ENZYMES Site actif

L'inhibition réversible compétitive

L'inhibition réversible compétitive est due à la présence dans le milieu réactionnel de molécules analogues à la structure du substrat. Du fait de cette parenté structurale, ces analogues peuvent prendre la place du substrat et empêcher que ce dernier ne se fixe dans le site actif. Le compétiteur diminue donc la vitesse de réaction en diminuant la proportion de complexe enzyme-substrat. Cette inactivation est réversible en ajoutant du substrat, ce qui signifie que le complexe enzyme-inhibiteur (EI) peut se dissocier. On ne peut trouver qu’ES ou EI, jamais ESI. L'inhibition compétitive se caractérise par une augmentation du K_M sans diminution de la V_max. Sur une courbe de Lineweaver-Burk, l'activité de l'enzyme mesurée en présence d'une concentration unique d'inhibiteur se traduit par une droite sécante avec l’axe des ordonnées en 1/V_max et sécante avec l'axe des abscisses en 1/K_M' où K_M' est supérieur à K_M.

Certains inhibiteurs compétitifs possèdent une affinité très supérieure à celle du substrat naturel. Ainsi le métothrexate, un analogue du tétrahydrofolate, utilisé en cancérologie en particulier, se fixe environ 1 000 fois mieux que la molécule naturelle, l'acide folique, ce qui revient à inactiver – réversiblement, mais efficacement – l'enzyme qui utilise ce facteur de croissance. Les sulfamides ou sulfonamides (premières substances antibiotiques introduites en médecine en 1935) agissent comme des compétiteurs de l'acide para-amino-benzoïque dans la synthèse de l'acide folique. Comme l'humain ne synthétise pas son acide folique, les sulfamides sont actifs sans nocivité pour lutter contre certaines infections bactériennes. L'inhibition compétitive est très utilisée pour purifier rapidement certaines enzymes et protéines. Pour ce faire, l’analogue est attaché par un bras long de quelques carbones à un support stable comme une bille de polysaccharide ou d'acrylamide. Lorsque l'enzyme est filtrée sur une colonne faite de ces billes, elle est retenue par fixation de l'analogue dans le site actif. L'enzyme est ensuite détachée (on dit éluée) de la colonne sur laquelle elle est restée fixée, soit en lavant avec un excès de substrat, soit avec un agent dénaturant léger comme les ions thiocyanate par exemple. Cette technique de purification est appelée chromatographie d'affinité.

Inhibition réversible non compétitive

Ici, des complexes ternaires ESI se forment mais ils ne sont pas dissociables par excès de substrat. Tout se passe comme si l'inhibiteur soustrayait l'enzyme au mélange réactionnel sans dénaturation ni de l'enzyme ni du site actif. En termes cinétiques, la présence d'un agent inhibiteur non compétitif se traduit par un K_M inchangé et un V_max diminué en proportion de la quantité d'inhibiteur présent.