6 – RÉACTIONS À PLUSIEURS SUBSTRATS
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6.4. LES ÉQUATIONS DE VITESSE
6.4.1. Mécanisme de type ordonné à complexe ternaire
Les mesures cinétiques dans des conditions d'état stationnaire ont démontré leur
incontestable valeur pour permettre de distinguer les différents mécanismes réactionnels dans les réactions de transfert de groupe. Le développement des méthodes
cinétiques représente un travail considérable en raison du nombre de possibilités et
des différences minimes qui existent entre les divers mécanismes cinétiques.
SEGAL, KACHMAR et BOYER (1952) ont été parmi les premiers à reconnaître l'importance d'une approche systématique, et ils ont dérivé les équations pour plusieurs
mécanismes. Ensuite, ALBERTY (1953, 1958) et DALZIEL (1957) ont fait largement
progresser le champ des connaissances relatives aux réactions de transfert et ils ont
introduit la plupart des méthodes décrites dans ce chapitre.
Puisque toutes les méthodes d'analyse cinétique dans des conditions d'état stationnaire qui permettent de distinguer les différents mécanismes reposent sur la comparaison des équations complètes de vitesse, nous allons commencer par introduire
brièvement ces équations et la procédure à suivre pour les obtenir, avant de discuter
des méthodes d'analyse proprement dites. L'équation pour un mécanisme ordonné à
complexe ternaire est présentée en premier puisqu'elle a été dérivée dans le § 6.3.2
en utilisant la méthode de KING et ALTMAN (équation [6.10]) :
v
EN A BNP Q
DD A D B
D P
D Q
D AB
D AP
DBQ
DPQ
DABP
DBPQ
=
−
++
+
+
+
+
++
+
+
−
[ ] ( [ ][ ]
[ ][ ])
[]
[]
[]
[]
[] []
[] []
[] []
[] []
[] [] []
[] [] []
01
1
0
12345
6
789
1 0
[6.20]
Cette équation contient treize coefficients, mais ceux-ci sont définis à partir de
huit constantes de vitesse, de sorte qu'il doit exister des relations entre les coefficients qui ne sont pas explicitent dans l'équation. De plus, les coefficients n'ont pas
de signification mécanique apparente. De nombreux systèmes ont été utilisés pour
réécrire les équations de vitesse dans des termes plus significatifs ; celui que nous
utilisons dans ce manuel est celui préconisé par l'IUBMB (IUB, 1982), et dérive de
la classification des constantes selon trois types introduite par CLELAND (1963) :
les vitesses limites, les constantes de MICHAELIS et les constantes d'inhibition. En
général, une constante de MICHAELIS K mA pour un substrat A correspond au K m
dans une réaction à un seul substrat et une constante d'inhibition K iA est liée aux
valeurs de K ic et de K iu obtenues quand le substrat A est utilisé comme un produit se
comportant en inhibiteur de la réaction inverse (mais n'est pas obligatoirement
identique à l'un de ceux-ci). Dans certaines circonstances, les constantes d'inhibition correspondent à d'authentiques constantes de dissociation des substrats et
dans ces cas, il est possible de mettre cette caractéristique en évidence en utilisant
un symbole du type K sA plutôt que K iA … Si les concentrations réelles de l'enzyme
sont connues, les vitesses limites peuvent être converties en constantes catalytiques
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6.4. LES ÉQUATIONS DE VITESSE
6.4.1. Mécanisme de type ordonné à complexe ternaire
Les mesures cinétiques dans des conditions d'état stationnaire ont démontré leur
incontestable valeur pour permettre de distinguer les différents mécanismes réactionnels dans les réactions de transfert de groupe. Le développement des méthodes
cinétiques représente un travail considérable en raison du nombre de possibilités et
des différences minimes qui existent entre les divers mécanismes cinétiques.
SEGAL, KACHMAR et BOYER (1952) ont été parmi les premiers à reconnaître l'importance d'une approche systématique, et ils ont dérivé les équations pour plusieurs
mécanismes. Ensuite, ALBERTY (1953, 1958) et DALZIEL (1957) ont fait largement
progresser le champ des connaissances relatives aux réactions de transfert et ils ont
introduit la plupart des méthodes décrites dans ce chapitre.
Puisque toutes les méthodes d'analyse cinétique dans des conditions d'état stationnaire qui permettent de distinguer les différents mécanismes reposent sur la comparaison des équations complètes de vitesse, nous allons commencer par introduire
brièvement ces équations et la procédure à suivre pour les obtenir, avant de discuter
des méthodes d'analyse proprement dites. L'équation pour un mécanisme ordonné à
complexe ternaire est présentée en premier puisqu'elle a été dérivée dans le § 6.3.2
en utilisant la méthode de KING et ALTMAN (équation [6.10]) :
v
EN A BNP Q
DD A D B
D P
D Q
D AB
D AP
DBQ
DPQ
DABP
DBPQ
=
−
++
+
+
+
+
++
+
+
−
[ ] ( [ ][ ]
[ ][ ])
[]
[]
[]
[]
[] []
[] []
[] []
[] []
[] [] []
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01
1
0
12345
6
789
1 0
[6.20]
Cette équation contient treize coefficients, mais ceux-ci sont définis à partir de
huit constantes de vitesse, de sorte qu'il doit exister des relations entre les coefficients qui ne sont pas explicitent dans l'équation. De plus, les coefficients n'ont pas
de signification mécanique apparente. De nombreux systèmes ont été utilisés pour
réécrire les équations de vitesse dans des termes plus significatifs ; celui que nous
utilisons dans ce manuel est celui préconisé par l'IUBMB (IUB, 1982), et dérive de
la classification des constantes selon trois types introduite par CLELAND (1963) :
les vitesses limites, les constantes de MICHAELIS et les constantes d'inhibition. En
général, une constante de MICHAELIS K mA pour un substrat A correspond au K m
dans une réaction à un seul substrat et une constante d'inhibition K iA est liée aux
valeurs de K ic et de K iu obtenues quand le substrat A est utilisé comme un produit se
comportant en inhibiteur de la réaction inverse (mais n'est pas obligatoirement
identique à l'un de ceux-ci). Dans certaines circonstances, les constantes d'inhibition correspondent à d'authentiques constantes de dissociation des substrats et
dans ces cas, il est possible de mettre cette caractéristique en évidence en utilisant
un symbole du type K sA plutôt que K iA … Si les concentrations réelles de l'enzyme
sont connues, les vitesses limites peuvent être converties en constantes catalytiques