6 – RÉACTIONS À PLUSIEURS SUBSTRATS
211
v
VB
K
A
KA
kB
E
A
KA
mB
iA
B
iA
=
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
+
=
+
1
0
[] []
[]
( [ ])[ ] [ ]
[]
[6.26]
Dans cette équation, kk K
Bm B
= 0
est la constante de spécificité pour B alors que,
de la même manière, kk K
Am A
= 0
est définie comme la constante de spécificité
pour A. Il découle que K iA est la constante vraie de dissociation de EA, parce que
quand [] B tend vers zéro, la vitesse de la réaction de B avec EA tend également
vers zéro ; il n'y a rien dans cette situation qui empêche l'étape de fixation de A sur
E de s'approcher de l'équilibre et dans ce cas l'hypothèse de MICHAELIS et MENTEN
d'un équilibre de fixation est entièrement justifiée. K iB n'apparaît pas dans l'équation
[6.24] puisque B ne se lie pas à l'enzyme libre. Ce paramètre apparaît cependant
dans l'équation [6.21] pour le mécanisme réversible complet et sa grandeur
détermine le rôle inhibiteur de B sur la réaction inverse. Bien que l'équation [6.24]
ne soit pas symétrique en A et B, puisque K iA K mB n'est pas égal à K mA K iB , sa forme
est symétrique ; dès lors, la mesure des vitesses initiales en absence de produit ne
distingue pas A de B, c'est-à-dire qu'elle ne permet pas de déterminer lequel des
deux substrats se fixe en premier sur l'enzyme.
Il est intéressant d'examiner les définitions des constantes de spécificité dans la
forme la plus simple d'un mécanisme à enzyme modifié. A partir des définitions
données dans le tableau 6.2, la constante de spécificité pour A peut être exprimée
en fonction des constantes de vitesse de la manière suivante :
k
kk
kk
A =
+
−
12
12
[6.27]
Il faut noter que cette définition inclut uniquement des constantes de vitesse de la
moitié de la réaction qui implique A ; les constantes de vitesse pour les étapes qui
impliquent B sont absentes. De la même manière, la constante de spécificité pour B
est indépendante des étapes qui impliquent A. En principe, donc, nous pouvons
penser que si le substrat B est remplacé par un analogue B' dont la réaction avec A
est catalysée par le même enzyme, la valeur de k A sera inchangée. Les tests appropriés ont été réalisés avec très peu d'enzymes, mais quand ils ont été réalisés ces
tests n'étaient en général pas en accord avec la prédiction. L'aspartate transaminase
(équation [6.3]), un des enzymes les plus étudiés qui suit un mécanisme à enzyme
modifié, et qui est parfois considéré comme un archétype de ce type de mécanisme,
se comporte de la manière attendue (KATZ et WESTLEY, 1979), mais plusieurs
autres enzymes étudiés par le même groupe ne le font pas (JARABAK et WESTLEY,
1974 ; KATZ et WESTLEY, 1979, 1980). Avec d'autres enzymes, la variation de k A
avec la nature de B a souvent été considérée comme une preuve que le mécanisme
à enzyme modifié ne peut pas s'appliquer (par exemple, voir MORPETH et MASSEY,
1982).
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E
A
KA
mB
iA
B
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=
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
+
=
+
1
0
[] []
[]
( [ ])[ ] [ ]
[]
[6.26]
Dans cette équation, kk K
Bm B
= 0
est la constante de spécificité pour B alors que,
de la même manière, kk K
Am A
= 0
est définie comme la constante de spécificité
pour A. Il découle que K iA est la constante vraie de dissociation de EA, parce que
quand [] B tend vers zéro, la vitesse de la réaction de B avec EA tend également
vers zéro ; il n'y a rien dans cette situation qui empêche l'étape de fixation de A sur
E de s'approcher de l'équilibre et dans ce cas l'hypothèse de MICHAELIS et MENTEN
d'un équilibre de fixation est entièrement justifiée. K iB n'apparaît pas dans l'équation
[6.24] puisque B ne se lie pas à l'enzyme libre. Ce paramètre apparaît cependant
dans l'équation [6.21] pour le mécanisme réversible complet et sa grandeur
détermine le rôle inhibiteur de B sur la réaction inverse. Bien que l'équation [6.24]
ne soit pas symétrique en A et B, puisque K iA K mB n'est pas égal à K mA K iB , sa forme
est symétrique ; dès lors, la mesure des vitesses initiales en absence de produit ne
distingue pas A de B, c'est-à-dire qu'elle ne permet pas de déterminer lequel des
deux substrats se fixe en premier sur l'enzyme.
Il est intéressant d'examiner les définitions des constantes de spécificité dans la
forme la plus simple d'un mécanisme à enzyme modifié. A partir des définitions
données dans le tableau 6.2, la constante de spécificité pour A peut être exprimée
en fonction des constantes de vitesse de la manière suivante :
k
kk
kk
A =
+
−
12
12
[6.27]
Il faut noter que cette définition inclut uniquement des constantes de vitesse de la
moitié de la réaction qui implique A ; les constantes de vitesse pour les étapes qui
impliquent B sont absentes. De la même manière, la constante de spécificité pour B
est indépendante des étapes qui impliquent A. En principe, donc, nous pouvons
penser que si le substrat B est remplacé par un analogue B' dont la réaction avec A
est catalysée par le même enzyme, la valeur de k A sera inchangée. Les tests appropriés ont été réalisés avec très peu d'enzymes, mais quand ils ont été réalisés ces
tests n'étaient en général pas en accord avec la prédiction. L'aspartate transaminase
(équation [6.3]), un des enzymes les plus étudiés qui suit un mécanisme à enzyme
modifié, et qui est parfois considéré comme un archétype de ce type de mécanisme,
se comporte de la manière attendue (KATZ et WESTLEY, 1979), mais plusieurs
autres enzymes étudiés par le même groupe ne le font pas (JARABAK et WESTLEY,
1974 ; KATZ et WESTLEY, 1979, 1980). Avec d'autres enzymes, la variation de k A
avec la nature de B a souvent été considérée comme une preuve que le mécanisme
à enzyme modifié ne peut pas s'appliquer (par exemple, voir MORPETH et MASSEY,
1982).