Université · 35 min

Dosage Michaelis–Menten : identifier le type d’inhibiteur

Réalisez des mesures de vitesse virtuelles à huit concentrations de substrat, puis classez un inhibiteur inconnu d’après la réponse de Km et Vmax — compétence centrale de la cinétique enzymatique.

Objectif

Distinguer inhibitions compétitive, non compétitive et incompétitive sur la courbe $v = V_\mathrm{max}[S]/(K_m^{\mathrm{app}} + [S])$ et prédire l’effet de chacune sur un tracé de Lineweaver–Burk.

Matériel et réactifs

Dosage virtuel : solution mère de substrat (0–8 mM), même lot d’enzyme ( $V_\mathrm{max} = 10$ , $K_m = 1$ mM) et inhibiteur à $[I]$ fixe ; la simulation rejoue les courbes idéalisées.

Procédure

Choisissez « aucun » et survolez $[S] = 1$ mM : vérifiez $v = V_\mathrm{max}/2 = 5$ , d’où $K_m$ .
Passez à l’inhibiteur compétitif : le plateau est inchangé mais le point de demi-saturation a bougé à droite — mesurez le nouveau $K_m$ apparent.
Sélectionnez non compétitif : le plateau tombe de moitié tandis que $K_m$ reste à 1 mM.
Essayez incompétitif : $K_m^{\mathrm{app}}$ et $V_\mathrm{max}^{\mathrm{app}}$ ont tous deux diminué de moitié — signature rare où l’inhibition requiert le complexe ES.
Esquissez 1/v en fonction de 1/[S] pour chaque cas : des droites parallèles signalent l’incompétitif, une ordonnée à l’origine commune le compétitif.

À observer

Compétitif : $K_m^{\mathrm{app}}$ augmente tandis que $V_\mathrm{max}$ est intact — l’inhibiteur ne rivalise que pour l’enzyme libre.
Non compétitif : $V_\mathrm{max}^{\mathrm{app}}$ chute mais $K_m$ est fixe — l’inhibiteur lie E et ES également, retirant de l’enzyme actif.
Incompétitif : la courbe est à la fois plus basse et plus raide près de l’origine — lier ES retire le complexe et tire l’équilibre vers davantage d’ES.

Explication

Les trois mécanismes classiques diffèrent par le site de liaison de l’inhibiteur : sur E (compétitif, l’excès de substrat le déloge et $K_m^{\mathrm{app}} = K_m(1+[I]/K_i)$ ), sur E et ES également (non compétitif, $V_\mathrm{max}^{\mathrm{app}} = V_\mathrm{max}/(1+[I]/K_i)$ ), ou sur ES seul (incompétitif, divisant les deux constantes par $1+[I]/K_i$ ). En double inverse, ce sont des droites sécantes sur l’axe des y, parallèles, ou partageant l’abscisse à l’origine — raison pour laquelle Lineweaver–Burk enseigne encore le mécanisme alors que l’ajustement se fait désormais de façon non linéaire.

Histoire de l’expérience

Leonor Michaelis et Maud Menten ont publié leur équation en 1913 après avoir étudié l’invertase ; Maud Menten, l’une des premières femmes médecins du Canada, est honorée par l’équation qui porte leurs deux noms.

Chimistes associés

Frances Arnold Emil Fischer

Sujets liés

Enzymes et cinétique enzymatique Mécanismes réactionnels complexes, catalyse

Expérience virtuelle : un modèle simplifié pour construire l’intuition. Elle ne remplace ni le travail réel en laboratoire ni la formation à la sécurité ; ne la reproduisez pas chez vous sans encadrement.