8 – EFFETS DE L’ENVIRONNEMENT SUR LES ENZYMES
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plusieurs différences entre les protons et les autres effecteurs qui rendent utiles
d’examiner séparément la fixation des protons. Premièrement, quasiment tous les
enzymes sont affectés par les protons, de telle sorte que les protons sont des
effecteurs beaucoup plus importants que n’importe quel autre effecteur. Ils sont
beaucoup plus petits que n’importe quel autre composé chimique et n’ont aucun
effet stérique ; cela signifie que certains phénomènes, telle l’inhibition non-compétitive pure (§ 5.2.2), sont courants avec les protons alors qu’ils sont particulièrement rares en général. La concentration de proton peut être mesurée et contrôlée
sur une gamme beaucoup plus grande que celle accessible à tout autre effecteur et
donc nous pouvons nous attendre à observer n’importe quel effet possible. Finalement, les protons se fixent normalement sur de nombreux sites sur un enzyme, de
sorte qu’il est souvent insuffisant de considérer la fixation sur un seul site.
8.2. LES PROPRIÉTÉS ACIDE-BASE
8.2.1. Les équilibres d’ionisation
Dans leurs cours de chimie et de biochimie, les étudiants sont confrontés à plusieurs
définitions des acides et des bases. Pour comprendre les propriétés des enzymes et
de la plupart des autres molécules biologiques, il est préférable de considérer la
définition proposée par BRØNSTED (1923) : un acide est une espèce ayant tendance
à perdre un proton, alors qu’une base est une espèce ayant tendance à fixer un
proton.
Mise à part l’importance prépondérante qu’elle accorde au proton, cette définition
présente l’avantage de se référer à une « espèce », et donc elle inclut les atomes
aussi bien que les molécules. Une manière d’exprimer cette définition est de
considérer qu’un acide est un donneur de proton sous la forme :
AH
A
– + H
+
[8.1]
quand AH est un acide neutre, ou sous la forme :
BH
+
B + H
+
[8.2]
quand BH
+ est un acide cationique. De la même manière, une base est définie
comme un accepteur de proton. Les formes A
– et B dans les équations [8.1] et [8.2]
sont des bases et sont généralement désignées comme les bases conjuguées de
l’acide correspondant.
Pour les réactions biochimiques qui se déroulent en solution aqueuse, il est important de noter que l’eau participe à la réaction de dissociation. En effet en solution
aqueuse, la réaction décrite par l’équation [8.1] s’écrit de la manière suivante pour
un acide possédant un seul groupe ionisable :
AH + H 2 O
A
– + H 3 O
+
[8.3]
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plusieurs différences entre les protons et les autres effecteurs qui rendent utiles
d’examiner séparément la fixation des protons. Premièrement, quasiment tous les
enzymes sont affectés par les protons, de telle sorte que les protons sont des
effecteurs beaucoup plus importants que n’importe quel autre effecteur. Ils sont
beaucoup plus petits que n’importe quel autre composé chimique et n’ont aucun
effet stérique ; cela signifie que certains phénomènes, telle l’inhibition non-compétitive pure (§ 5.2.2), sont courants avec les protons alors qu’ils sont particulièrement rares en général. La concentration de proton peut être mesurée et contrôlée
sur une gamme beaucoup plus grande que celle accessible à tout autre effecteur et
donc nous pouvons nous attendre à observer n’importe quel effet possible. Finalement, les protons se fixent normalement sur de nombreux sites sur un enzyme, de
sorte qu’il est souvent insuffisant de considérer la fixation sur un seul site.
8.2. LES PROPRIÉTÉS ACIDE-BASE
8.2.1. Les équilibres d’ionisation
Dans leurs cours de chimie et de biochimie, les étudiants sont confrontés à plusieurs
définitions des acides et des bases. Pour comprendre les propriétés des enzymes et
de la plupart des autres molécules biologiques, il est préférable de considérer la
définition proposée par BRØNSTED (1923) : un acide est une espèce ayant tendance
à perdre un proton, alors qu’une base est une espèce ayant tendance à fixer un
proton.
Mise à part l’importance prépondérante qu’elle accorde au proton, cette définition
présente l’avantage de se référer à une « espèce », et donc elle inclut les atomes
aussi bien que les molécules. Une manière d’exprimer cette définition est de
considérer qu’un acide est un donneur de proton sous la forme :
AH
A
– + H
+
[8.1]
quand AH est un acide neutre, ou sous la forme :
BH
+
B + H
+
[8.2]
quand BH
+ est un acide cationique. De la même manière, une base est définie
comme un accepteur de proton. Les formes A
– et B dans les équations [8.1] et [8.2]
sont des bases et sont généralement désignées comme les bases conjuguées de
l’acide correspondant.
Pour les réactions biochimiques qui se déroulent en solution aqueuse, il est important de noter que l’eau participe à la réaction de dissociation. En effet en solution
aqueuse, la réaction décrite par l’équation [8.1] s’écrit de la manière suivante pour
un acide possédant un seul groupe ionisable :
AH + H 2 O
A
– + H 3 O
+
[8.3]