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CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
inversions successives restaurent la configuration initiale). Par exemple, les études
de l'hexokinase D du foie par résonance magnétique nucléaire (POLLARD-KNIGHT
et al., 1982) ont montré que la catalyse du transfert d'un groupe phosphoryle par cet
enzyme s'accompagne d'une inversion de configuration en accord avec les arguments cinétiques impliquant un mécanisme à complexe ternaire. Une stéréochimie
similaire a été démontrée pour d'autres kinases qui sont supposées suivre des
mécanismes impliquant un complexe ternaire, mais certaines kinases, comme la
kinase des nucléosides phosphate, constituent une exception significative : non
seulement la réaction se déroule avec une rétention de la configuration de départ
(SHEU, RICHARD et FREY, 1979), mais elle se caractérise par un comportement
cinétique typique d'un mécanisme à enzyme modifié (GARCÉS et CLELAND, 1969).
Ainsi, le fait qu'un mécanisme à complexe ternaire produise une inversion de
configuration ne signifie pas qu'une inversion de conformation ne puisse être
expliquée qu'en terme de mécanisme à complexe ternaire : comme SPECTOR (1982)
l'a écrit, « un » n'est pas le seul nombre impair, et tous les arguments stéréochimiques
généralement proposés pour valider un mécanisme à un seul déplacement sont aussi
bien expliqués par un mécanisme impliquant trois déplacements (ou cinq, ou sept…).
Dans le cas de l'acétate kinase, l'existence d'un mécanisme impliquant un triple
déplacement a été prouvé de façon indubitable (SPECTOR, 1980).
Au cours de l'histoire de l'étude de ces réactions à plusieurs substrats et produits, il
a pu sembler qu'il serait possible d'exprimer les résultats expérimentaux en termes
de quelques généralisations, par exemple que les kinases suivent systématiquement
un mécanisme à ordre aléatoire impliquant un complexe ternaire, alors que les
déshydrogénases dépendant du NAD suivent un mécanisme à ordre obligatoire
impliquant un complexe ternaire (avec le NAD ox comme premier substrat et le
NAD red comme second produit) et que les transaminases suivent un mécanisme à
enzyme modifié. Ce type de classification n'est pas totalement incorrect et il peut
servir de guide lors de la caractérisation d'un nouvel enzyme, mais il est
certainement trop simpliste. Par exemple, l'alcool déshydrogénase, obtenue à partir
du foie de cheval, a été considérée comme l'archétype d'un enzyme suivant un
mécanisme à ordre obligatoire impliquant un complexe ternaire ; cependant, on
considère aujourd'hui que cet enzyme fixe ses substrats de manière aléatoire mais
qu'il libère ses produits de manière ordonnée (HANES et al., 1972). Dans le sens le
plus strict du terme, les mécanismes ordonnés à complexe ternaire n'existent pas,
mais ils restent utiles pour la discussion.
Il est important de réaliser que la séquence des événements suggérée par la cinétique, comme nous en discutons dans la suite de ce chapitre, ne s'accorde pas
nécessairement avec le mécanisme chimique, c'est-à-dire avec la séquence réelle
des événements moléculaires qui se déroulent dans le site actif de l'enzyme. D'un
point de vue cinétique, un mécanisme à complexe ternaire signifie que les deux
substrats doivent être fixés sur l'enzyme avant que le premier produit ne puisse être
libéré, mais il est parfaitement plausible que le premier produit ne soit libéré
CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
inversions successives restaurent la configuration initiale). Par exemple, les études
de l'hexokinase D du foie par résonance magnétique nucléaire (POLLARD-KNIGHT
et al., 1982) ont montré que la catalyse du transfert d'un groupe phosphoryle par cet
enzyme s'accompagne d'une inversion de configuration en accord avec les arguments cinétiques impliquant un mécanisme à complexe ternaire. Une stéréochimie
similaire a été démontrée pour d'autres kinases qui sont supposées suivre des
mécanismes impliquant un complexe ternaire, mais certaines kinases, comme la
kinase des nucléosides phosphate, constituent une exception significative : non
seulement la réaction se déroule avec une rétention de la configuration de départ
(SHEU, RICHARD et FREY, 1979), mais elle se caractérise par un comportement
cinétique typique d'un mécanisme à enzyme modifié (GARCÉS et CLELAND, 1969).
Ainsi, le fait qu'un mécanisme à complexe ternaire produise une inversion de
configuration ne signifie pas qu'une inversion de conformation ne puisse être
expliquée qu'en terme de mécanisme à complexe ternaire : comme SPECTOR (1982)
l'a écrit, « un » n'est pas le seul nombre impair, et tous les arguments stéréochimiques
généralement proposés pour valider un mécanisme à un seul déplacement sont aussi
bien expliqués par un mécanisme impliquant trois déplacements (ou cinq, ou sept…).
Dans le cas de l'acétate kinase, l'existence d'un mécanisme impliquant un triple
déplacement a été prouvé de façon indubitable (SPECTOR, 1980).
Au cours de l'histoire de l'étude de ces réactions à plusieurs substrats et produits, il
a pu sembler qu'il serait possible d'exprimer les résultats expérimentaux en termes
de quelques généralisations, par exemple que les kinases suivent systématiquement
un mécanisme à ordre aléatoire impliquant un complexe ternaire, alors que les
déshydrogénases dépendant du NAD suivent un mécanisme à ordre obligatoire
impliquant un complexe ternaire (avec le NAD ox comme premier substrat et le
NAD red comme second produit) et que les transaminases suivent un mécanisme à
enzyme modifié. Ce type de classification n'est pas totalement incorrect et il peut
servir de guide lors de la caractérisation d'un nouvel enzyme, mais il est
certainement trop simpliste. Par exemple, l'alcool déshydrogénase, obtenue à partir
du foie de cheval, a été considérée comme l'archétype d'un enzyme suivant un
mécanisme à ordre obligatoire impliquant un complexe ternaire ; cependant, on
considère aujourd'hui que cet enzyme fixe ses substrats de manière aléatoire mais
qu'il libère ses produits de manière ordonnée (HANES et al., 1972). Dans le sens le
plus strict du terme, les mécanismes ordonnés à complexe ternaire n'existent pas,
mais ils restent utiles pour la discussion.
Il est important de réaliser que la séquence des événements suggérée par la cinétique, comme nous en discutons dans la suite de ce chapitre, ne s'accorde pas
nécessairement avec le mécanisme chimique, c'est-à-dire avec la séquence réelle
des événements moléculaires qui se déroulent dans le site actif de l'enzyme. D'un
point de vue cinétique, un mécanisme à complexe ternaire signifie que les deux
substrats doivent être fixés sur l'enzyme avant que le premier produit ne puisse être
libéré, mais il est parfaitement plausible que le premier produit ne soit libéré