9 – CONTRÔLE DE L’ACTIVITÉ ENZYMATIQUE
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CORNISH-BOWDEN et KOSHLAND ont examiné de nombreux graphiques de HILL,
et ont observé que ce type de correspondance s’appliquait dans la plupart des cas.
En résumé, bien que les définitions de la coopérativité basées sur le graphique de
HILL et sur l’équation d’ADAIR ne soient pas exactement équivalentes, elles sont
qualitativement similaires et il n’y a aucune difficulté à continuer de les utiliser
comme des définitions acceptables : la définition du graphique de HILL s’applique
de manière plus générale, mais la définition de l’équation d’ADAIR a une meilleure
signification physique dans les circonstances où elle peut être utilisée.
Malheureusement, il n’existe aucune procédure simple qui permette à partir d’un
ensemble de constantes d’ADAIR d’obtenir les paramètres de l’équation de HILL
qui représentent au mieux les données. Non seulement il n’existe pas de correspondance exacte entre les mesures de la coopérativité, comme nous venons d’en discuter, mais il n’est même pas facile de calculer la concentration de demi-saturation
(K 0.5 dans l’équation [9.3]), excepté dans certains cas ; le mieux que l’on puisse dire
est que la valeur ainsi calculée se trouve dans la gamme des constantes d’ADAIR
(elle est plus petite que la plus grande et plus grande que la plus petite). Ce constat
est particulièrement décevant si nous considérons que la concentration de demisaturation, comme le coefficient de HILL lui-même, est un paramètre expérimental
important qui est très utile pour comparer les courbes entre elles.
9.3. AJUSTEMENT INDUIT
Les premières théories décrivant la coopérativité de l’hémoglobine supposaient que
les sites de fixation de l’oxygène sur chaque molécule devaient être suffisamment
proches les uns des autres pour interagir électroniquement. Cette hypothèse a été
exposée explicitement par PAULING (1935), mais elle était déjà contenue dans les
idées de HILL et d’ADAIR. En effet, si les sites de fixation sont proches les uns des
autres, il n’y a pas de problèmes mécaniques pour expliquer la coopérativité : il
n’est pas nécessaire, par exemple, de considérer un mécanisme de changement de
conformation ou tout autre mécanisme exotique pour expliquer qu'une molécule de
quinone fixe 0 ou 2 atomes d’hydrogène, et non 1, c'est-à-dire pour expliquer que
la fixation des atomes d’hydrogène sur la quinone est caractérisée par un coefficient de HILL égal à 2. Toutefois, quand la structure tridimensionnelle de l’hémoglobine a été déterminée (PERUTZ et al., 1960), il est clairement apparu que les
groupes héminiques sont distants de 2,5-4,0 nm, c'est-à-dire qu’il sont trop éloignés
pour interagir par n’importe laquelle des manières qui avaient été envisagées.
Malgré tout, des interactions à longue distance se produisent dans toutes les
protéines à coopérativité positive, et probablement dans la plupart des autres cas
également, et toutes les théories modernes expliquent celles-ci par la flexibilité de
la protéine. Dans ce sens limité, elles dérivent de la théorie de l’ajustement induit
de KOSHLAND (1958, 1959), et le thème de ce § est d’examiner les bases expérimentales et conceptuelles de cette théorie.
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CORNISH-BOWDEN et KOSHLAND ont examiné de nombreux graphiques de HILL,
et ont observé que ce type de correspondance s’appliquait dans la plupart des cas.
En résumé, bien que les définitions de la coopérativité basées sur le graphique de
HILL et sur l’équation d’ADAIR ne soient pas exactement équivalentes, elles sont
qualitativement similaires et il n’y a aucune difficulté à continuer de les utiliser
comme des définitions acceptables : la définition du graphique de HILL s’applique
de manière plus générale, mais la définition de l’équation d’ADAIR a une meilleure
signification physique dans les circonstances où elle peut être utilisée.
Malheureusement, il n’existe aucune procédure simple qui permette à partir d’un
ensemble de constantes d’ADAIR d’obtenir les paramètres de l’équation de HILL
qui représentent au mieux les données. Non seulement il n’existe pas de correspondance exacte entre les mesures de la coopérativité, comme nous venons d’en discuter, mais il n’est même pas facile de calculer la concentration de demi-saturation
(K 0.5 dans l’équation [9.3]), excepté dans certains cas ; le mieux que l’on puisse dire
est que la valeur ainsi calculée se trouve dans la gamme des constantes d’ADAIR
(elle est plus petite que la plus grande et plus grande que la plus petite). Ce constat
est particulièrement décevant si nous considérons que la concentration de demisaturation, comme le coefficient de HILL lui-même, est un paramètre expérimental
important qui est très utile pour comparer les courbes entre elles.
9.3. AJUSTEMENT INDUIT
Les premières théories décrivant la coopérativité de l’hémoglobine supposaient que
les sites de fixation de l’oxygène sur chaque molécule devaient être suffisamment
proches les uns des autres pour interagir électroniquement. Cette hypothèse a été
exposée explicitement par PAULING (1935), mais elle était déjà contenue dans les
idées de HILL et d’ADAIR. En effet, si les sites de fixation sont proches les uns des
autres, il n’y a pas de problèmes mécaniques pour expliquer la coopérativité : il
n’est pas nécessaire, par exemple, de considérer un mécanisme de changement de
conformation ou tout autre mécanisme exotique pour expliquer qu'une molécule de
quinone fixe 0 ou 2 atomes d’hydrogène, et non 1, c'est-à-dire pour expliquer que
la fixation des atomes d’hydrogène sur la quinone est caractérisée par un coefficient de HILL égal à 2. Toutefois, quand la structure tridimensionnelle de l’hémoglobine a été déterminée (PERUTZ et al., 1960), il est clairement apparu que les
groupes héminiques sont distants de 2,5-4,0 nm, c'est-à-dire qu’il sont trop éloignés
pour interagir par n’importe laquelle des manières qui avaient été envisagées.
Malgré tout, des interactions à longue distance se produisent dans toutes les
protéines à coopérativité positive, et probablement dans la plupart des autres cas
également, et toutes les théories modernes expliquent celles-ci par la flexibilité de
la protéine. Dans ce sens limité, elles dérivent de la théorie de l’ajustement induit
de KOSHLAND (1958, 1959), et le thème de ce § est d’examiner les bases expérimentales et conceptuelles de cette théorie.