les mécanismes à enzyme modifié, le groupe G est
transféré deux fois, premièrement du substrat GX vers l'enzyme libre E et ensuite
de l'enzyme substitué vers le second substrat Y. Pour cette raison KOSHLAND
CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
d'imaginer pour le complexe E-pyridoxal une structure qui permette la fixation du
glutamate et exclue celle du 2-oxaloacétate. Nous pouvons donc prévoir l'existence
de phénomènes d'inhibition par le substrat en présence de concentrations élevées de
substrat (voir § 6.6.4). Ceci est presque toujours vrai pour E, X et Y, comme présenté
dans la figure 6.3, mais peut être évité par des interférences d'ordre stérique entre les
deux groupes G dans les cas de EG, GX et GY.
Le mécanisme à enzyme modifié présenté dans la figure 6.3 est un mécanisme
ordonné, mais cette caractéristique est moins notable qu'avec les enzymes à complexe ternaire puisqu'il existe un seul ordre possible en accord avec le mécanisme
et qu'il n'existe pas d'alternative où la fixation soit aléatoire : même si X et Y se
fixent sur E, il n'est pas possible que les complexes résultants se dissocient en GX
ou GY. Les propriétés cinétiques d'un mécanisme aléatoire à enzyme modifié ont
néanmoins été analysées tout comme un ensemble d'autres mécanismes qui sont
difficilement conciliables avec la réaction chimique (FISHER et HOAGLAND, 1968 ;
SWEENY et FISHER, 1968). La méthode de KING et ALTMAN (1956) pour la dérivation des équations cinétiques, que nous allons décrire ci-dessous, peut être
appliquée aussi bien à des mécanismes raisonnables qu'à des mécanismes fantaisistes et si nous considérons la cinétique comme une branche de l'algèbre, essentiellement déconnectée de la chimie, il est probable que nous soyons confrontés à
un grand nombre de possibilités. Pour cette raison, il est souhaitable de considérer
l'algèbre comme un outil au service de la cinétique enzymatique et non l'inverse.
Il est également nécessaire de préciser que les mécanismes cinétiques présentés
ci-dessus sont parfois dénommés différemment. Dans la nomenclature introduite
par CLELAND, les mécanismes réactionnels sont divisés en deux groupes : les
mécanismes séquentiels et les mécanismes ping-pong. Dans les mécanismes
séquentiels, qui correspondent aux mécanismes à complexe ternaire présentés dans
les figures 6.1 et 6.2, l'étape de réaction chimique n'intervient qu'après formation
d'un complexe entre l'enzyme et l'ensemble des substrats. Dans les mécanismes
ping-pong, qui correspondent au mécanisme à enzyme modifié présenté dans la
figure 6.3, la réaction chimique se déroule après la fixation du premier substrat. Le
premier produit ainsi formé est libéré avant que le second substrat ne se fixe.
6.2.3. Comparaison entre la classification chimique
et la classification cinétique
Une fois qu'un mécanisme cinétique a été déterminé, il est tentant de le convertir en
un mécanisme chimique, en assimilant les différentes étapes cinétiques aux différentes étapes de la réaction. Cette pratique, si elle permet parfois d'expliquer
simplement le déroulement de la réaction chimique, doit cependant être appliquée
avec prudence. Ainsi, dans les mécanismes à enzyme modifié, le groupe G est
transféré deux fois, premièrement du substrat GX vers l'enzyme libre E et ensuite
de l'enzyme substitué vers le second substrat Y. Pour cette raison KOSHLAND