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Etude cinetique du mecanisme d'action catalytique de la phosphatase alcaline d’Escherichia coli

1966; Elsevier BV; Volume: 113; Issue: 3 Linguagem: Francês

10.1016/s0926-6593(66)80013-9

1878-1454

Claude Lazdunski, Michel Lazdunski,

Folate and B Vitamins Research

In order to explain the mechanism of the catalytic action of the alkaline phosphatase (orthophosphoric monoester phosphohydrolase, EC 3.1.3.1) from Escherichia coli it is necessary to consider 3 different ionization states for the active center. The pK’s of the ionizations EH2⇄EH + H+ and EH⇄E + H+ are 7.1 and 8.6, respectively. The substrate is bound only to EH. Only the basic group (pK 7.1) participates in the phosphorylation and dephosphorylation of the active serine; phosphorylation of the serine shifts the pk to 7.4. The mechanisms of the catalytic action of E. coli alkaline phosphatase, of chymotrypsin and trypsin show several similarities. On the basis of the results obtained, a mechanism has been proposed for the binding of inorganic phosphate to the enzyme. Inorganic phosphate and arsenate bind to the EH form of the active center; in both cases the di-anion has a higher affinity than the mono-anion. Phenylphosphonate and phenylphosphinate competively inhibit the enzymatic catalysis, and both bind only to the EH species. Thermodynamic data for the binding of phenylphosphonate, phenylphosphinate, arsenate and inorganic phosphate have been determined and are used to establish certain elements of specificity for the enzyme. Pour expliquer le mécanisme de l’action catalytique de la phosphatase d’ E. coli, il faut considérer trois états différents du centre actif. EH2, EH et E. Les pK des ionisations EH2⇌EH+ H+ et EH⇌E + H+ sont respectivement 7.1 et 8.6. Le substrat ne peut se fixer qu’à l’espèce EH. Seule la fonction basique (pK 7.1) participe à la phosphorylation et à la déphosphorylation de la sérine du centre actif; son pK est 7.4 dans la phosphoryl-phosphatase. Les mécanismes d’action catalytique de la phosphatase alcaline d’ E. coli, de la chymotrypsine et de la trypsine présentent de nombreuses analogies. Les résultats obtenus permettent de proposer un mécanisme de fixation du phosphate inorganique à la phosphatase. Le phosphate inorganique et l’arséniate se fixent à l’espèce EH du centre actif; dans les deux cas le di-anion a une affinité supérieure à celle du mono-anion. Le phénylphosphonate et le phénylphosphinate inhibent compétitivement la catalyse phosphatasique. Ces deux molécules ne se fixent qu’à l’espèce EH du centre actif. Les grandeurs thermodynamiques associées à la fixation du phénylphosphonate, du phénylphosphinate, de l’arséniate et du phosphate inorganique ont été déterminées. La comparaison de ces valeurs permet de mettre en évidence certains éléments de spécificité de l’enzyme.