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CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
avant l'établissement de l'état stationnaire et ne peuvent donc pas être décrites par
les équations de vitesse à l'état stationnaire. Ce chapitre est consacré aux aspects
expérimentaux et théoriques de l'étude des phases transitoires, mais avant d'aborder
ces problèmes, il est utile de se demander à quoi peut servir de s'intéresser aux
mesures des phases transitoires : que pouvons-nous apprendre de l'étude de ces
phases que nous ne puissions apprendre des cinétiques à l'état stationnaire ?
11.1.2. Etapes « lentes » et « rapides »
dans les mécanismes enzymatiques
Les mesures à l'état stationnaire ont été très utiles pour élucider les mécanismes des
réactions enzymatiques, mais elles présentent le désavantage que, la vitesse à l'état
stationnaire d'une réaction impliquant plusieurs étapes coïncide, dans le meilleur
des cas, avec la vitesse de l'étape la plus lente et ne fournit en aucun cas d'information sur les étapes les plus rapides. Pour comprendre le mécanisme d'une réaction enzymatique, il est nécessaire d'obtenir des informations sur les étapes rapides
autant que sur les étapes lentes.
Avant de poursuivre cette discussion, nous devons nous débarrasser d'une absurdité
apparente introduite dans le chapitre précédent. Pour un processus linéaire dans des
conditions d'état stationnaire, toutes les étapes se déroulent à une même vitesse,
donc il semble injustifié de désigner l'une de ces étapes comme étant l'« étape la
plus lente » et NORTHROP (2001), par exemple, appelle cela un « terme
inapproprié ». Si nous considérons que « le plus lent » signifie qui se déroule à la
vitesse la plus faible, alors NORTHROP a certainement raison, mais si nous considérons que cela signifie qui compte pour la majeure partie du temps total, alors une
vue différente est possible.
Si nous considérons l'équation [7.20] (ou l'équation [3.99b], qui est équivalente)
comme un exemple simple, nous pouvons l'écrire dans sa forme réciproque de la
manière suivante :
11
1
1
2
12
3
kk
K
k
KK
k
A
=++
[12.0]
où Kkk 11 1
= −
et Kkk 22 2
= −
sont les constantes d'équilibre (écrites dans la direction inverse) pour les étapes 1 et 2. En généralisant cela, nous voyons que la réciproque de la constante de spécificité est la somme des réciproques des constantes de
vitesse dans la direction directe où chacune est multipliée par le produit des constantes d'équilibre à partir de la première étape. Cette grandeur, le temps spécifique
(§ 3.3.4), peut donc être considéré comme la somme d'une série de temps. Bien que
la réversibilité des étapes indique que le temps mis par des molécules individuelles
pour passer à travers l'ensemble du processus, peut varier fortement, il reste vrai qu'il
y a un temps moyen qui peut être considéré comme la somme des quantités
moyennes de temps utilisées pour passer séparément au travers de chacune des
étapes ; en effet, il y a de nombreuses années, VAN SLYKE et CULLEN (1914) ont
CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
avant l'établissement de l'état stationnaire et ne peuvent donc pas être décrites par
les équations de vitesse à l'état stationnaire. Ce chapitre est consacré aux aspects
expérimentaux et théoriques de l'étude des phases transitoires, mais avant d'aborder
ces problèmes, il est utile de se demander à quoi peut servir de s'intéresser aux
mesures des phases transitoires : que pouvons-nous apprendre de l'étude de ces
phases que nous ne puissions apprendre des cinétiques à l'état stationnaire ?
11.1.2. Etapes « lentes » et « rapides »
dans les mécanismes enzymatiques
Les mesures à l'état stationnaire ont été très utiles pour élucider les mécanismes des
réactions enzymatiques, mais elles présentent le désavantage que, la vitesse à l'état
stationnaire d'une réaction impliquant plusieurs étapes coïncide, dans le meilleur
des cas, avec la vitesse de l'étape la plus lente et ne fournit en aucun cas d'information sur les étapes les plus rapides. Pour comprendre le mécanisme d'une réaction enzymatique, il est nécessaire d'obtenir des informations sur les étapes rapides
autant que sur les étapes lentes.
Avant de poursuivre cette discussion, nous devons nous débarrasser d'une absurdité
apparente introduite dans le chapitre précédent. Pour un processus linéaire dans des
conditions d'état stationnaire, toutes les étapes se déroulent à une même vitesse,
donc il semble injustifié de désigner l'une de ces étapes comme étant l'« étape la
plus lente » et NORTHROP (2001), par exemple, appelle cela un « terme
inapproprié ». Si nous considérons que « le plus lent » signifie qui se déroule à la
vitesse la plus faible, alors NORTHROP a certainement raison, mais si nous considérons que cela signifie qui compte pour la majeure partie du temps total, alors une
vue différente est possible.
Si nous considérons l'équation [7.20] (ou l'équation [3.99b], qui est équivalente)
comme un exemple simple, nous pouvons l'écrire dans sa forme réciproque de la
manière suivante :
11
1
1
2
12
3
kk
K
k
KK
k
A
=++
[12.0]
où Kkk 11 1
= −
et Kkk 22 2
= −
sont les constantes d'équilibre (écrites dans la direction inverse) pour les étapes 1 et 2. En généralisant cela, nous voyons que la réciproque de la constante de spécificité est la somme des réciproques des constantes de
vitesse dans la direction directe où chacune est multipliée par le produit des constantes d'équilibre à partir de la première étape. Cette grandeur, le temps spécifique
(§ 3.3.4), peut donc être considéré comme la somme d'une série de temps. Bien que
la réversibilité des étapes indique que le temps mis par des molécules individuelles
pour passer à travers l'ensemble du processus, peut varier fortement, il reste vrai qu'il
y a un temps moyen qui peut être considéré comme la somme des quantités
moyennes de temps utilisées pour passer séparément au travers de chacune des
étapes ; en effet, il y a de nombreuses années, VAN SLYKE et CULLEN (1914) ont