Un exemple d'une protéine catalyseur de réaction chimique (enzyme) : la glycogène phosphorylase

Qu'est-ce qu'un substrat en enzymologie ?

C'est une molécule à transformer.

Qu'est-ce qu'un produit en enzymologie ?

C'est une molécule qui a été transformée.

Que représente l'énergie d'activation delta G étoile en enzymologie ?

C'est l'énergie à apporter pour passer par l'état de transition.

Quel est l'effet de l'élévation de l'énergie d'activation sur la vitesse d'une réaction non catalysée ?

Plus elle est élevée plus la vitesse de la réaction est basse.

Qu'est-ce qu'une enzyme ?

C'est une protéine qui catalyse la transformation d'un ou de substrats en produit ou produits.

Quel est le rôle principal d'un catalyseur enzymatique ?

Il diminue l'énergie d'activation d'une réaction donnée en permettant la formation d'un ou de plusieurs intermédiaires dont l'énergie d'activation est plus basse.

Sur quel paramètre d'une réaction chimique un catalyseur agit-il exclusivement ?

Il agit exclusivement sur la vitesse et pas sur l'équilibre d'une réaction.

Quelle est l'équation générale d'une réaction enzymatique de base ?

S + E donne ES puis EP et enfin P + E.

Quelles sont les deux spécificités principales des enzymes ?

Elles sont spécifiques du ou des substrats et du type de réaction.

Qu'appelle-t-on le site actif d'une enzyme ?

C'est la partie de la protéine capable de reconnaître et de transformer le ou les substrats.

Qu'appelle-t-on un cofacteur en enzymologie ?

Ce sont de petites molécules associées à la protéine dont dépend l'activité catalytique de nombreux enzymes.

Quels sont les deux grands types de cofacteurs enzymatiques ?

Les métaux et les coenzymes.

Qu'est-ce qu'un coenzyme ?

C'est une petite molécule organique associée à la protéine.

Quel mécanisme de catalyse implique le rapprochement des réactifs pour favoriser leurs interactions ?

L'effet de proximité.

Quel mécanisme de catalyse implique généralement l'échange de protons entre le substrat et des résidus de l'enzyme ?

La catalyse acide-base.

Quel mécanisme de catalyse implique un groupe réactif du site actif temporairement modifié par covalence au cours de la catalyse ?

La catalyse covalente.

Quelle est la fonction biologique principale du glycogène ?

C'est une réserve énergétique stockée dans le muscle et le foie.

Sous quelle forme physique le glycogène est-il stocké dans les cellules ?

Sous forme de granules cytoplasmiques denses.

Quel est le rôle métabolique de la glycogène phosphorylase dans le muscle ?

Elle libère du glucose-1-phosphate qui est utilisé pour produire de l'ATP et de l'énergie.

Quel est le rôle métabolique de la glycogène phosphorylase dans le foie ?

Elle permet le maintien de l'homéostasie glucidique et de la glycémie.

Quelle est la structure quaternaire de la glycogène phosphorylase ?

C'est une protéine homodimérique constituée de deux sous-unités identiques.

Combien d'acides aminés et quelle masse moléculaire possède chaque sous-unité de la glycogène phosphorylase ?

Chaque sous-unité comporte 842 acides aminés et pèse 97 kDa.

Où se trouvent les interactions entre les deux sous-unités de la glycogène phosphorylase ?

Elles ont lieu au niveau du domaine N-terminal.

Où est localisé le site de liaison au glycogène sur la glycogène phosphorylase ?

Il est localisé dans le domaine N-terminal de chaque sous-unité à distance du site catalytique.

Par quoi est constitué le site catalytique de la glycogène phosphorylase ?

Il est constitué par les repliements issus des deux domaines.

Quel groupement prosthétique est présent dans le site catalytique de la glycogène phosphorylase ?

Le phosphate de pyridoxal.

