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CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
maximum pour L app = 100, mais une fois ce maximum atteint, l’augmentation
supplémentaire de la concentration d’inhibiteur tendra à réduire la coopérativité. Si
la valeur de L est supérieure à 100 plutôt qu’inférieure, l’activateur augmentera la
coopérativité à faibles concentrations, alors que l’inhibiteur diminuera la coopérativité quelle que soit sa concentration. Une complication survient si nous
considérons qu’un inhibiteur compétitif ordinaire (non-allostérique) se fixe sur
l’état R au même site que le substrat A. Ce cas est considéré dans le problème 9.4 à
la fin de ce chapitre.
Les propriétés de fixation de la phosphofructokinase d’E. coli ont été étudiées de
manière extensive par BLANGY, BUC et MONOD (1968) : sur une large gamme de
concentrations d’ADP et de phosphoénolpyruvate, qui sont respectivement un
activateur et un inhibiteur allostériques de l’enzyme, la fixation du substrat, le
fructose 6-phosphate, s’est avérée en parfait accord avec les prédictions du modèle
symétrique. Néanmoins, celui-ci ne peut être considéré comme une explication
complète de la coopérativité de fixation, parce qu’il ne permet pas d’expliquer un
certain nombre de phénomènes observés, comme la coopérativité négative, et que
certains de ces postulats ne sont pas convaincants. Par exemple, l’hypothèse
centrale de symétrie de conformation n’est pas aisément explicable en termes de
structure. De plus, pour beaucoup d’enzymes, il est nécessaire de postuler l’existence d’un système K parfait, qui signifie que les états R et T de l’enzyme ont des
propriétés catalytiques identiques en dépit du fait qu’ils ont des propriétés de
fixation largement différentes. Ces aspects problématiques du modèle symétrique
ont conduit à la proposition de modèles alternatifs.
9.4.2. Le modèle séquentiel de KOSHLAND, NÉMETHY et FILMER
Bien que le modèle symétrique incorpore l’idée d’un certain déterminisme dans la
flexibilité de la conformation, il s’écarte de la théorie de l’ajustement induit, en
autorisant la fixation des ligands aux conformations R et T bien qu’avec des constantes de fixation différentes. KOSHLAND, NÉMETHY et FILMER (1966) ont montré
qu’une application plus orthodoxe de l’ajustement induit, connue sous le nom de
modèle séquentiel, peut également rendre compte de la coopérativité. Comme
MONOD, WYMAN et CHANGEUX, ils ont postulé l’existence de deux conformations,
qu’ils ont appelées les conformations A et B, et qui correspondent respectivement
aux conformations T et R. Cette inversion de l’ordre dans lequel ces conformations
étaient désignées, a quelques fois été une source de confusion. Pour cette raison
mais également pour nous permettre de continuer à utiliser le symbole A pour désigner le substrat, nous utiliserons ici les symboles T et R 2 . A l’opposé de MONOD,
2. KOSHLAND, NÉMETHY et FILMER ont également suivi la « convention de l’hémoglobine » consistant à exprimer leur modèle en terme de constante d’association,
mais pour faciliter la compréhension du modèle de MONOD, WYMAN et CHANGEUX, et
pour rester consistant avec le reste de cet ouvrage, nous emploierons ici des
CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
maximum pour L app = 100, mais une fois ce maximum atteint, l’augmentation
supplémentaire de la concentration d’inhibiteur tendra à réduire la coopérativité. Si
la valeur de L est supérieure à 100 plutôt qu’inférieure, l’activateur augmentera la
coopérativité à faibles concentrations, alors que l’inhibiteur diminuera la coopérativité quelle que soit sa concentration. Une complication survient si nous
considérons qu’un inhibiteur compétitif ordinaire (non-allostérique) se fixe sur
l’état R au même site que le substrat A. Ce cas est considéré dans le problème 9.4 à
la fin de ce chapitre.
Les propriétés de fixation de la phosphofructokinase d’E. coli ont été étudiées de
manière extensive par BLANGY, BUC et MONOD (1968) : sur une large gamme de
concentrations d’ADP et de phosphoénolpyruvate, qui sont respectivement un
activateur et un inhibiteur allostériques de l’enzyme, la fixation du substrat, le
fructose 6-phosphate, s’est avérée en parfait accord avec les prédictions du modèle
symétrique. Néanmoins, celui-ci ne peut être considéré comme une explication
complète de la coopérativité de fixation, parce qu’il ne permet pas d’expliquer un
certain nombre de phénomènes observés, comme la coopérativité négative, et que
certains de ces postulats ne sont pas convaincants. Par exemple, l’hypothèse
centrale de symétrie de conformation n’est pas aisément explicable en termes de
structure. De plus, pour beaucoup d’enzymes, il est nécessaire de postuler l’existence d’un système K parfait, qui signifie que les états R et T de l’enzyme ont des
propriétés catalytiques identiques en dépit du fait qu’ils ont des propriétés de
fixation largement différentes. Ces aspects problématiques du modèle symétrique
ont conduit à la proposition de modèles alternatifs.
9.4.2. Le modèle séquentiel de KOSHLAND, NÉMETHY et FILMER
Bien que le modèle symétrique incorpore l’idée d’un certain déterminisme dans la
flexibilité de la conformation, il s’écarte de la théorie de l’ajustement induit, en
autorisant la fixation des ligands aux conformations R et T bien qu’avec des constantes de fixation différentes. KOSHLAND, NÉMETHY et FILMER (1966) ont montré
qu’une application plus orthodoxe de l’ajustement induit, connue sous le nom de
modèle séquentiel, peut également rendre compte de la coopérativité. Comme
MONOD, WYMAN et CHANGEUX, ils ont postulé l’existence de deux conformations,
qu’ils ont appelées les conformations A et B, et qui correspondent respectivement
aux conformations T et R. Cette inversion de l’ordre dans lequel ces conformations
étaient désignées, a quelques fois été une source de confusion. Pour cette raison
mais également pour nous permettre de continuer à utiliser le symbole A pour désigner le substrat, nous utiliserons ici les symboles T et R 2 . A l’opposé de MONOD,
2. KOSHLAND, NÉMETHY et FILMER ont également suivi la « convention de l’hémoglobine » consistant à exprimer leur modèle en terme de constante d’association,
mais pour faciliter la compréhension du modèle de MONOD, WYMAN et CHANGEUX, et
pour rester consistant avec le reste de cet ouvrage, nous emploierons ici des