donc nous allons parler de la liaison coopérative qui est un sujet très intéressant quand on discute de la cinétique enzymatique mais d’abord revoyons l’idée que nous pouvons diviser la catalyse enzymatique en deux étapes d’abord La liaison du substrat enzyme et ensuite la formation du produit et en utilisant cette idée nous pouvons dériver l’équation de michaelis-menten qui est très utile pour étudier quantitativement la cinétique enzymatique. Rappelez-vous également que lorsque vous augmentez la concentration de substrat, la vitesse de formation du produit se stabilise à sa valeur maximale comme le montre ce graphique. La première chose dont je veux parler est que certaines protéines peuvent se lier à plus d’un substrat et que toutes les enzymes n’ont pas un seul site actif. 2 et encore pour former es 3 par la réaction 3 et ainsi de suite maintenant ces enzymes peuvent former un produit à n’importe quelle étape de son processus peu importe combien de molécules de substrat sont liées maintenant on s’attendrait à ce que la vitesse de la réaction 1 soit plus rapide que la vitesse de la réaction 2 si on regarde l’exemple d’une enzyme avec 3 sites de liaison de substrat il y a 3 sites vides disponibles pour le substrat divin par la réaction 1 et seulement deux disponibles pour la réaction 2 donc on s’attendrait à ce que la vitesse 1 soit plus rapide de même la vitesse 2 serait plus rapide que la vitesse 3 pour la même raison et l’idée est que la saturation du site actif n’augmente pas linéairement avec la concentration de substrat maintenant je comprends que ça peut être un peu long donc regardons ça graphiquement mais nous allons aussi montrer une exception à cette règle donc dans ce premier graphique j’ai tracé la concentration de substrat en fonction du pourcentage de saturation de l’enzyme et comme vous pouvez le voir la courbe se stabilise au fur et à mesure que les sites de liaison du substrat sont occupés il devient difficile de trouver plus de molécules de substrat car vous avez plus de molécules de substrat liées ensuite je vais dessiner une courbe différente qui peut aussi être vue dans certaines réactions. Je vais maintenant dessiner une courbe différente que vous pouvez aussi voir dans certaines enzymes et c’est là que la liaison du substrat se fait plus rapidement, à mesure que les sites de liaison sont occupés, la liaison du substrat change l’affinité du substrat et nous appelons cela la coopérativité. En ce qui concerne la coopérativité, nous pouvons définir 3 nouvelles idées la liaison coopérative positive se produit lorsque la liaison du substrat augmente l’affinité de l’enzyme pour un substrat ultérieur la liaison coopérative négative se produit lorsque la liaison du substrat diminue l’affinité de l’enzyme pour un substrat ultérieur plus que ce que l’on attendrait normalement et la liaison non coopérative est la même que la première.La liaison non coopérative est la même que le premier exemple où la liaison du substrat n’affecte pas l’affinité de l’enzyme pour les molécules de substrat. Regardons cela graphiquement si nous avons une protéine avec disons cinq sites de liaison et que nous traçons la fraction occupée en fonction de la concentration du substrat, nous obtiendrons trois courbes possibles : la courbe verte qui prend une forme sigmoïde représenterait une enzyme avec une coopérativité positive, la courbe bleue pour la forme hyperbolique représenterait une enzyme avec une liaison non coopérative et la courbe rouge serait plutôt une courbe d’affinité.coopérative et la courbe rouge représenterait plutôt une enzyme avec une liaison négativement coopérative. Maintenant rappelez-vous que les effets de la coopérativité ne sont vus qu’après qu’un substrat se soit déjà lié, c’est pourquoi la différence dans la fraction occupée entre les trois courbes est beaucoup plus petite. 1/5 que j’ai montré ici qu’elle ne l’est pour les valeurs plus élevées alors regardons un exemple spécifique de deux protéines alors l’hémoglobine ou HB est la molécule transportant l’oxygène que l’on trouve dans le sang humain et elle peut se lier à un total de quatre molécules d’oxygène et elle présente une liaison coopérative positive la myoglobine par contre qui est la molécule transportant l’oxygène que l’on trouve dans les tissus musculaires, ne peut lier qu’une seule molécule d’oxygène au total et puisqu’elle ne peut en lier qu’une, elle doit présenter une liaison non coopérative puisqu’il n’y a pas de substrat ultérieur à proprement parler. Maintenant, si nous faisons un graphique où nous traçons la fraction de sites actifs liés dans chacune de ces protéines en fonction de la pression de l’oxygène rappelez-vous que l’oxygène est notre substrat ici et comme c’est un gaz nous allons utiliser la pression au lieu de la concentration vous pouvez voir que la courbe sigmoïde rouge associée à la liaison coopérative positive de l’hémoglobine est différente de la courbe hyperbolique bleue associée à la liaison non coopérative de la myoglobine.Qu’avons-nous appris ? Tout d’abord, nous avons appris que certaines protéines peuvent se lier à plus d’un équivalent de substrat, puis nous avons appris qu’il existe trois types différents de coopérativité : positive, négative et non coopérative. Enfin, nous avons appris que les protéines qui présentent deux types différents de coopérativité sont les molécules liant l’oxygène : l’hémoglobine et la myoglobine
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