Journal de chimie physique et biophysique
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Abstrait

Protéase principale du SARS-CoV-2 : une approche cinétique

Thierry Rebetez

Contexte : Dans cet article, je présente un nouveau modèle d'interaction de la protéase principale (M ^pro ) du virus SARS-CoV-2 avec son substrat. Le schéma réactionnel utilisé pour décrire ce mécanisme est une extension du modèle bien connu de Michaelis-Menten proposé en 1913 par Leonor Michaelis et Maud Menten. Le modèle que je présente ici prend en compte le fait qu'un monomère enzymatique M ^pro interagit avec un autre monomère M ^pro en présence du substrat, conduisant à la formation d'un dimère enzymatique lié à une molécule de substrat. Ce mécanisme de réaction est également connu dans la littérature sous le nom de dimérisation induite par le substrat.

Méthodes : A partir de ce nouveau schéma réactionnel, j'ai dérivé une expression mathématique décrivant le taux catalytique du dimère d'enzyme M ^pro actif en fonction de la concentration en substrat. De plus, je voulais voir si ce comportement catalytique était également observé in vitro . J'ai donc mesuré le taux catalytique du dimère M ^pro pour différentes concentrations de substrat. Les propriétés de ma construction de substrat étaient telles que j'ai pu déterminer le taux catalytique du dimère d'enzyme en mesurant directement l'absorbance spectrophotométrique du substrat clivé à 405 nm.

Résultats : Sur le tracé correspondant à cette réaction, au moment où la vitesse de réaction commence à diminuer, on observe un nouveau phénomène qui apparaît : les monomères enzymatiques commencent à être « dilués » dans la solution contenant le substrat en excès. Les dimères commencent à se dissocier et se lient de plus en plus au substrat sous forme de monomères inactifs au lieu de dimères actifs. Il est donc de plus en plus improbable que les monomères enzymatiques se lient séquentiellement deux fois à la même molécule de substrat. De plus, j'ai déterminé numériquement V _max et SV _max . De plus, j'ai établi que le maximum de la courbe ajustée ne dépend que de la concentration totale enzymatique et non de la concentration en substrat.

Conclusion : Les résultats montrent explicitement, à une marge d'erreur près, que la forme globale de la courbe expérimentale ressemble à celle de la courbe théorique. Cette découverte pourrait ouvrir de nouvelles portes dans la découverte de médicaments dirigés contre l'enzyme M ^pro du virus SARS-CoV-2, agissant sur l'inhibition de l'enzyme M ^pro par un excès de substrat.