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CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
8.4. IONISATION DU SUBSTRAT
De nombreux substrats s’ionisent dans la gamme de pH utilisée pour les expériences de cinétique. Si le substrat s’ionise, il est nécessaire de se demander si les
valeurs observées de pK a se rapportent à des groupes de l’enzyme ou du substrat.
La théorie de ce cas, est la même que pour l’ionisation de l’enzyme et la théorie
présentée ci-dessus doit seulement être légèrement modifiée. La dépendance de V
au pH, et la diminution de la pente des graphiques de log K m en fonction du pH, se
rapportent toujours au complexe enzyme-substrat ; mais la dépendance de VK m
au pH, et les augmentations de la pente dans les graphiques de log K m en fonction
du pH peuvent se rapporter soit à l’enzyme libre, soit au substrat libre. Dans
certains cas, il est possible de choisir parmi ces deux interprétations en utilisant un
substrat qui ne s’ionise pas. Par exemple (figure 8.10a), la dépendance de kK cat m
au pH pour l’hydrolyse de l’acétyl-L-phénylalanine-L-phénylalanylglycine catalysée par la pepsine se caractérise par des valeurs de pK a de 1,1 et de 3,5, parmi
lesquelles la dernière pourrait être attribuée à un groupe du substrat. Cette interprétation a été confirmée en considérant un substrat qui ne s’ionise pas, l’acétyl-Lphénylalanine-L-phénylalaninamide : la dépendance au pH de la réaction avec ce
dernier se caractérise par une valeur de pK a,1 essentiellement identique, de 1,05,
mais par une seconde valeur de pK a,2 plus élevée, de 4,75 (figure 8.10b), qui se
rapporte probablement à l’ionisation d’un groupe de l’enzyme.
8.5. EFFETS COMPLEXES DU PH
Une des raisons principales des études de dépendance au pH est de mesurer les
valeurs de pK a et à partir de là, de déduire la nature chimique des groupes de l’enzyme qui participent à la catalyse. Bien que cette pratique soit largement répandue,
elle demande plus de précautions qu’il n’y paraît, parce que les traitements simples
des effets du pH reposent sur des hypothèses qui ne sont pas toujours vérifiées.
KNOWLES (1976) a discuté de manière critique les hypothèses qui sont couramment faites lors de l’interprétation des profils de pH et a montré comment on peut
être amené à en tirer des conclusions erronées ; sa revue devrait être lue par
quiconque s’intéresse sérieusement aux effets du pH sur les enzymes.
Ce ne sont pas seulement les hypothèses quantitatives qui sont suspectes ; l’interprétation qualitative d’un profil de pH peut aussi être trompeuse. Par exemple, bien
qu’une courbe en cloche puisse indiquer la nécessité pour deux groupes d’exister
dans une forme ionique particulière, comme nous en avons discuté dans les § 8.3 et
8.4, ce n’est pas la seule possibilité : dans certaines circonstances un groupe unique
impliqué dans différents états d’ionisation dans deux étapes distinctes de la réaction peut donner un comportement similaire (DIXON, 1973 ; CORNISH-BOWDEN,
1976a).
CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
8.4. IONISATION DU SUBSTRAT
De nombreux substrats s’ionisent dans la gamme de pH utilisée pour les expériences de cinétique. Si le substrat s’ionise, il est nécessaire de se demander si les
valeurs observées de pK a se rapportent à des groupes de l’enzyme ou du substrat.
La théorie de ce cas, est la même que pour l’ionisation de l’enzyme et la théorie
présentée ci-dessus doit seulement être légèrement modifiée. La dépendance de V
au pH, et la diminution de la pente des graphiques de log K m en fonction du pH, se
rapportent toujours au complexe enzyme-substrat ; mais la dépendance de VK m
au pH, et les augmentations de la pente dans les graphiques de log K m en fonction
du pH peuvent se rapporter soit à l’enzyme libre, soit au substrat libre. Dans
certains cas, il est possible de choisir parmi ces deux interprétations en utilisant un
substrat qui ne s’ionise pas. Par exemple (figure 8.10a), la dépendance de kK cat m
au pH pour l’hydrolyse de l’acétyl-L-phénylalanine-L-phénylalanylglycine catalysée par la pepsine se caractérise par des valeurs de pK a de 1,1 et de 3,5, parmi
lesquelles la dernière pourrait être attribuée à un groupe du substrat. Cette interprétation a été confirmée en considérant un substrat qui ne s’ionise pas, l’acétyl-Lphénylalanine-L-phénylalaninamide : la dépendance au pH de la réaction avec ce
dernier se caractérise par une valeur de pK a,1 essentiellement identique, de 1,05,
mais par une seconde valeur de pK a,2 plus élevée, de 4,75 (figure 8.10b), qui se
rapporte probablement à l’ionisation d’un groupe de l’enzyme.
8.5. EFFETS COMPLEXES DU PH
Une des raisons principales des études de dépendance au pH est de mesurer les
valeurs de pK a et à partir de là, de déduire la nature chimique des groupes de l’enzyme qui participent à la catalyse. Bien que cette pratique soit largement répandue,
elle demande plus de précautions qu’il n’y paraît, parce que les traitements simples
des effets du pH reposent sur des hypothèses qui ne sont pas toujours vérifiées.
KNOWLES (1976) a discuté de manière critique les hypothèses qui sont couramment faites lors de l’interprétation des profils de pH et a montré comment on peut
être amené à en tirer des conclusions erronées ; sa revue devrait être lue par
quiconque s’intéresse sérieusement aux effets du pH sur les enzymes.
Ce ne sont pas seulement les hypothèses quantitatives qui sont suspectes ; l’interprétation qualitative d’un profil de pH peut aussi être trompeuse. Par exemple, bien
qu’une courbe en cloche puisse indiquer la nécessité pour deux groupes d’exister
dans une forme ionique particulière, comme nous en avons discuté dans les § 8.3 et
8.4, ce n’est pas la seule possibilité : dans certaines circonstances un groupe unique
impliqué dans différents états d’ionisation dans deux étapes distinctes de la réaction peut donner un comportement similaire (DIXON, 1973 ; CORNISH-BOWDEN,
1976a).