11 – LES RÉACTIONS RAPIDES
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la réaction et en soustrayant cette valeur de la valeur observée de [] X , nous
obtenons des données caractéristiques d'un simple processus de relaxation :
A
t
1
1
e
− t
. Dans cette manière de procéder, qui est connue sous le nom d'épluchage,
les erreurs s'accumulent progressivement ; toute imprécision sur la valeur de [] X ∞
contribue aux erreurs commises dans l'estimation des valeurs de A 2 et de t 2 , et toute
imprécision sur les valeurs de [] X ∞ , A 2 et t 2 contribuent aux erreurs commises
dans la détermination des valeurs de A 1 et de t 1 . Ainsi, bien qu'en principe un
nombre illimité de relaxations puisse être résolu par cette méthode, en pratique les
processus les plus rapides sont beaucoup moins bien définis que les lents. Pour des
raisons pratiques, donc, il est conseillé de créer des conditions dans lesquelles le
nombre de phénomènes de relaxation est aussi petit que possible. Un exemple
simple de cette approche a été présenté dans le § 11.2.1 : bien que le mécanisme en
trois étapes utilisé pour expliquer le burst de libération du produit doive en principe
produire deux relaxations, le nombre de phénomènes observables de relaxation est
réduit à un seul en utilisant une concentration de substrat tellement élevée que le
premier phénomène de relaxation peut être considéré comme instantané.
Considérées du point de vue de l'enzyme, les réactions catalysées par les enzymes
sont des réactions habituellement cycliques ; c'est-à-dire que le réactif initial,
l'enzyme libre, est aussi le produit final. Cela n'empêche pas d'obtenir une solution
pour les équations différentielles (en supposant, comme précédemment, que chaque
étape soit de premier ordre ou de pseudo-premier ordre), mais conduit à des
cinétiques de phase transitoire plus complexes que celles obtenues avec des réactions non-cycliques, parce que le système cyclique se relaxe vers un état stationnaire plutôt que vers un équilibre. Il est alors utile de simplifier le problème en
éliminant le caractère cyclique de la réaction. Il y a différentes manières de réaliser
cette condition. La plus simple conceptuellement est de choisir un substrat pour
lequel la vitesse à l'état stationnaire est suffisamment faible pour être ignorée. En
fait, c'est ce que nous réalisons lorsque nous utilisons un titrant du site actif
(§ 11.2.2). Cette approche présente néanmoins, un désavantage important qui est
qu'elle implique d'étudier l'enzyme avec un substrat artificiel.
Une approche différente consiste à réaliser une expérience de cycle unique (single
turn-over), dans laquelle la vitesse est limitée par le substrat et non par l'enzyme,
c'est-à-dire que []
[]
EA 00 >>
. Dans ce cas, le mécanisme de MICHAELIS et
MENTEN peut être écrit comme suit :
k 1 [] E
k 2
A
EA
P
[11.34]
k –1
k –2 [] E
Cette équation a la forme de l'équation [11.11] parce que la réaction doit s'arrêter
quand le substrat est consommé et donc aucun recyclage de l'enzyme n'a lieu. Cette
approche a été comparativement peu utilisée ces dernières années, mais elle reste
potentiellement précieuse pour la détermination de la véritable molarité des sites
actifs (ou d'autres catalyseurs comme les anticorps catalytiques) sans qu'aucune
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la réaction et en soustrayant cette valeur de la valeur observée de [] X , nous
obtenons des données caractéristiques d'un simple processus de relaxation :
A
t
1
1
e
− t
. Dans cette manière de procéder, qui est connue sous le nom d'épluchage,
les erreurs s'accumulent progressivement ; toute imprécision sur la valeur de [] X ∞
contribue aux erreurs commises dans l'estimation des valeurs de A 2 et de t 2 , et toute
imprécision sur les valeurs de [] X ∞ , A 2 et t 2 contribuent aux erreurs commises
dans la détermination des valeurs de A 1 et de t 1 . Ainsi, bien qu'en principe un
nombre illimité de relaxations puisse être résolu par cette méthode, en pratique les
processus les plus rapides sont beaucoup moins bien définis que les lents. Pour des
raisons pratiques, donc, il est conseillé de créer des conditions dans lesquelles le
nombre de phénomènes de relaxation est aussi petit que possible. Un exemple
simple de cette approche a été présenté dans le § 11.2.1 : bien que le mécanisme en
trois étapes utilisé pour expliquer le burst de libération du produit doive en principe
produire deux relaxations, le nombre de phénomènes observables de relaxation est
réduit à un seul en utilisant une concentration de substrat tellement élevée que le
premier phénomène de relaxation peut être considéré comme instantané.
Considérées du point de vue de l'enzyme, les réactions catalysées par les enzymes
sont des réactions habituellement cycliques ; c'est-à-dire que le réactif initial,
l'enzyme libre, est aussi le produit final. Cela n'empêche pas d'obtenir une solution
pour les équations différentielles (en supposant, comme précédemment, que chaque
étape soit de premier ordre ou de pseudo-premier ordre), mais conduit à des
cinétiques de phase transitoire plus complexes que celles obtenues avec des réactions non-cycliques, parce que le système cyclique se relaxe vers un état stationnaire plutôt que vers un équilibre. Il est alors utile de simplifier le problème en
éliminant le caractère cyclique de la réaction. Il y a différentes manières de réaliser
cette condition. La plus simple conceptuellement est de choisir un substrat pour
lequel la vitesse à l'état stationnaire est suffisamment faible pour être ignorée. En
fait, c'est ce que nous réalisons lorsque nous utilisons un titrant du site actif
(§ 11.2.2). Cette approche présente néanmoins, un désavantage important qui est
qu'elle implique d'étudier l'enzyme avec un substrat artificiel.
Une approche différente consiste à réaliser une expérience de cycle unique (single
turn-over), dans laquelle la vitesse est limitée par le substrat et non par l'enzyme,
c'est-à-dire que []
[]
EA 00 >>
. Dans ce cas, le mécanisme de MICHAELIS et
MENTEN peut être écrit comme suit :
k 1 [] E
k 2
A
EA
P
[11.34]
k –1
k –2 [] E
Cette équation a la forme de l'équation [11.11] parce que la réaction doit s'arrêter
quand le substrat est consommé et donc aucun recyclage de l'enzyme n'a lieu. Cette
approche a été comparativement peu utilisée ces dernières années, mais elle reste
potentiellement précieuse pour la détermination de la véritable molarité des sites
actifs (ou d'autres catalyseurs comme les anticorps catalytiques) sans qu'aucune