3 – INTRODUCTION À LA CINÉTIQUE ENZYMATIQUE - RÉACTIONS À UN SUBSTRAT ET UN PRODUIT
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substrat, qui soit dérivée à partir d’un mécanisme réactionnel défini et qui soit en
accord avec la loi d’action de masses. Ce travail l’amène à remettre en question le
modèle d’action enzymatique de BROWN qui impliquait un temps de vie fixé pour
le complexe enzyme-substrat entre sa création et sa dénaturation, et il propose pour
le remplacer un mécanisme qui, quoique conceptuellement similaire à celui de
BROWN, est exprimé en des termes mathématiques et chimiques plus précis. HENRI
propose que l’enzyme interagisse de manière réversible avec le substrat et avec le
produit et que ce soit la rupture du complexe enzyme-substrat qui donne le produit.
Il conçoit parfaitement que son modèle repose sur deux hypothèses et il en discute
les conséquences :
des équilibres rapides s’établissent entre l’enzyme et le substrat et entre l’enzyme
et le produit ;
il existe une grande différence de concentration entre le substrat et l’enzyme.
A partir de ces considérations, il dérive une équation de vitesse (équation [3.1]) qui
rend compte des dépendances de la vitesse aux concentrations de substrat, d’enzyme et de produit :
v
dP
dt
kA
P
mA
P
n P
==
(
)
+ (
) +
[]
[] – []
[] – []
[]
0
0
1
[3.1]
Pour la vitesse initiale, cette équation se simplifie puisque [] P = 0 :
v
dP
dt
kA
mA
== +
[]
[]
[]
0
0
1
[3.2]
Dans ces équations, k, m et n sont des constantes caractéristiques du système
enzymatique étudié. Comme le note HENRI, cette équation prédit que pour une
concentration suffisamment élevée de substrat la vitesse de la réaction devient
indépendante de la concentration de substrat mais que, pour une concentration
faible de substrat, la vitesse est directement proportionnelle à cette concentration.
3.1.4. Les problèmes rencontrés par HENRI
A la fin du XIX
e siècle, aucun enzyme n’était disponible sous une forme purifiée et
les méthodes de mesure de l’activité de ces enzymes étaient primitives. En dehors
de ces problèmes, plusieurs critiques ont été faites au sujet du travail de HENRI.
Bien que lui et BROWN aient atteint des conclusions essentiellement correctes sur le
mode d’action des enzymes, ils l’ont fait sur la base d’expériences qui ouvrent la
porte à de sérieuses objections. Premièrement, la notion de pH qui est particulièrement importante pour l’étude des réactions en solution n’a pas encore été
introduite, et HENRI n’utilise pas de tampon pour contrôler le pH de son échantillon.
Le concept de pH ne sera introduit par SØRENSEN qu’en 1909. O’SULLIVAN et
TOMPSON avaient réalisé, sans pouvoir y apporter une solution, que la vitesse de la
réaction dépendait fortement de l’acidité du mélange réactionnel. Lorsque l’acidité
est dans la proportion la plus favorable, ils obtiennent des résultats reproductibles.
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substrat, qui soit dérivée à partir d’un mécanisme réactionnel défini et qui soit en
accord avec la loi d’action de masses. Ce travail l’amène à remettre en question le
modèle d’action enzymatique de BROWN qui impliquait un temps de vie fixé pour
le complexe enzyme-substrat entre sa création et sa dénaturation, et il propose pour
le remplacer un mécanisme qui, quoique conceptuellement similaire à celui de
BROWN, est exprimé en des termes mathématiques et chimiques plus précis. HENRI
propose que l’enzyme interagisse de manière réversible avec le substrat et avec le
produit et que ce soit la rupture du complexe enzyme-substrat qui donne le produit.
Il conçoit parfaitement que son modèle repose sur deux hypothèses et il en discute
les conséquences :
des équilibres rapides s’établissent entre l’enzyme et le substrat et entre l’enzyme
et le produit ;
il existe une grande différence de concentration entre le substrat et l’enzyme.
A partir de ces considérations, il dérive une équation de vitesse (équation [3.1]) qui
rend compte des dépendances de la vitesse aux concentrations de substrat, d’enzyme et de produit :
v
dP
dt
kA
P
mA
P
n P
==
(
)
+ (
) +
[]
[] – []
[] – []
[]
0
0
1
[3.1]
Pour la vitesse initiale, cette équation se simplifie puisque [] P = 0 :
v
dP
dt
kA
mA
== +
[]
[]
[]
0
0
1
[3.2]
Dans ces équations, k, m et n sont des constantes caractéristiques du système
enzymatique étudié. Comme le note HENRI, cette équation prédit que pour une
concentration suffisamment élevée de substrat la vitesse de la réaction devient
indépendante de la concentration de substrat mais que, pour une concentration
faible de substrat, la vitesse est directement proportionnelle à cette concentration.
3.1.4. Les problèmes rencontrés par HENRI
A la fin du XIX
e siècle, aucun enzyme n’était disponible sous une forme purifiée et
les méthodes de mesure de l’activité de ces enzymes étaient primitives. En dehors
de ces problèmes, plusieurs critiques ont été faites au sujet du travail de HENRI.
Bien que lui et BROWN aient atteint des conclusions essentiellement correctes sur le
mode d’action des enzymes, ils l’ont fait sur la base d’expériences qui ouvrent la
porte à de sérieuses objections. Premièrement, la notion de pH qui est particulièrement importante pour l’étude des réactions en solution n’a pas encore été
introduite, et HENRI n’utilise pas de tampon pour contrôler le pH de son échantillon.
Le concept de pH ne sera introduit par SØRENSEN qu’en 1909. O’SULLIVAN et
TOMPSON avaient réalisé, sans pouvoir y apporter une solution, que la vitesse de la
réaction dépendait fortement de l’acidité du mélange réactionnel. Lorsque l’acidité
est dans la proportion la plus favorable, ils obtiennent des résultats reproductibles.