3 Coenzymes ou cofacteurs Fraichard PDF

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LES COENZYMES OU COFACTEURS 1. Définitions généralités :

a. Les cofacteurs :  

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Corps chimique nécessaire obligatoirement dans une réaction enzymatique Corps chimique indispensables à certaines enzymes : o Pour transporter ou compléter un substrat o Pour accepter un produit o Comme participant à la structure de l’enzyme (lié par liaison covalente à l’E) Cofacteurs nature chimiques o Ioniques ou types coenzymes molécules organiques coenzymes  voir tableau

Co-substrats et groupements prosthétiques ont des points communs et des caractères spécifiques à chacun Liés = à l’E

b. Points communs 1. 2. 3. 4. 5.

Ce ne sont pas des protéines Thermostables- Faibles masses moléculaires comparé à une protéine Au contraire des substrats ils retrouvent leur état initial. Coenzyme doit retrouver état initial. Comme les substrats ils entrent dans la stœchiométrie de la réaction Rôle : Transfèrent 1 molécule X ( électrons, atomes, groupe d’atomes) d’une molécule à une autre en la prenant transitoirement en charge

c. Différences :    -

CO-SUBSTRATS Faiblement liés à l’enzyme Liaisons non covalentes 2 réactions enzymatiques (2 apoenzymes différentes) : - 1er : charge X - 2ème : décharge X

Groupement PROSTHETIQUE  Fortement liés á l’enzyme  Liaisons covalentes  1 seule réaction enzymatique - Charge X et décharge X

RQ 1 : la plupart des coenzymes possèdent 1 ou x noyaux cycliques ou hétérocycliques

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Attention:  les vitamines ne sont pas coenzymes et  les coenzymes ne sont pas d’origine vitaminique mais bcp de vitamines précurseurs de co-facteurs. RQ 2 : Les nucléotides (ATP, CTP, GTP, UTP) peuvent être considérés comme des co-substrats

2. Mécanismes général des coenzymes: 

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a. Les co-substrats : 2 réactions enzymatiques  avec 2 enzymes différentes : o 1 charge X o 1 décharge X Liaisons faibles non covalentes du co-substrat à l’apoenzyme Si X = 2H (oxydoréduction) => Apoenzyme = déshydrogénase (voir NAD) Co-substrat prend en charge X de protéine

 Exemple : Alcool déshydrogénase :   

2 facteurs d’oxydored  NAD et FAD (cycle de krebs)  cosubstrat et GP NAD  dérivé de la vitamine PP. Biotine  gpmts carbone notamment CO2 Glycolyse anaérobie  pyruvate en lactate

Exemple A connaitre régénération NAD : permet de charger ou decharger des protons. Enzyme oxydé et reduite

Co Substrat

b. Groupements prosthétiques (GP) :   

1 seule réaction enzymatique charge et décharge X  même enzyme qui fait la même réaction GP = groupement prosthétique lié de manière covalente à l’apoenzyme Si X = 2H => Apoenzyme = déshydrogénase voir FAD

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c. Les 2 grandes catégories de coenzymes (connaitre 1 de chaque)

3. Les coenzymes d’oxydo-réduction :

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a. NAD (vitamine PP) et NADP  co substrat Partie active fixe seulement 1 proton. Adénosine monophosphate AMP + NMP. P-P liaison pirophosphate NADP : variante du NAD

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 Propriétés du NAD : 

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Forme réduite absorbe à 340 nm : permet mesure réactions enzymatiques o NADH 2 pics or ADN absorbe 260nm et 340 nm o NAD n’absorbe pas Propriété fondamentale pour tous les dosages Potentiel oxydo-réduction E°’= -0,32V, loin de O2 (+0,82V) donc beaucoup plus réducteur ( Si Eº faible  plus de pouvoir réducteur)

 NAD (ou NADP) = cosubstrat d’oxydo-réduction : Mécanisme en 2 étapes, faiblement lié à l’apoenzyme Prise en charge d’UN H  Exemple : Alcool déshydrogénase : 1 des mécanismes qui permettent dégrader alcool

b. FAD (Flavine Adenine Dinucléotide) et FMN (Flavine MonoNucléotide) : GP AMP associé ribitol sucre réduit + partie active Noyau de flavine. Peut fixer 2 protons dans les N

Formule simplifiée : Flavine – Ribitol – Phosphate – Phosphate – Ribose – Adenine

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 Propriétés :FAD Absorbe à 405nm contrairement NADH forme réduite qui absorbe à 340nm Tyrosine groupement amine  formation de la liaison peptidique de manière covalentes

Liaisons peptidique

 GP impliqué dans les réactions d’oxydoréduction

 FAD et FMN (FAD – AMP) = Groupements prosthétiques d’oxydo-réduction :   

1 seule réaction enzymatique charge et décharge 2H => Déshydrogénase (oxydored) Une seule apoenzyme nécessaire Lié de manière covalente à l’enzyme GP = groupement prosthétique

 Exemple : la succinate déshydrogénase Enzyme mitochondriale :

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c. Coenzymes héminiques :   

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Dérivés du noyau PORPHYRINE NOYAU Hème = Métalloporphyrine à Fer peuvent fixer fer Le Fer a 6 valences : o 4 utilisées par 4 liaisons avec N du noyau Porphyrine o 2 disponibles pour liaisons à l’apoenzyme (His : histidine) Fixation liaison peptidique avec groupement carboxylique donc GProst Partie active = Fe2+ qui fixe réversiblement 1 ePotentiel rédox = 0,08 V Mécanisme : l’ion fer fixe 1e- donné par le substrat réducteur puis le cède au Substrat suivant qui est réduit Groupement prosthétique = Hème

Exemples : Cytochromes transporteurs d’e- de la chaîne respiratoire, de la photosynthèse, Cyt P450, catalase, peroxydase

d. Acide lipoique : 

Partie active pont soufré avec GP or COOH pouvant associer avec AA

e. Quinones :

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Transfert d’électrons, fixe 2H Cosubstrat Partie active : Noyau quinone Ne peuvent pas se lier de manière covalente avec enzyme or pas de groupement capable de se lier -- >liaison peptidique

→ Coenzyme Q des mitochondries

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4. Les coenzymes de transfert de groupement : a. La biotine (vit H) : GP

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 Exemple de réaction utilisant la biotine : ATP sert donner énergie pour carboxylation

b. Coenzyme A :  Co substrat

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 Le coenzyme A permet le transfert des groupements Acyles 

Réaction entre un acide carboxylique COOH et fonction thiol du Coenzyme A

 Exemple : Complexe de la pyruvate déshydrogénase :

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