Les études du mécanisme de catalyse de la chélatase et des sites actifs des transaminases, désaturase et polyphénoloxydase (PPO) ont constitué l'objet de l'examen écrit de l'élément de module 'Enzymologie Approfondie' du Module 'Enzymologie Approfondie et Substances Naturelles' du Master 'Sciences de la vie et de la santé, Session d'Avril 2008, Durée : 2 heures
QUESTION 1 (14 points)
L'hème
est un groupement prosthétique existant au sein de plusieurs protéines
et enzymes (myoglobine, hémoglobine, peroxydases,…). Il est
constitué dun atome de fer (Fe++) piégé à
l'intérieur d'un noyau tétrapyrrolique (porphyrine). L'insertion
des ions Fe++ dans les porphyrines pour former les hèmes, est catalysée
par une enzyme spécifique, la chélatase. Le Fe++
peut être substitué par l'ion Co++ ou Zn++.
Dans l'expérience suivante, la vitesse de fixation de l'ion Co++
sur la protoporphyrine IX, a été mesurée par spectrophotométrie
à différentes concentrations de cet ion et de la protoporphyrine.
Les vitesses de la réaction sont exprimées en nanomoles
de complexe hème-Co++ formées par minute. Les cinétiques
de la réaction déterminées en faisant varier, à
chaque fois, l'un des substrats tout en maintenant l'autre substrat à
une concentration constante, sont représentées par les droites
1/v = f(1/(S)) (représentations de Lineveaver-Burk) (Fig. 1 et
2).
Les différentes droites font intersection avec les axes des ordonnées en plusieurs points; bi et ci , pour les Figures 1 et 2, respectivement. On en déduit 2 diagrammes secondaires respectifs, représentés par Fig.1' et Fig.2'.
L'étude
de l'interaction entre un analogue de la protoporphyrine (P') et la chélatase,
en présence des substrats a permis de vérifier la fixation
de P' sur l'enzyme libre et l'enzyme complexée au Co++. La constante
de Michaelis pour la fixation de la protoporphyrine en présence
de P' (KmP') est supérieure à celle obtenue en absence de
l'analogue structural (KmP). Par contre, la constante de Michaelis (KmC')
pour la fixation de l'ion Co++ en présence de P' est identique
à celle trouvée en son absence
1/ Quels sont les mécanismes de la réaction susceptibles
de rendre compte des cinétiques obtenues. Justifier votre réponse.
2/ Préciser les types d'inhibition exercées par l'analogue
structural de la protoporphyrine. Justifier votre réponse.
3/ En s'aidant des types d'inhibition obtenus avec l'analogue de
substrat, déterminer le mécanisme de catalyse précis
de la chélatase. Justifier votre réponse.
4/ Déterminer les constantes de Michaelis des substrats
et la vitesse maximale de la réaction.
5/ Quels seraient les modes d'inhibition qu'exercent le(s) produit(s)
de la réaction vis à vis des différents substrats.
QUESTION
2 (6 points)
Interpréter les structures enzymatiques ci-dessous en relevant
les similitudes et les particularités
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