En enzymologie, connaître comment les enzymes assurent la catalyse renvoie à l'élucidation de leur mécanisme, sans oublier que cela se passe par le contact du substrat avec l'enzyme à travers quelques acides aminés qui constituent le 'site actif'.

L'hexokinase (glucokinase) active le glucose lors de la glycolyse en le phosphorylant. Elle fonctionne selon un mécanisme séquencé (ordonné). La Coenzyme A transférase fonctionne selon un autre mécanisme, caractérisé par la formation de complexes binaire et une enzyme transitoire.

Exercice 2 Enoncé de l'exercice sur l'Hexokinase)

Glucose + ATP-Mg <--> Glucose 6-Phosphate + ADP-Mg

Les diagrammes primaires 1/v = f(1/(S)) en faisant varier l'ATP-Mg et en maintenant constantes les concentrations du glucose, d'une part et en variant le glucose (avec ATP-Mg constant) montrent que l'hexokinase présente une cinétique sous forme de faisceau de droites faisant intersection sur l'axe des abscisses. En enzymologie à deux substrats, cette cinétique peut informer sur la présence des mécanismes de catalyse: 1/ Mécanisme au hasard fixation indépendante et 2/ Mécanisme séquencé (ordonnée).

Mécanisme réactionnel de la réaction catalysée par la coenzyme A transférase:

succinyl CoA + Acétoacétate <--> Succinate + acétoacétyl CoA

Les vitesse initiales (sens de la formation du succinate comme produit) pour différentes concentrations en substrats sont données dans le tableau ci-dessous. Elles sont exprimées en nanomoles de produit apparu par minute et par mg d'enzyme.

1. Déterminer le mécanisme réactionnel de la coenzyme A transférase.

Tacés des cinétiques 1/v = f(1/(S):

Posons succinyl CoA = S, Acétoacétate = A, Succinate = S' et Acétoacétyl Co A = A'

Le tracé des diagrammes primaires 1/v = f(1/(S)), avec (A) constant et 1/v = f(1/(A)) avec (S) constant, donne des cinétiques sous formes de droites parallèles qui sont en faveur d'un mécanisme de catalyse Ping-Pong.

Le tracé des diagrammes secondaires des points d'intersections des droites 1/v = f(1/(S)) avec l'axe des ordonnées (points b) en fonction des inverses des concentrations en substrat maintenu constant, permet de calculer les paramètres cinétiques Km relatives aux substrats. On obtient aussi la vitesse maximale (Vmax) de la réaction.

2. Déterminer les paramètres cinétiques de cette enzyme.

Lors du déroulement de la catalyse, il se forment uniquement des complexes enzymatiques binaires (absence de complexes ternaires). En plus, il y'a formation d'une enzyme transitoire qui est ici E-CoA.

avec S1 = Succinyl CoA, P1 = Succinate, E' = E-Co A, S2 = Acétoacétate et P2 = Acétoacétyl Co A