10 – CINÉTIQUES DES SYSTÈMES MULTI-ENZYMATIQUES
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Dans les deux cas, le délai transitoire dans la formation du produit est plus court
avec la protéine fusion qu'il ne l'est avec les enzymes libres, suggérant que l'intermédiaire oxaloacétate est canalisé entre les sites actifs. Pour établir cette conclusion, il est nécessaire de supposer que les enzymes ont exactement les mêmes
propriétés cinétiques quand ils sont fusionnés l'un à l'autre que quand ils sont
séparés. Quand cette propriété a été soigneusement vérifiée pour la protéine fusion
des enzymes de levure, les paramètres cinétiques obtenu différaient de ceux des
enzymes libres, suffisamment pour expliquer la diminution du délai (PETTERSON et
al., 2000), sans avoir recours à l'existence d'une canalisation.
La controverse au sujet de savoir si la canalisation existe réellement dans les
systèmes où elle a été proposée, est certainement importante en relation avec le
contrôle métabolique, puisque si elle ne s'effectue pas, elle ne peut pas avoir d'influence sur le contrôle. Néanmoins, il ne s'agit là que d'une partie de la question,
puisque même si elle existe, il n'est pas nécessaire qu'elle joue un rôle significatif
sur le métabolisme. Ce point a été beaucoup moins discuté, probablement parce
que les avantages de la canalisation semblent évidents, en raison de la confusion
entre les propriétés de la canalisation parfaite et celles du mécanisme de
canalisation dynamique qui est le sujet de la controverse.
Il peut sembler intuitif que même dans un mécanisme tel que celui de la
figure 10.4a, une augmentation de la vitesse des étapes de canalisation au dépend
des étapes de libre diffusion devrait augmenter la concentration à l'état stationnaire
de l'intermédiaire libre, mais il s'agit ici d'une illusion. Bien qu'une telle augmentation puisse diminuer la vitesse à laquelle S 2 est libéré du complexe E 1 S 2 , elle
diminuera également la vitesse à laquelle S 2 est fixé par E 2 et le résultat net peut
pencher d'un côté ou de l'autre. Qu'il y ait un petit effet ou non est purement une
question de définition, puisqu'il n'est pas facile de distinguer les effets authentiques
d'une canalisation des effets qui pourraient provenir de changements de l'activité
catalytique de l'enzyme qui ne sont pas liés à la canalisation ; néanmoins, il n'y a
aucun doute que, même si la canalisation a un effet sur les concentrations
d'intermédiaires à l'état stationnaire, il est trop faible pour jouer un rôle régulateur
utile (CORNISH-BOWDEN et CÁRDENAS, 1993). Pour cette raison, il n'est pas
nécessaire de considérer d'avantage cet effet dans notre discussion.
10.9.2. Cascades d'enzymes convertibles
La coopérativité des interactions pour des enzymes individuels est une manière très
importante de rendre une inhibition rétroactive plus efficace en tant que mécanisme
de régulation. Elle a cependant un sérieux inconvénient qui l'empêche de fournir un
moyen universel d'augmenter les élasticités : le degré de coopérativité est sévèrement limité en pratique par le fait que les enzymes ayant un coefficient de HILL
supérieur à 4 sont très rares ; puisque l'élasticité pour une interaction ne peut pas
excéder le coefficient de HILL correspondant, cela signifie que les interactions
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Dans les deux cas, le délai transitoire dans la formation du produit est plus court
avec la protéine fusion qu'il ne l'est avec les enzymes libres, suggérant que l'intermédiaire oxaloacétate est canalisé entre les sites actifs. Pour établir cette conclusion, il est nécessaire de supposer que les enzymes ont exactement les mêmes
propriétés cinétiques quand ils sont fusionnés l'un à l'autre que quand ils sont
séparés. Quand cette propriété a été soigneusement vérifiée pour la protéine fusion
des enzymes de levure, les paramètres cinétiques obtenu différaient de ceux des
enzymes libres, suffisamment pour expliquer la diminution du délai (PETTERSON et
al., 2000), sans avoir recours à l'existence d'une canalisation.
La controverse au sujet de savoir si la canalisation existe réellement dans les
systèmes où elle a été proposée, est certainement importante en relation avec le
contrôle métabolique, puisque si elle ne s'effectue pas, elle ne peut pas avoir d'influence sur le contrôle. Néanmoins, il ne s'agit là que d'une partie de la question,
puisque même si elle existe, il n'est pas nécessaire qu'elle joue un rôle significatif
sur le métabolisme. Ce point a été beaucoup moins discuté, probablement parce
que les avantages de la canalisation semblent évidents, en raison de la confusion
entre les propriétés de la canalisation parfaite et celles du mécanisme de
canalisation dynamique qui est le sujet de la controverse.
Il peut sembler intuitif que même dans un mécanisme tel que celui de la
figure 10.4a, une augmentation de la vitesse des étapes de canalisation au dépend
des étapes de libre diffusion devrait augmenter la concentration à l'état stationnaire
de l'intermédiaire libre, mais il s'agit ici d'une illusion. Bien qu'une telle augmentation puisse diminuer la vitesse à laquelle S 2 est libéré du complexe E 1 S 2 , elle
diminuera également la vitesse à laquelle S 2 est fixé par E 2 et le résultat net peut
pencher d'un côté ou de l'autre. Qu'il y ait un petit effet ou non est purement une
question de définition, puisqu'il n'est pas facile de distinguer les effets authentiques
d'une canalisation des effets qui pourraient provenir de changements de l'activité
catalytique de l'enzyme qui ne sont pas liés à la canalisation ; néanmoins, il n'y a
aucun doute que, même si la canalisation a un effet sur les concentrations
d'intermédiaires à l'état stationnaire, il est trop faible pour jouer un rôle régulateur
utile (CORNISH-BOWDEN et CÁRDENAS, 1993). Pour cette raison, il n'est pas
nécessaire de considérer d'avantage cet effet dans notre discussion.
10.9.2. Cascades d'enzymes convertibles
La coopérativité des interactions pour des enzymes individuels est une manière très
importante de rendre une inhibition rétroactive plus efficace en tant que mécanisme
de régulation. Elle a cependant un sérieux inconvénient qui l'empêche de fournir un
moyen universel d'augmenter les élasticités : le degré de coopérativité est sévèrement limité en pratique par le fait que les enzymes ayant un coefficient de HILL
supérieur à 4 sont très rares ; puisque l'élasticité pour une interaction ne peut pas
excéder le coefficient de HILL correspondant, cela signifie que les interactions