Régulation allostérique et boucles de rétroaction

alors aujourd’hui nous allons parler de la façon dont la régulation allostérique peut affecter la cinétique enzymatique mais d’abord rappelons l’idée que la catalyse des enzymes peut être divisée en deux étapes d’abord la liaison des enzymes au substrat et ensuite la formation des produits et en utilisant cette information nous pouvons dériver l’équation de michaelis-.menten qui nous permet d’examiner la vitesse de formation des produits d’une enzyme par rapport à la concentration du substrat. Rappelez-vous également que les substrats se lient généralement aux enzymes au niveau du site actif. allostérique et ces sites allostériques sont des endroits sur l’enzyme où n’importe quel régulateur d’enzyme peut se lier et j’ai mis cette étoile ici juste pour souligner que les sites allostériques peuvent être n’importe où sur l’enzyme et il peut y en avoir un nombre illimité. qui augmentent l’activité enzymatique et les activent, et les inhibiteurs allostériques qui diminuent l’activité enzymatique et inhibent les enzymes. Voyons donc ce que nous entendons par augmentation et diminution de l’activité enzymatique d’un point de vue cinétique. Rappelez-vous l’équation de Michaelis-Menten et si nous supposons que la concentration du substrat est constante, il y a deux façons d’influencer l’activité enzymatique ou vo et dans ce premier graphique j’ai dessiné trois courbes différentes et la courbe bleue représente l’enzyme fonctionnant sans aucun régulateur allostérique la courbe rouge représente une enzyme avec un inhibiteur allostérique et la courbe verte représente l’analyse de l’enzyme votre activateur et dans cet exemple les activateurs et les inhibiteurs affectent vo en augmentant ou en diminuant km puisque les valeurs v-max semblent être assez proches entre les trois courbes donc un activateur ici pourrait diminuer km maintenant dans cet exemple de cou nous avons les mêmes trois courbes colorées mais au lieu que km change significativement les régulateurs semblent changer v-max avec l’activateur augmentant la valeur v-max alors maintenant que nous avons parlé des activateurs introduisons l’idée de la boucle de rétroaction et l’idée de base est qu’une boucle de rétroaction c’est quand vous avez des produits en aval qui régulent des réactions en amont et je comprends que cela peut être compliqué alors laissez-moi vous montrer cette petite séquence de réaction où nous avons a qui se forme par la réaction 1 et B qui se forme par la réaction 2 et ainsi de suite et ainsi de suite maintenant disons que la molécule F a agi comme un activateur pour l’enzyme qui alimente la réaction 1 alors elle a eu un effet positif sur l’activité de l’enzyme 1 maintenant nous appellerions cela une boucle de rétroaction positive puisque la molécule F augmente le taux de réaction de l’enzyme 1. positive puisque la molécule F augmente la vitesse de la réaction 1, ce qui entraîne la production d’encore plus de F puisque nous avons augmenté la vitesse de formation de la molécule F. Disons maintenant que la molécule F a un effet négatif sur l’enzyme 1, nous appellerions cela une boucle de rétroaction négative puisque la molécule F diminue la vitesse de la réaction 1, ce qui entraîne une diminution de l’activité de l’enzyme 1. de la réaction 1 qui conduit à une diminution du taux de formation de la molécule F alors regardons un exemple de boucle de rétroaction juste pour bien faire comprendre le point si vous êtes toujours confus maintenant la phosphofructokinase est une enzyme impliquée dans la glycolyse et elle catalyse la conversion du fructose 6-phosphate et de l’ATP pour former du fructose 16 bisphosphate et de l’adp. Rappelez-vous que la glycolyse est un processus métabolique que les cellules utilisent pour générer de l’ATP, donc voici la molécule F ou régulateur en aval du dernier exemple, l’ATP, et il s’avère que l’ATP est un inhibiteur allostérique de la phosphodiestérase, une cellule qui dit qu’elle a de l’ATP, qu’elle n’en a plus besoin et qu’elle n’a pas besoin de la phosphofructokinase pour faire avancer la glycolyse. C’est un bon exemple de boucle de rétroaction négative puisque la production d’ATP ralentit la glycolyse et donc le taux de production d’ATP. de production d’ATP maintenant parce que l’ATP est à la fois un régulateur allostérique et un substrat pour la phosphofructokinase nous pouvons l’appeler un inhibiteur homo tropique qui est un nouveau terme et nous l’appelons un inhibiteur homo tropique parce que le substrat et le régulateur sont la même molécule maintenant l’am P qui est utilisée par l’ATP est un activateur pour la phosphofructokinase et cela a aussi du sens parce que si les niveaux d’a MP sont élevés alors les niveaux d’ATP sont probablement bas et c’est comme si la cellule disait que nous avons besoin d’ATP donc nous avons besoin de gel mais de fructose kinase pour pousser la glycolyse maintenant que l’a.m. P est une molécule régulatrice mais pas un substrat du site actif de la phosphofructokinase, elle serait considérée comme un activateur hétéro-tropique puisque le substrat et le régulateur sont différents.étapes et rappelez-vous que la glycolyse est une séquence de dix étapes alors pourquoi y a-t-il tant de régulation pour cette seule étape ? Eh bien cette réaction particulière a un Delta G très négatif et il est en fait négatif de quatre virgule cinq kcal par mole et cela signifie qu’elle n’est pas facilement inversée puisqu’il y aura une grande libération d’énergie de la réaction et cela fait de cette étape de la glycolyse un excellent point de contrôle pour l’ensemble des dix étapes puisqu’il s’agit plus ou moins d’une réaction à sens unique.Nous avons ensuite appris que ces régulateurs allostériques influencent la cinétique des enzymes en augmentant ou en diminuant le km d’Emax. Enfin, nous avons appris ce qu’est une boucle de rétroaction et comment, dans les longs processus à étapes multiples comme celui de la pollicis, les meilleurs points de contrôle sont les étapes à fort engagement, celles qui ont des valeurs de Delta G très négatives

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