Cinétique enzymatique et enzyme michaelienne PDF

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Cinétique enzymatique et enzyme michaelienne I.

Étude d’une réaction chimique 1.

Notion de barrière énergétique

On étudie une réaction A → B. Dans une réaction chimique, on doit passer par un col : l’état de transition. Il faut apporter une énergie d’activation pour atteindre l’état de transition. En général, en chimie, on produit cette énergie en chauffant le milieu réactionnel. En chimie, la réaction se déroule dans un sens, mais aussi dans l’autre. Pour cela, la réaction doit de nouveau passer par cet état de transition. Cette barrière est appelée barrière énergétique.

2. Notion d’équilibre

La réaction peut se produire dans les deux sens, avec deux constantes de vitesse différentes : - La vitesse de formation Vf = d[B]/dt = k1 x [A] - La vitesse de destruction Vd = d[A]/dt = k-1 x [B] Comme toute réaction chimique, on atteint un équilibre, auquel Vf = Vd ⟺ k1[A]eq = k-1[B]eq. La constante d’équilibre est alors : Keq = [B]eq/[A]eq = k1/k-1 [B]eq = Keq x [A]eq Exemple : k1 = 0,3 ; k-1 = 0,125 ; [A] = 10 ; [B] = 0 Quelle seront les constantes à l’équilibre? Keq = 2,4 [B]eq = 2,4 x [A]eq [B]eq + [A]eq = 10 Donc [A]eq = 3,0 et [B]eq = 7,0

II. Intervention des enzymes L’enzyme ne modifie par les équilibres de fin de réaction. La seule chose que l’enzyme change est la vitesse Vo. Avec les enzymes, la vitesse initiale tend rapidement vers l’infini. Les enzymes réduisent la vitesse de réaction de deux manières - Elles permettent d’abaisser le degrés énergétique de l’état de transition, ce qui permet de diminuer la barrière énergétique. - Elles augmentent l’état énergétique du réactif (substrat).

Cela est du à l’ajustement induit (modification du substrat et de l’enzyme). La barrière énergétique entre le substrat et l’état de transition est quasiment réduit à néant. Les enzymes accélèrent la réaction A → B mais aussi dans le sens B → A. Sinon, il y aurait un décalage dans l’équilibre.

III. Réactions enzymatiques et modèle michealien Si on dissèque une réaction enzymatique, il y a 3 étapes : - Fixation de S - Transformation de S en P - Libération de P k1

k2

k3

k-1

k-2

k-3

Chaque étape est caractérisé par un équilibre et par des vitesses (k1, k-1, k2, k-2, k3, k-3) Dans le cas d’une réaction enzymatique, pour chaque réaction, on doit passer par un état d’équilibre. Si on travaille en déséquilibre total, c’est à dire en présence essentiellement de substrat, au départ il n’y a pas de produit. Donc la réaction k-3 n’existe pas. On émet 2 hypothèses : - 1ère hypothèse : la constante de vitesse k3...