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CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
9.1.5. Interactions allostériques
La conversion du fructose 6-phosphate en fructose 1,6-biphosphate illustre un autre
aspect important de la régulation métabolique, nommément que les produits
immédiats et ultimes d’une réaction sont habituellement différents. Bien que l’ATP
soit un substrat de la phosphofructokinase, l’effet de la glycolyse dans sa totalité
est de produire de l’ATP, et cela en très grande quantité si nous considérons que la
glycolyse est une voie menant au cycle des acides tricarboxyliques et aux
phosphorylations oxidatives. Donc, l’ATP doit être considéré comme un produit de
la glycolyse, même s’il est un substrat de l’un des principaux enzymes régulant la
glycolyse. En conséquence, l’inhibition ordinaire par le produit de la phosphofructokinase fonctionne de manière opposée à ce qui est nécessaire pour une
régulation efficace. Pour permettre un apport constant d’énergie métabolique, la
phosphofructokinase doit également être inhibée par le produit final de la voie
métabolique, l’ATP, comme c’est le cas dans la réalité.
Ce type d’inhibition ne peut toutefois pas se réaliser par les mécanismes habituels,
c’est-à-dire par l’intermédiaire de la fixation de l’inhibiteur agissant comme un
analogue du substrat. Dans un certain nombre de cas, cela entraînerait un effet
opposé à celui recherché ; dans d’autres cas, le produit final de la voie métabolique
peut avoir une ressemblance structurale limitée avec les réactifs de l’enzyme
régulé ; par exemple, l’histidine partage peu de similarités structurales avec le
phosphoribosyl-pyrophosphate, son précurseur métabolique. Pour permettre une
inhibition ou une activation par des effecteurs appropriés à la voie métabolique, de
nombreux enzymes régulés ont acquis des sites pour la fixation de l’inhibiteur qui
sont distincts des sites catalytiques. MONOD, CHANGEUX et JACOB (1963) ont proposé que ceux-ci s’appellent des sites allostériques, du Grec signifiant une forme
différente 1 , pour mettre en évidence la différence structurale entre substrat et effecteur, et que les enzymes qui possèdent de tels sites s’appellent des enzymes
allostériques.
De nombreux enzymes allostériques sont également coopératifs, et vice versa.
Cette dualité n’est pas surprenante puisque les deux propriétés sont importantes
pour la régulation métabolique, mais elle ne signifie pas que les deux termes sont
interchangeables : ces deux termes décrivent deux propriétés différentes qui
devraient être clairement distinguées. Dans de nombreux cas, elles ont été identifiées séparément : la coopérativité de l’hémoglobine était connue depuis plus de
60 ans lorsque l’effet allostérique du 1,2-biphosphoglycérate a été décrit ; le
premier enzyme dans la voie de biosynthèse de l’histidine a été un des premiers
enzymes allostériques reconnus, mais aucune phénomène de coopérativité n’a pu
être observé.
1. La traduction littéraire est « un autre solide », mais une « forme différente » transmet mieux l’idée essentielle que l’inhibition ne résulte pas d’une quelconque similarité structurale entre le substrat et l’effecteur.
CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
9.1.5. Interactions allostériques
La conversion du fructose 6-phosphate en fructose 1,6-biphosphate illustre un autre
aspect important de la régulation métabolique, nommément que les produits
immédiats et ultimes d’une réaction sont habituellement différents. Bien que l’ATP
soit un substrat de la phosphofructokinase, l’effet de la glycolyse dans sa totalité
est de produire de l’ATP, et cela en très grande quantité si nous considérons que la
glycolyse est une voie menant au cycle des acides tricarboxyliques et aux
phosphorylations oxidatives. Donc, l’ATP doit être considéré comme un produit de
la glycolyse, même s’il est un substrat de l’un des principaux enzymes régulant la
glycolyse. En conséquence, l’inhibition ordinaire par le produit de la phosphofructokinase fonctionne de manière opposée à ce qui est nécessaire pour une
régulation efficace. Pour permettre un apport constant d’énergie métabolique, la
phosphofructokinase doit également être inhibée par le produit final de la voie
métabolique, l’ATP, comme c’est le cas dans la réalité.
Ce type d’inhibition ne peut toutefois pas se réaliser par les mécanismes habituels,
c’est-à-dire par l’intermédiaire de la fixation de l’inhibiteur agissant comme un
analogue du substrat. Dans un certain nombre de cas, cela entraînerait un effet
opposé à celui recherché ; dans d’autres cas, le produit final de la voie métabolique
peut avoir une ressemblance structurale limitée avec les réactifs de l’enzyme
régulé ; par exemple, l’histidine partage peu de similarités structurales avec le
phosphoribosyl-pyrophosphate, son précurseur métabolique. Pour permettre une
inhibition ou une activation par des effecteurs appropriés à la voie métabolique, de
nombreux enzymes régulés ont acquis des sites pour la fixation de l’inhibiteur qui
sont distincts des sites catalytiques. MONOD, CHANGEUX et JACOB (1963) ont proposé que ceux-ci s’appellent des sites allostériques, du Grec signifiant une forme
différente 1 , pour mettre en évidence la différence structurale entre substrat et effecteur, et que les enzymes qui possèdent de tels sites s’appellent des enzymes
allostériques.
De nombreux enzymes allostériques sont également coopératifs, et vice versa.
Cette dualité n’est pas surprenante puisque les deux propriétés sont importantes
pour la régulation métabolique, mais elle ne signifie pas que les deux termes sont
interchangeables : ces deux termes décrivent deux propriétés différentes qui
devraient être clairement distinguées. Dans de nombreux cas, elles ont été identifiées séparément : la coopérativité de l’hémoglobine était connue depuis plus de
60 ans lorsque l’effet allostérique du 1,2-biphosphoglycérate a été décrit ; le
premier enzyme dans la voie de biosynthèse de l’histidine a été un des premiers
enzymes allostériques reconnus, mais aucune phénomène de coopérativité n’a pu
être observé.
1. La traduction littéraire est « un autre solide », mais une « forme différente » transmet mieux l’idée essentielle que l’inhibition ne résulte pas d’une quelconque similarité structurale entre le substrat et l’effecteur.