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CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
substrat ne puisse pas se fixer directement sur différentes formes ioniques de
l’enzyme et donc l’hypothèse est faite dans le but de simplifier le système plutôt
que de représenter la réalité. Si ces étapes sont incluses dans le mécanisme, les
étapes de fixation des protons ne sont pas des culs-de-sac et elles ne peuvent être
traitées comme des équilibres que si elles sont supposées très rapides par rapport
aux autres étapes de la réaction. Cela constitue une hypothèse raisonnable, à la
simple vue de la nature de la réaction, mais qui n’est pas toujours vrai, en
particulier si la réaction de fixation de protons implique un changement obligatoire
de conformation de la protéine.
Deuxièmement, le schéma de la figure 8.8 implique aussi que la réaction catalytique comprend uniquement deux étapes, comme dans le mécanisme simple de
MICHAELIS et MENTEN. Si nous postulons l’existence de plusieurs étapes, où
chaque intermédiaire est capable de fixer ou de libérer des protons, la forme de
l’équation de vitesse n’est pas affectée, mais l’interprétation des résultats expérimentaux devient plus compliquée puisque chaque constante de dissociation
mesurée expérimentalement est la moyenne des valeurs pour les différents intermédiaires, pondérée en faveur des formes prédominantes (comparez avec l’effet de
l’introduction d’une étape supplémentaire dans le mécanisme simple de
MICHAELIS et MENTEN, § 3.6).
Finalement, il n’est pas toujours vrai que seul le complexe HEA
– puisse catalyser la
réaction chimique et donner les produits, mais c’est une supposition vraisemblable
pour de nombreux enzymes puisque l’activité de la plupart des enzymes tend vers
zéro pour des valeurs extrêmes de pH.
8.3.2. La dépendance au pH des paramètres V et V /K m
Si nous considérons que le schéma de la figure 8.8 est une représentation satisfaisante d’un mécanisme réel, nous pouvons établir les équations de vitesse qui en
découlent. S’il n’y a pas d’étape d’ionisation et que HE
– et HEA
– sont les seules
formes de l’enzyme, le mécanisme correspond à un mécanisme ordinaire de
MICHAELIS et MENTEN, caractérisé par l’équation de vitesse :
v
kE
A
kk
k
A
VA
KA m
=
+ +
=
+
−
20
12
1
[] []
[]
˜ []
˜
[]
[8.35]
dans laquelle ˜
[]
VkE = 20 et ˜
()
Kk
k k
m =+ −12
1 sont des paramètres indépendants
du pH. Dans le modèle de la figure 8.8, cependant, l’enzyme libre n’existe pas
uniquement sous la forme HE
– et le complexe enzyme-substrat n’existe pas
uniquement sous la forme HEA
– . L’équation complète de vitesse a la même forme
que celle de l’équation [8.14], c’est-à-dire :
v
VA
KA m
=
+
[]
[]
[8.36]
CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
substrat ne puisse pas se fixer directement sur différentes formes ioniques de
l’enzyme et donc l’hypothèse est faite dans le but de simplifier le système plutôt
que de représenter la réalité. Si ces étapes sont incluses dans le mécanisme, les
étapes de fixation des protons ne sont pas des culs-de-sac et elles ne peuvent être
traitées comme des équilibres que si elles sont supposées très rapides par rapport
aux autres étapes de la réaction. Cela constitue une hypothèse raisonnable, à la
simple vue de la nature de la réaction, mais qui n’est pas toujours vrai, en
particulier si la réaction de fixation de protons implique un changement obligatoire
de conformation de la protéine.
Deuxièmement, le schéma de la figure 8.8 implique aussi que la réaction catalytique comprend uniquement deux étapes, comme dans le mécanisme simple de
MICHAELIS et MENTEN. Si nous postulons l’existence de plusieurs étapes, où
chaque intermédiaire est capable de fixer ou de libérer des protons, la forme de
l’équation de vitesse n’est pas affectée, mais l’interprétation des résultats expérimentaux devient plus compliquée puisque chaque constante de dissociation
mesurée expérimentalement est la moyenne des valeurs pour les différents intermédiaires, pondérée en faveur des formes prédominantes (comparez avec l’effet de
l’introduction d’une étape supplémentaire dans le mécanisme simple de
MICHAELIS et MENTEN, § 3.6).
Finalement, il n’est pas toujours vrai que seul le complexe HEA
– puisse catalyser la
réaction chimique et donner les produits, mais c’est une supposition vraisemblable
pour de nombreux enzymes puisque l’activité de la plupart des enzymes tend vers
zéro pour des valeurs extrêmes de pH.
8.3.2. La dépendance au pH des paramètres V et V /K m
Si nous considérons que le schéma de la figure 8.8 est une représentation satisfaisante d’un mécanisme réel, nous pouvons établir les équations de vitesse qui en
découlent. S’il n’y a pas d’étape d’ionisation et que HE
– et HEA
– sont les seules
formes de l’enzyme, le mécanisme correspond à un mécanisme ordinaire de
MICHAELIS et MENTEN, caractérisé par l’équation de vitesse :
v
kE
A
kk
k
A
VA
KA m
=
+ +
=
+
−
20
12
1
[] []
[]
˜ []
˜
[]
[8.35]
dans laquelle ˜
[]
VkE = 20 et ˜
()
Kk
k k
m =+ −12
1 sont des paramètres indépendants
du pH. Dans le modèle de la figure 8.8, cependant, l’enzyme libre n’existe pas
uniquement sous la forme HE
– et le complexe enzyme-substrat n’existe pas
uniquement sous la forme HEA
– . L’équation complète de vitesse a la même forme
que celle de l’équation [8.14], c’est-à-dire :
v
VA
KA m
=
+
[]
[]
[8.36]