- Coopérativité
-
La coopérativité est une propriété des protéines, enzymes ou des récepteurs, qui possèdent deux ou plusieurs sites permettant de fixer des substrats ou des ligands. Une protéine est dite coopérative lorsque les fixations des différents ligands ne sont pas indépendantes, mais se renforcent mutuellement : la liaison d'un premier ligand sur son site augmente l'affinité d'un autre ligand sur un autre site[1].
La protéine utilise une partie de l'enthalpie libre de liaison associée à la fixation du premier ligand pour modifier sa conformation. Cette conformation modifiée a une géométrie plus favorable à la fixation du second ligand.
Certaines protéines ont un comportement opposé et montrent une coopérativité négative ou anticoopérativité. Dans ce cas, la fixation d'un premier ligand fait baisser l'affinité et donc l'efficacité de liaisons des ligands suivants. Le cas limite de l'anticoopérativité se produit lorsque la fixation sur un premier site abolit complètement la fixation sur un second site. On parle alors de réactivité demi-site.
Formalisme de Hill
Exemple de courbes de Hill pour différentes valeurs de la constante n. Les tracés montrent la fraction de sites contenant un ligand en fonction de la concentration de ligand libre
Le biochimiste britannique Archibald Vivian Hill fut l'un des premiers à proposer une formulation mathématique de la coopérativité, dans le cadre de ses travaux sur la fixation de l'oxygène par l'hémoglobine. L'équation de Hill concerne le cas particulier de la fixation d'un même ligand sur plusieurs sites d'une protéine oligomérique possédant un site de fixation sur chaque monomère. Elle est est donnée par la loi empirique suivante :
![\theta = {[L]^n \over K_d + [L]^n}](4/e9474c8df1b415f7046638db7fb9b32f.png)
où θ représente la fraction des sites comportant un ligand lié, [L] est la concentration de ligand et Kd est la constante de dissociation apparente. La constante n s'appelle la constante de Hill et décrit le degré de coopérativité de la fixation du ligand :
- Si n = 1, la fixation sur les différents sites est indépendante. L'équation de Hill se réduit alors à une fixation simple, comme dans l'équation de Michaelis-Menten
- Si n > 1, la fixation est coopérative
- Si n < 1, la fixation est anticoopérative
Plus le nombre de Hill, n, est grand et plus la coopérativité est forte. En général, n est inférieur au nombre de sites, c'est-à-dire au nombre de sous-unités de la protéine.
Voir aussi
Notes et Références
- J. Yon-Kahn et G. Hervé, Enzymologie, molécules et cellules, Les Ulis, Edp Sciences, 2005 (ISBN 978-2868838162)
Portail de la biologie cellulaire et moléculaire
Wikimedia Foundation. 2010.
