340
CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
des concentrations modérées d'inhibiteur. Si l'enzyme est à moitié saturé en absence
d'inhibiteur, par exemple, alors Vv = 2 et l'ajout d'une concentration d'inhibiteur
telle que [] IK iu
=
est suffisant pour que l'état stationnaire ne puisse être atteint.
Cela signifie que si [] I est supérieure à K iu , la concentration de substrat
augmentera indéfiniment et aucun état stationnaire ne sera atteint par le système.
Il découle de ces considérations que dans une cellule vivante l'inhibition compétitive est presque sans intérêt, puisqu'une petite variation de la concentration de
substrat peut compenser les variations de la concentration d'inhibiteur. Pour cette
raison, les efforts consentis pour produire des composés pharmacologiques utiles
en recherchant des analogues de substrats naturels (c'est-à-dire des substances
susceptibles d'être des inhibiteurs compétitifs) seront probablement voués à l'échec.
Des inhibiteurs anti-compétitifs, au contraire, pourraient avoir des effets potentiellement plus dévastateurs sur les cellules vivantes, et ceci peut expliquer pourquoi il
est difficile de trouver des exemples clairs d'inhibiteurs anti-compétitifs naturels. Il
est probable que ceci explique aussi l'efficacité de l'herbicide commercial Glyphosate (ou « Roundup ») qui est un inhibiteur anti-compétitif de la 3-phosphoshikimate 1-carboxyvinyltransférase (BOOCOCK et COGGINS, 1983).
Il est également bon de noter que la différence qualitative entre les équations [10.10] et [10.11] provient du coefficient du terme négatif en [] I dans
l'équation [10.11] ; la différence entre les numérateurs est de moindre importance.
Nous pouvons nous attendre à ce que la question importante soit de savoir si une
composante anti-compétitive est ou non présente : si cela est le cas, même si celleci est quantitativement plus faible que la composante compétitive dans les
conditions ordinaires à concentration fixe du substrat, elle produira des effets anticompétitifs évidents.
10.4. LES COEFFICIENTS DE CONTRÔLE
Jusqu'ici nous avons uniquement discuté du comportement cinétique ordinaire
d'enzymes isolés, même si nous avons utilisé une terminologie quelque peu différente de celle utilisée dans l'étude des mécanismes enzymatiques. L'objectif de
l'analyse du contrôle métabolique est maintenant de déterminer comment le comportement cinétique d'une séquence d'enzymes composant une voie métabolique
peut être expliqué en termes des propriétés des enzymes individuels isolés. Si un
système tel que celui défini dans la figure 10.1 est choisi, les concentrations des
réservoirs X 0 et X 5 sont constantes, comme le sont les propriétés cinétiques des
enzymes, mais les vitesses des enzymes individuels v i et les concentrations des
métabolites internes [] S i
2 . sont libres de varier. Même si, initialement, ces concentrations sont arbitraires, elles varient de sorte que chacune se rapproche de l'état
2. Voir note [1], page 329.
CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
des concentrations modérées d'inhibiteur. Si l'enzyme est à moitié saturé en absence
d'inhibiteur, par exemple, alors Vv = 2 et l'ajout d'une concentration d'inhibiteur
telle que [] IK iu
=
est suffisant pour que l'état stationnaire ne puisse être atteint.
Cela signifie que si [] I est supérieure à K iu , la concentration de substrat
augmentera indéfiniment et aucun état stationnaire ne sera atteint par le système.
Il découle de ces considérations que dans une cellule vivante l'inhibition compétitive est presque sans intérêt, puisqu'une petite variation de la concentration de
substrat peut compenser les variations de la concentration d'inhibiteur. Pour cette
raison, les efforts consentis pour produire des composés pharmacologiques utiles
en recherchant des analogues de substrats naturels (c'est-à-dire des substances
susceptibles d'être des inhibiteurs compétitifs) seront probablement voués à l'échec.
Des inhibiteurs anti-compétitifs, au contraire, pourraient avoir des effets potentiellement plus dévastateurs sur les cellules vivantes, et ceci peut expliquer pourquoi il
est difficile de trouver des exemples clairs d'inhibiteurs anti-compétitifs naturels. Il
est probable que ceci explique aussi l'efficacité de l'herbicide commercial Glyphosate (ou « Roundup ») qui est un inhibiteur anti-compétitif de la 3-phosphoshikimate 1-carboxyvinyltransférase (BOOCOCK et COGGINS, 1983).
Il est également bon de noter que la différence qualitative entre les équations [10.10] et [10.11] provient du coefficient du terme négatif en [] I dans
l'équation [10.11] ; la différence entre les numérateurs est de moindre importance.
Nous pouvons nous attendre à ce que la question importante soit de savoir si une
composante anti-compétitive est ou non présente : si cela est le cas, même si celleci est quantitativement plus faible que la composante compétitive dans les
conditions ordinaires à concentration fixe du substrat, elle produira des effets anticompétitifs évidents.
10.4. LES COEFFICIENTS DE CONTRÔLE
Jusqu'ici nous avons uniquement discuté du comportement cinétique ordinaire
d'enzymes isolés, même si nous avons utilisé une terminologie quelque peu différente de celle utilisée dans l'étude des mécanismes enzymatiques. L'objectif de
l'analyse du contrôle métabolique est maintenant de déterminer comment le comportement cinétique d'une séquence d'enzymes composant une voie métabolique
peut être expliqué en termes des propriétés des enzymes individuels isolés. Si un
système tel que celui défini dans la figure 10.1 est choisi, les concentrations des
réservoirs X 0 et X 5 sont constantes, comme le sont les propriétés cinétiques des
enzymes, mais les vitesses des enzymes individuels v i et les concentrations des
métabolites internes [] S i
2 . sont libres de varier. Même si, initialement, ces concentrations sont arbitraires, elles varient de sorte que chacune se rapproche de l'état
2. Voir note [1], page 329.