8 – EFFETS DE L’ENVIRONNEMENT SUR LES ENZYMES
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dangereux de tirer des conclusions à partir de la forme du graphique d’ARRHENIUS
à moins que celui-ci ne puisse être corrélé avec d’autres effets de la température,
mesurables indépendamment. MASSEY, CURTI et GANTHER (1966), par exemple,
ont observé des variations nettes à environ 14°C de la pente des graphiques
d’ARRHENIUS pour l’oxydase des acides aminés D ; à la même température, d’autres
techniques, telle que la sédimentation de vitesse et la spectroscopie d’absorbance
dans l’UV, indiquaient un changement de conformation de l’enzyme. Dans un tel
cas, il est raisonnable d’interpréter le comportement cinétique comme une conséquence de ce changement de conformation.
En général, peu d’importance est accordée aux études de la dépendance à la
température de quelque paramètre de MICHAELIS et MENTEN que ce soit sans que
la signification de ce paramètre en termes de mécanisme catalytique ne soit
connue. Si K m est une fonction de plusieurs constantes individuelles de vitesse, sa
dépendance à la température sera très vraisemblablement une combinaison complexe d’effets compensatoires, et donc peu significative ou sans intérêt ; par contre,
si K m est selon toute vraisemblance équivalent à une constante de dissociation, sa
dépendance à la température peut fournir des informations thermodynamiques
utiles au sujet de l’enzyme.
La majorité des « énergies de GIBBS d’activation » pour les réactions catalysées par
des enzymes qui ont été publiées, ont peu de valeur, mais il serait faux de suggérer
qu’aucune information utile ne peut être obtenue à partir de ce genre d’étude ; si
elles sont réalisées avec discernement, une information très utile pour la compréhension du mécanisme catalytique peut être obtenue. Une étude classique est
celle réalisée par BENDER, KÉZDY et GUNTER (1964) sur l’α-chymotrypsine. Ce
travail diffère en de très nombreux points des études typiques de la dépendance à la
température. Il incluait des preuves convaincantes de l’identification des étapes
particulières qui étaient ainsi étudiées dans le mécanisme de la réaction, il
comparait les résultats obtenus avec de nombreux substrats, il se rapportait à un
enzyme déjà très bien connu, et il était correctement interprété en terme de chimie.
8.7. EFFETS DE LA PRESSION SUR LES RÉACTIONS
CATALYSÉES PAR DES ENZYMES
8.7.1. Effets de la pression sur les équilibres et les vitesses de réaction
Déjà en 1914, BRIDGMAN avait démontré qu’une pression de 700 MPa induisait la
dénaturation des protéines du blanc d’œuf d’une manière similaire mais néanmoins
différente, à celle observée lors d’une augmentation de la température (BRIDGMAN,
1914). Depuis ces premières études, l’étude des effets de la pression sur les
macromolécules s’est développée et il est clair qu’une caractérisation complète des
propriétés thermodynamiques et cinétiques d’un système passe par l’étude des
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dangereux de tirer des conclusions à partir de la forme du graphique d’ARRHENIUS
à moins que celui-ci ne puisse être corrélé avec d’autres effets de la température,
mesurables indépendamment. MASSEY, CURTI et GANTHER (1966), par exemple,
ont observé des variations nettes à environ 14°C de la pente des graphiques
d’ARRHENIUS pour l’oxydase des acides aminés D ; à la même température, d’autres
techniques, telle que la sédimentation de vitesse et la spectroscopie d’absorbance
dans l’UV, indiquaient un changement de conformation de l’enzyme. Dans un tel
cas, il est raisonnable d’interpréter le comportement cinétique comme une conséquence de ce changement de conformation.
En général, peu d’importance est accordée aux études de la dépendance à la
température de quelque paramètre de MICHAELIS et MENTEN que ce soit sans que
la signification de ce paramètre en termes de mécanisme catalytique ne soit
connue. Si K m est une fonction de plusieurs constantes individuelles de vitesse, sa
dépendance à la température sera très vraisemblablement une combinaison complexe d’effets compensatoires, et donc peu significative ou sans intérêt ; par contre,
si K m est selon toute vraisemblance équivalent à une constante de dissociation, sa
dépendance à la température peut fournir des informations thermodynamiques
utiles au sujet de l’enzyme.
La majorité des « énergies de GIBBS d’activation » pour les réactions catalysées par
des enzymes qui ont été publiées, ont peu de valeur, mais il serait faux de suggérer
qu’aucune information utile ne peut être obtenue à partir de ce genre d’étude ; si
elles sont réalisées avec discernement, une information très utile pour la compréhension du mécanisme catalytique peut être obtenue. Une étude classique est
celle réalisée par BENDER, KÉZDY et GUNTER (1964) sur l’α-chymotrypsine. Ce
travail diffère en de très nombreux points des études typiques de la dépendance à la
température. Il incluait des preuves convaincantes de l’identification des étapes
particulières qui étaient ainsi étudiées dans le mécanisme de la réaction, il
comparait les résultats obtenus avec de nombreux substrats, il se rapportait à un
enzyme déjà très bien connu, et il était correctement interprété en terme de chimie.
8.7. EFFETS DE LA PRESSION SUR LES RÉACTIONS
CATALYSÉES PAR DES ENZYMES
8.7.1. Effets de la pression sur les équilibres et les vitesses de réaction
Déjà en 1914, BRIDGMAN avait démontré qu’une pression de 700 MPa induisait la
dénaturation des protéines du blanc d’œuf d’une manière similaire mais néanmoins
différente, à celle observée lors d’une augmentation de la température (BRIDGMAN,
1914). Depuis ces premières études, l’étude des effets de la pression sur les
macromolécules s’est développée et il est clair qu’une caractérisation complète des
propriétés thermodynamiques et cinétiques d’un système passe par l’étude des