9 – CONTRÔLE DE L’ACTIVITÉ ENZYMATIQUE
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impliquée dans le schéma de la figure 9.3 ne permet pas d’expliquer une coopérativité positive. Le problème ne réside pas dans l'hypothèse d’une fixation sur
deux sites, qui est raisonnable, mais réside dans l'hypothèse que la fixation est
indépendante, c'est-à-dire qu’un processus de fixation n’a pas d’influence sur
l’autre. En exprimant cela de manière opposée, nous pouvons dire que lorsque nous
observons une coopérativité positive, nous pouvons être certain que la fixation sur
des sites différents n’est pas indépendante. (La coopérativité négative peut également impliquer des interactions entre les sites, mais, à l’inverse de la coopérativité
positive, cette implication n’est pas obligatoire.)
9.2.5. Définitions mécaniques et opérationnelles de la coopérativité
L’équation d’ADAIR, [9.13], est plus générale que le modèle à partir duquel nous
l’avons dérivée, puisqu’elle peut toujours définir le comportement du système
même si l’équation [9.18] n’est pas respectée. En pratique, elle est le plus souvent
utilisée pour décrire une coopérativité positive qu’une coopérativité négative. Elle
permet de donner une définition mécanique de la coopérativité qui peut être
comparée avec la définition purement empirique en terme de R a (§ 9.2.2) ou avec la
définition pseudo-mécanique en termes de h (§ 9.2.1). D’un point de vue qualitatif,
les trois définitions sont équivalentes, du moins si nous considérons uniquement
des enzymes à deux sites de fixation : si nous définissons la coopérativité positive
par la relation K 2 < K 1 , alors cela implique que R a < 81 et que h > 1. Les choses se
compliquent lorsqu’il existe plus de deux sites de fixation, puisqu’il est possible,
avec des équations telles que l’équation [9.14], d’avoir des relations telles que
K 1 > K 2 ≈ K 3 < K 4 comme c’est le cas pour la fixation du NAD ox sur la glycéraldehyde-3-phosphate déshydrogénase de la levure (COOK et KOSHLAND, 1970).
D’un point de vue mécanique, c’est clairement un mélange de coopérativité
positive et de coopérativité négative, mais un tel mélange n’est pas possible avec le
paramètre R a , puisque ce dernier est un nombre unique qui doit être soit supérieur,
soit inférieur à 81, mais qui ne peut pas être simultanément supérieur et inférieur.
Cette situation n’est donc pas satisfaisante, et nous pouvons nous demander s’il
n’est pas possible de donner une définition opérationnelle de la coopérativité qui
rende compte de la complexité rencontrée dans la nature. WHITEHEAD (1978) a fait
remarquer que le coefficient de HILL fournit une telle définition. Considérons la
quantité QA
y
y
=
−
[]
() 1
, qui est une constante équivalente à la constante de
dissociation si le système ne comprend qu’un seul site de fixation, ou s’il comprend
n sites identiques et indépendants (c'est-à-dire si toutes les constantes d’ADAIR
satisfont la relation K 1 = K 2 = … = K n ). Toutefois, si Q diminue lorsque [] A augmente, c'est-à-dire si dQ d A
[] est négatif, alors il est clair que la fixation devient
progressivement plus forte lorsqu'une plus grande proportion de ligand se fixe ; il
est alors raisonnable de dire que le système présente une coopérativité positive à la
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impliquée dans le schéma de la figure 9.3 ne permet pas d’expliquer une coopérativité positive. Le problème ne réside pas dans l'hypothèse d’une fixation sur
deux sites, qui est raisonnable, mais réside dans l'hypothèse que la fixation est
indépendante, c'est-à-dire qu’un processus de fixation n’a pas d’influence sur
l’autre. En exprimant cela de manière opposée, nous pouvons dire que lorsque nous
observons une coopérativité positive, nous pouvons être certain que la fixation sur
des sites différents n’est pas indépendante. (La coopérativité négative peut également impliquer des interactions entre les sites, mais, à l’inverse de la coopérativité
positive, cette implication n’est pas obligatoire.)
9.2.5. Définitions mécaniques et opérationnelles de la coopérativité
L’équation d’ADAIR, [9.13], est plus générale que le modèle à partir duquel nous
l’avons dérivée, puisqu’elle peut toujours définir le comportement du système
même si l’équation [9.18] n’est pas respectée. En pratique, elle est le plus souvent
utilisée pour décrire une coopérativité positive qu’une coopérativité négative. Elle
permet de donner une définition mécanique de la coopérativité qui peut être
comparée avec la définition purement empirique en terme de R a (§ 9.2.2) ou avec la
définition pseudo-mécanique en termes de h (§ 9.2.1). D’un point de vue qualitatif,
les trois définitions sont équivalentes, du moins si nous considérons uniquement
des enzymes à deux sites de fixation : si nous définissons la coopérativité positive
par la relation K 2 < K 1 , alors cela implique que R a < 81 et que h > 1. Les choses se
compliquent lorsqu’il existe plus de deux sites de fixation, puisqu’il est possible,
avec des équations telles que l’équation [9.14], d’avoir des relations telles que
K 1 > K 2 ≈ K 3 < K 4 comme c’est le cas pour la fixation du NAD ox sur la glycéraldehyde-3-phosphate déshydrogénase de la levure (COOK et KOSHLAND, 1970).
D’un point de vue mécanique, c’est clairement un mélange de coopérativité
positive et de coopérativité négative, mais un tel mélange n’est pas possible avec le
paramètre R a , puisque ce dernier est un nombre unique qui doit être soit supérieur,
soit inférieur à 81, mais qui ne peut pas être simultanément supérieur et inférieur.
Cette situation n’est donc pas satisfaisante, et nous pouvons nous demander s’il
n’est pas possible de donner une définition opérationnelle de la coopérativité qui
rende compte de la complexité rencontrée dans la nature. WHITEHEAD (1978) a fait
remarquer que le coefficient de HILL fournit une telle définition. Considérons la
quantité QA
y
y
=
−
[]
() 1
, qui est une constante équivalente à la constante de
dissociation si le système ne comprend qu’un seul site de fixation, ou s’il comprend
n sites identiques et indépendants (c'est-à-dire si toutes les constantes d’ADAIR
satisfont la relation K 1 = K 2 = … = K n ). Toutefois, si Q diminue lorsque [] A augmente, c'est-à-dire si dQ d A
[] est négatif, alors il est clair que la fixation devient
progressivement plus forte lorsqu'une plus grande proportion de ligand se fixe ; il
est alors raisonnable de dire que le système présente une coopérativité positive à la