Les glycosidases et leurs inhibiteurs

Equation de Michaëlis-Menten : La modélisation mathématique de la cinétique d’une réaction selon Michaëlis-Menten se base sur deux termes : les concentrations des différentes molécules ou complexes de molécules et les constantes d’association et de dissociation de ces molécules entre elles (schéma 6). L’équation de Michaëlis-Menten permet d’obtenir une expression de la vitesse initiale V0 de la réaction en fonction de grandeurs connues (fixées par l’expérimentateur ou mesurées). savoir : concentration en substrat [S] très largement supérieure à la concentration totale en enzyme [E]T et absence ou quasi-absence de produit P39. La première condition est obtenue en substrat transformé en produit soit faible40. A partir du moment où ces conditions sont réunies, on peut effectuer les approximations suivantes : 1. Les mesures de cinétique seront toujours réalisées pour des concentrations de produit très faibles : c’est la mesure de la vitesse initiale (vi) pour [P] ≅ 0 et [S]≅ [S]0 où [S]0 est la concentration du substrat à l’instant initial. Cela signifie que la vitesse d’apparition du complexe ES par association de E et de P (donnée par V= K-2 [E] [P] ) est négligeable.

Détermination de Vmax et KM :

Les paramètres cinétiques de la réaction enzymatique Vmax et KM sont définis de la façon suivante : Dès l’addition de l’enzyme dans la solution de substrat, il s’établit un équilibre rapide entre les formes libres de l’enzyme [E], du substrat [S] et du complexe [ES] (appelé complexe de Michaëlis), on parle d’hypothèse de l’état stationnaire. En terme cinétique celaAprès avoir posé ces hypothèses on peut calculer la vitesse d’apparition du produit en résolvant le système d’équations suivant :- Vmax représente la vitesse maximale de la réaction. Elle est atteinte pour une concentration élevée en substrat et traduit la saturation de l’enzyme par le substrat, Hanes-Woolf)39. En effet, on peut transformer l’équation de Michaelis-Menten (eq.6) en l’équation suivante.

Types d’inhibition enzymatique :

Si la vitesse d’une réaction enzymatique diminue dans des conditions où l’enzymeDe nombreuses substances modifient l’activité d’une enzyme en s’y combinant, ce qui altère la liaison du substrat et/ou sa constante catalytique. Les substances qui diminuent ainsi l’activité d’une enzyme sont appelées des inhibiteurs. Les inhibiteurs sont généralement des molécules de structure voisine du substrat, qui ne donnent pas de réaction ou réagissent beaucoup plus lentement que le substrat. L’étude de l’effet d’inhibiteur est fréquemment utilisée pour déterminer le mécanisme catalytique d’une réaction enzymatique, de mieux connaitre la spécificité d’une enzyme ainsi Les inhibiteurs d’enzymes peuvent être classés en deux types : inhibiteurs réversibles et inhibiteurs irréversibles. Les inhibiteurs réversibles s’associent à l’enzyme de manière non covalente, alors que les inhibiteurs irréversibles forment des liaisons covalentes stables avec l’enzyme. L’effet net de l’inhibition correspond à une diminution de la concentration de point tel qu’il se lie au site actif de l’enzyme mais sans donner de réaction. L’inhibiteur (I) entre en compétition directement avec le substrat (S) pour un site actif de l’enzyme (E). La fixation de l’inhibiteur empêche celle du substrat et réciproquement. Leurs fixations sont mutuellement exclusives. Il y a donc formation de deux complexes (EI) et (ES). La présence du complexe (EI) ralentit la réaction de formation de produit (P) en diminuant la compétitifs, non compétitifs et incompétitifs.

Généralement un inhibiteur compétitif ressemble structurellement au substrat à un point tel qu’il se lie au site actif de l’enzyme mais sans donner de réaction. L’inhibiteur (I) entre en compétition directement avec le substrat (S) pour un site actif de l’enzyme (E). La fixation de l’inhibiteur empêche celle du substrat et réciproquement. Leurs fixations sont mutuellement exclusives. Il y a donc formation de deux complexes (EI) et (ES). La présence du complexe (EI) ralentit la réaction de formation de produit (P) en diminuant la a. Le substrat et l’inhibiteur ont le même site de fixation (modèle classique). Dans ce modèle il n’existe qu’un seul site de fixation pour les deux molécules (substrat et inhibiteur). La fixation exclusive résulte d’une analogie de structure entre le substrat et l’inhibiteur (figure.1 modèle1). Il existe deux modèles alternatifs d’inhibition non compétitive mixte (figure 14). Le modèle 1 suggère qu’il n’y a pas de passage conformationnel possible entre les deux complexes enzyme-substrat (ES) et enzyme-substrat-inhibiteur (ESI), c’est-à-dire que le complexe enzyme-inhibiteur (EI) peut fixer le substrat (S) pour donner le complexe inactif (ESI), mais le complexe (ES) ne peut pas fixer l’inhibiteur (I). Le modèle 2 suggère qu’il n’y a pas d’équilibre entre les deux complexes (EI) et (ESI), c’est-à-dire que le complexe (ES) peut fixer l’inhibiteur (I) pour donner le complexe inactif (ESI), en revanche le substrat (S).