6 – RÉACTIONS À PLUSIEURS SUBSTRATS
221
6.7. INHIBITION PAR LE PRODUIT
Les études d'inhibition par le produit font partie des méthodes les plus utiles pour
la détermination de l'ordre de fixation des substrats et de l'ordre de libération des
produits, puisqu'elles sont à la fois très informatives et faciles à comprendre.
A condition qu'un seul des produits soit ajouté au mélange réactionnel, le terme du
numérateur qui correspond à la réaction inverse doit être égal à zéro (excepté dans
les réactions à un seul produit, qui ne sont pas courantes). Le seul effet dû à
l'addition du produit, est l'augmentation de la valeur du dénominateur de l'équation
de vitesse, qui se traduit par une inhibition de la réaction directe.
La question de savoir si un inhibiteur particulier agit comme un inhibiteur compétitif, anti-compétitif ou mixte n'a pas de réponse absolue, puisque cela dépend du
substrat dont la concentration est considérée comme une variable. Une fois que ce
choix est réalisé, cependant, la réponse est directe : le dénominateur de l'équation
de vitesse peut être séparé en termes constants et variables, selon que ceux-ci
contiennent ou non la concentration du substrat variable ; l'expression de V
app
dépend des termes variables, alors que l'expression de VK
app
m
app dépend des
termes constants, comme dans le § 6.5. Comme nous l'avons décrit dans le § 5.2 et
résumé dans le tableau 5.1, les différents types d'inhibition sont classés selon qu'ils
affectent VK
app
m
app (inhibition compétitive), V
app
(inhibition anti-compétitive) ou
les deux (inhibition mixte). Ainsi un produit se comporte comme un inhibiteur
compétitif si sa concentration apparaît seulement dans les termes constants, comme
un inhibiteur anti-compétitif si elle apparaît dans les termes variables et comme un
inhibiteur mixte si elle apparaît dans les termes constants et variables. Si le produit
ne peut se combiner qu'avec une seule forme de l'enzyme, uniquement des termes
linéaires en concentration sont possibles, et donc l'inhibition est linéaire ; mais
l'inhibition non-linéaire devient possible si le produit peut également se fixer sur
une « mauvaise » forme de l'enzyme pour donner un complexe de type cul-de-sac.
Ces principes peuvent être illustrés en utilisant comme exemple un mécanisme
ordonné à complexe ternaire dans des conditions où P est ajouté au mélange
réactionnel en absence de Q, et où A est le substrat dont la concentration est
variable. L'équation complète de vitesse est l'équation [6.21], mais elle peut être
simplifiée en éliminant les termes qui renferment [] Q , et en réarrangeant le
dénominateur D de sorte que les termes qui contiennent [] A soient séparés des
autres termes. Une fois cela réalisé, le dénominateur peut être écrit de la manière
suivante :
D
KB
KK
KP
KK
A
K
B
K
KP
KK
BP
KK
mA
iA mB
mQ
mP iQ
iA
mB
mQ
mP iQ
mB iP
=+
+
+
+
+
+
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
11
[]
[] []
[]
[] [] [] [6.40]
Partie constante
Partie variable
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6.7. INHIBITION PAR LE PRODUIT
Les études d'inhibition par le produit font partie des méthodes les plus utiles pour
la détermination de l'ordre de fixation des substrats et de l'ordre de libération des
produits, puisqu'elles sont à la fois très informatives et faciles à comprendre.
A condition qu'un seul des produits soit ajouté au mélange réactionnel, le terme du
numérateur qui correspond à la réaction inverse doit être égal à zéro (excepté dans
les réactions à un seul produit, qui ne sont pas courantes). Le seul effet dû à
l'addition du produit, est l'augmentation de la valeur du dénominateur de l'équation
de vitesse, qui se traduit par une inhibition de la réaction directe.
La question de savoir si un inhibiteur particulier agit comme un inhibiteur compétitif, anti-compétitif ou mixte n'a pas de réponse absolue, puisque cela dépend du
substrat dont la concentration est considérée comme une variable. Une fois que ce
choix est réalisé, cependant, la réponse est directe : le dénominateur de l'équation
de vitesse peut être séparé en termes constants et variables, selon que ceux-ci
contiennent ou non la concentration du substrat variable ; l'expression de V
app
dépend des termes variables, alors que l'expression de VK
app
m
app dépend des
termes constants, comme dans le § 6.5. Comme nous l'avons décrit dans le § 5.2 et
résumé dans le tableau 5.1, les différents types d'inhibition sont classés selon qu'ils
affectent VK
app
m
app (inhibition compétitive), V
app
(inhibition anti-compétitive) ou
les deux (inhibition mixte). Ainsi un produit se comporte comme un inhibiteur
compétitif si sa concentration apparaît seulement dans les termes constants, comme
un inhibiteur anti-compétitif si elle apparaît dans les termes variables et comme un
inhibiteur mixte si elle apparaît dans les termes constants et variables. Si le produit
ne peut se combiner qu'avec une seule forme de l'enzyme, uniquement des termes
linéaires en concentration sont possibles, et donc l'inhibition est linéaire ; mais
l'inhibition non-linéaire devient possible si le produit peut également se fixer sur
une « mauvaise » forme de l'enzyme pour donner un complexe de type cul-de-sac.
Ces principes peuvent être illustrés en utilisant comme exemple un mécanisme
ordonné à complexe ternaire dans des conditions où P est ajouté au mélange
réactionnel en absence de Q, et où A est le substrat dont la concentration est
variable. L'équation complète de vitesse est l'équation [6.21], mais elle peut être
simplifiée en éliminant les termes qui renferment [] Q , et en réarrangeant le
dénominateur D de sorte que les termes qui contiennent [] A soient séparés des
autres termes. Une fois cela réalisé, le dénominateur peut être écrit de la manière
suivante :
D
KB
KK
KP
KK
A
K
B
K
KP
KK
BP
KK
mA
iA mB
mQ
mP iQ
iA
mB
mQ
mP iQ
mB iP
=+
+
+
+
+
+
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
11
[]
[] []
[]
[] [] [] [6.40]
Partie constante
Partie variable