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CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
Dans le type standard d'instrument de saut de température, dans lequel la variation
de température est produite par une décharge électrique, il n'y a aucune garantie
que le système ne se refroidisse pas progressivement une fois le saut de température réalisé. Cela impose une limite supérieure au temps d'observation d'environ
1s comme l'illustre la figure 11.3. Cependant, si des précautions sont prises pour
éviter ce problème, la période d'observation peut être étendue indéfiniment. Par
exemple, BUC, RICARD et MEUNIER (1977) ont réussi à utiliser une méthode de
saut de température pour étudier la relaxation de l'hexokinase de germe de blé sur
des temps de l'ordre de 40 min.
11.4. LA CINÉTIQUE DES PHASES TRANSITOIRES
11.4.1. Les systèmes hors d'équilibre
Dans le § 3.3.7, nous avons examiné la validité de l'hypothèse d'état stationnaire
en dérivant l'équation pour la cinétique d'un mécanisme de MICHAELIS et MENTEN
en deux étapes, sans supposer l'atteinte d'un état stationnaire. Cette dérivation est
cependant possible, parce que la concentration du substrat est traitée comme une
constante, ce qui n'est pas exactement correct. Malheureusement, la résolution des
équations différentielles est impossible pour presque tous les mécanismes de catalyse enzymatique sauf en faisant certaines hypothèses. Dans les mesures des phases
transitoires, nous essayons habituellement de choisir des conditions telles que le
mécanisme suive approximativement une séquence d'étapes de premier ordre, parce
que c'est le type le plus général de mécanisme qui a une solution exacte.
Le mécanisme suivant en deux étapes servira à illustrer la manière selon laquelle
les séquences d'étapes de premier ordre sont analysées :
k 1
k 2
X 0
X 1
X 2
[11.11]
k –1
k –2
Le système est défini par l'équation de conservation et par trois équations de
vitesse. L'équation de conservation est donnée par :
[] [] [][
]
XXX
X Tot
012 ++
=
[11.12]
et assure que les exigences de la stœchiométrie sont satisfaites en exigeant que la
somme des trois concentrations soit une constante, [] X Tot . Les trois équations de
vitesse sont données par :
dX
dt
kX
k X
[]
[]
[]
0
10
11
=−
+ −
[11.13]
dX
dt
kX
k
k
X
k
X
[]
[] (
) []
[]
1
10
12
1
2
2
=−
+
+
−−
[11.14]
dX
dt
kX
k
X
[]
[]
[
]
2
21
2
2
=− −
[11.15]
CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
Dans le type standard d'instrument de saut de température, dans lequel la variation
de température est produite par une décharge électrique, il n'y a aucune garantie
que le système ne se refroidisse pas progressivement une fois le saut de température réalisé. Cela impose une limite supérieure au temps d'observation d'environ
1s comme l'illustre la figure 11.3. Cependant, si des précautions sont prises pour
éviter ce problème, la période d'observation peut être étendue indéfiniment. Par
exemple, BUC, RICARD et MEUNIER (1977) ont réussi à utiliser une méthode de
saut de température pour étudier la relaxation de l'hexokinase de germe de blé sur
des temps de l'ordre de 40 min.
11.4. LA CINÉTIQUE DES PHASES TRANSITOIRES
11.4.1. Les systèmes hors d'équilibre
Dans le § 3.3.7, nous avons examiné la validité de l'hypothèse d'état stationnaire
en dérivant l'équation pour la cinétique d'un mécanisme de MICHAELIS et MENTEN
en deux étapes, sans supposer l'atteinte d'un état stationnaire. Cette dérivation est
cependant possible, parce que la concentration du substrat est traitée comme une
constante, ce qui n'est pas exactement correct. Malheureusement, la résolution des
équations différentielles est impossible pour presque tous les mécanismes de catalyse enzymatique sauf en faisant certaines hypothèses. Dans les mesures des phases
transitoires, nous essayons habituellement de choisir des conditions telles que le
mécanisme suive approximativement une séquence d'étapes de premier ordre, parce
que c'est le type le plus général de mécanisme qui a une solution exacte.
Le mécanisme suivant en deux étapes servira à illustrer la manière selon laquelle
les séquences d'étapes de premier ordre sont analysées :
k 1
k 2
X 0
X 1
X 2
[11.11]
k –1
k –2
Le système est défini par l'équation de conservation et par trois équations de
vitesse. L'équation de conservation est donnée par :
[] [] [][
]
XXX
X Tot
012 ++
=
[11.12]
et assure que les exigences de la stœchiométrie sont satisfaites en exigeant que la
somme des trois concentrations soit une constante, [] X Tot . Les trois équations de
vitesse sont données par :
dX
dt
kX
k X
[]
[]
[]
0
10
11
=−
+ −
[11.13]
dX
dt
kX
k
k
X
k
X
[]
[] (
) []
[]
1
10
12
1
2
2
=−
+
+
−−
[11.14]
dX
dt
kX
k
X
[]
[]
[
]
2
21
2
2
=− −
[11.15]