maenas (intertidal zone) and Segonzacia mesatlantica - Station ...

42 CHAPITRE 1. INTRODUCTION
presque saturé, les sites vides restant sont statistiquement distribués sur différentes molécules et leur
chargement se fait donc de manière indépendante.
Le modèle Monod-Wyman-Changeux
Différents modèles ont été proposés pour tenter d’expliquer le mécanisme de l’allostérie et pour
interpréter les courbes de Hill ou les données expérimentales. Une première méthode pour modéliser
l’allostérie est de considérer n équilibres chimiques successifs correspondant chacun à l’addition
d’une molécule d’oxygène sur un site actif du pigment. Dans ce modèle proposé par Adair (Adair,
1925, Brouwer, 1992) pour l’hémoglobine tétramérique, il existe n constantes d’association K i pour
chacune de ces réactions. Un modèle proposé en 1965 par Monod, Wyman et Changeux (Monod et
al., 1965) (MWC) postule l’existence de deux états conformationnels de la protéine, un état tendu T
dans lequel les sites ont une faible affinité k T pour le ligand et un état relâché R dans lequel les sites
ont une forte affinité k R pour le ligand. Ce modèle suggère que le changement de conformation est
concerté, c’est à dire que la symétrie de la protéine est conservée et que toutes les sous-unités sont soit
dans l’état T, soit dans l’état R. En plus des constantes k T et k R , ce modèle de transition allostérique
fait intervenir la constante d’équilibre entre les deux états T et R en l’absence d’oxygène : L = [T]
[R] . Ce
modèle et ses dérivés sont très utilisés et permettent dans de nombreux cas de bien décrire les données
observées. L’expression de la saturation selon la P O2 peut être déduite des autres paramètres :
S = LK T P O2 (1+K T P O2 ) q−1 + K R P O2 (1+K R P O2 ) q−1
L(1+K T P O2 ) q +(1+K R P O2 ) q
Dans cette expression, q est le nombre de sites de fixation de l’oxygène qui interagissent ensemble.
D’après ce modèle, un effecteur allostérique qui modifierait l’affinité du pigment pour l’oxygène
pourrait modifier les affinités k T ou k R ou bien la constante d’équilibre entre les deux formes L.
Dans le cas de l’hémocyanine de Carcinus maenas, les valeurs de ces constantes ont été mesurées
pour l’hémocyanine à pH 7,84 et à 10°C, en l’absence et en présence de lactate (Weber et al., 2008).
Une représentation de Hill comprenant de très basses et très hautes saturations présente autour de la
zone linéaire centrale des zones de transition vers un chargement pour lequel n = 1 dans les basses
et les hautes saturations. Ces zones correspondent au chargement des premières molécules d’oxygène
sur la forme T et des dernières sur la forme R, avec des P 50,T et P 50,R pouvant être déterminées en
extrapolant ces portions de courbes jusqu’à leur intersection avec l’axe des abscisses. Les propriétés
d’un pigment peuvent être modulées par un effecteur qui influence la constante d’équilibre L entre les
deux formes T et R (figure 1.20(a)) mais laisse les affinités de chaque forme inchangées, ou par un
effecteur influençant les affinités de chacune des formes. Dans le cas de l’hémocyanine de Carcinus
maenas, l’ajout de lactate augmente l’affinité de la forme T et diminue la constante d’équilibre L sans