Fiche 51. Régulation allostérique : théories et rôle dans l’homéostasie cellulaire

Un effecteur positif (+) ou négatif (−) se fixe sur un site différent du substrat et n’a pas d’analogie structurale avec celui-ci.
La régulation allostérique repose sur un changement de conformation de la protéine sous l’influence du substrat ou d’un effecteur positif où la protéine va passer d’une conformation tendue (T) avec une faible affinité pour le substrat à une forme relâchée (R) ayant une forte affinité pour ce dernier selon l’équilibre [T] ⇌ [R]. Un effecteur négatif aura l’effet inverse. Ce processus s’appelle la transition allostérique. Les mécanismes de l’allostérie ont été élucidés séparément par deux équipes de chercheurs ; celle de Jacques Monod (avec J.-P.Changeux) et celle de Daniel Koshland Jr (avec G. Nemethy et D. Filmer) principalement, chacun proposant leur modèle (figure 1).
Ce modèle, dit « modèle concerté » (figure 1, haut), postule qu’une enzyme allostérique existe sous forme oligomérique avec un axe de symétrie où les sous-unités existent en équilibre sous les deux conformations (R et T) où la forme T prédomine. Au cours de la transition allostérique, toutes les sous-unités ont la même conformation de façon à ce qu’un axe de symétrie soit conservé.C’est le « modèle séquentiel » ou « de l’ajustement induit » (figure 1, bas). Il postule qu’il n’existe qu’une seule conformation (T) en l’absence de ligand, donc pas d’équilibre [R] ⇌ [T]. C’est la fixation du ligand qui induit la modification successive de chaque sous-unité T → R. Il n’y a pas d’axe de symétri…