À quel acide aminé est lié le phosphate de pyridoxal dans la glycogène phosphorylase ?

À la lysine 680.

Quel est le mode d'action catalytique principal de la glycogène phosphorylase ?

Il s'agit d'une catalyse de type acide-base avec échange de protons.

Quel intermédiaire réactionnel est créé lors de la phosphorolyse catalysée par la glycogène phosphorylase ?

Un carbocation intermédiaire.

Qu'est-ce que la vitesse initiale V0 en cinétique enzymatique ?

C'est la vitesse mesurée au tout début de la réaction lorsque celle-ci est en état stationnaire.

Quelles sont les caractéristiques de la courbe de Michaelis-Menten pour les enzymes michaeliennes ?

C'est une courbe de type hyperbole équilatère traduisant une réaction saturable.

À quoi correspond la vitesse maximale Vmax pour une enzyme michaelienne ?

C'est la vitesse initiale atteinte lorsque toute l'enzyme présente est saturée en substrat.

Que représente la constante de Michaelis KM ?

C'est la concentration de substrat pour laquelle la vitesse initiale est égale à Vmax sur 2.

Quel est le lien physique entre la constante KM et l'affinité de l'enzyme pour son substrat ?

Plus KM est petit plus l'affinité est grande et inversement.

Quelle est l'allure de la courbe cinétique pour les enzymes allostériques ?

C'est une courbe sigmoïde.

Qu'est-ce qu'une protéine allostérique ?

C'est une protéine comportant plusieurs sous-unités et plusieurs sites de liaison pour des ligands telle que la liaison d'un ligand modifie la liaison des autres.

Quels sont les deux états moléculaires distincts d'une enzyme allostérique ?

L'état R de forte affinité ou activité et l'état T de faible affinité ou activité.

Qu'appelle-t-on un effet homotrope positif en allostérie ?

C'est la coopérativité du substrat où la fixation d'une molécule de substrat favorise la fixation d'autres molécules de substrat.

Quel est l'effet de l'AMP cyclique ou AMP sur la glycogène phosphorylase ?

C'est un activateur allostérique qui favorise l'état R et abaisse la constante apparente K1/2.

Quels sont les inhibiteurs allostériques majeurs de la glycogène phosphorylase ?

L'ATP et le glucose-6-phosphate.

Quel est l'effet de l'ATP et du glucose-6-phosphate sur la glycogène phosphorylase ?

Ce sont des inhibiteurs allostériques qui favorisent l'état T et augmentent la constante apparente K1/2.

Par quelle modification covalente s'effectue la régulation de la glycogène phosphorylase entre les formes b et a ?

Par la phosphorylation de la sérine 14.

Quelle enzyme réalise la phosphorylation de la sérine 14 de la glycogène phosphorylase ?

La phosphorylase kinase.

Quelle enzyme réalise la déphosphorylation de la glycogène phosphorylase a en forme b ?

Une phosphatase.

Sous quelle forme et quel état prédomine la glycogène phosphorylase b ?

Elle est déphosphorylée, a une faible activité et prédomine sous l'état T.

Sous quelle forme et quel état prédomine la glycogène phosphorylase a ?

Elle est phosphorylée, a une forte activité et prédomine sous l'état R.

Quels signaux hormonaux déclenchent la cascade enzymatique menant à l'activation de la glycogène phosphorylase dans le muscle et le foie ?

Les catécholamines comme l'adrénaline et la noradrénaline.

Quel signal hormonal spécifique active la glycogène phosphorylase dans le foie lors d'une hypoglycémie ?

Le glucagon.

Quelle enzyme transmembranaire est activée en amont de la cascade de l'AMP cyclique par les récepteurs couplés aux protéines G ?

L'adénylate cyclase.

Quel est le rôle de l'AMP cyclique dans l'activation de la protéine kinase A ?

Il se lie aux sous-unités régulatrices pour entraîner la dissociation et l'activation des sous-unités catalytiques de la PKA.