2. Classification des phytases :

2.2 Phytases métallo-dépendantes :

2.2.3. Le mécanisme de réaction :

Basés sur des études de modélisation informatique pour la fixation du substrat, ainsi que par l’analyse des produits obtenus après l’hydrolyse, Janne Kerovuo et Al.1 ont proposé le mécanisme de réaction suivant :


- Le substrat interagit avec l’enzyme au niveau de la poche superficielle se trouvant dans la partie supérieure de celle-ci, à travers des groupements phosphate en position 2 et 4. Cette interaction est réalisée d’une part avec les ions calcium occupant la poche catalytique, et d’autre part avec les résidus chargés positivement présents (Lys76, Lys77, Arg122, Lys179).

- Le groupement phosphate se trouvant au milieu, à savoir celui en position 3, interagit fortement avec la poche catalytique et peut donc être clivé.

- L’intermédiaire Ins(1,2,4,5,6)P5 obtenu, peut encore une fois interagir de la même façon avec la poche catalytique.

- Les groupements se liant au niveau des ions calcium sont cette fois-ci les phosphates en position 2 et 6.

- Le phosphate en position 1 peut être clivé, et donc l’Ins(2,4,5,6)P4 est maintenant l’intermédiaire.

- De la même façon, le phosphate en position 5 peut être clivé à nouveau en laissant l’Ins(2,4,6)P3 comme intermédiaire.

- Ce dernier peut encore une fois interagir avec la poche catalytique, or cette fois-ci, il n’y a plus des phosphates en position central pour le clivage, donc c’est l’Ins(2,4,6)P3 le produit final de la réaction.


Un problème à surmonter ici, est qu’expérimentalement, tant l’Ins(2,4,6)P3 comme l’Ins(1,3,5)P3 ont été observés comme produit final de la réaction. Une explication plausible provient du fait que pendant la première étape, le substrat peut se lier soit par les phosphates en position 2 et 4 ou par ceux en position 1 et 3 ; ce qui nous amène aux deux produits finaux observés. Noter encore que pour le cas des His. Phytases, le phosphate en position 2 était toujours le dernier à être clivé (ou simplement non clivé) ce qui indiquait une préférence par le clivage des liaison en position équatioriale.

Pour le cas de Ts-phy, cette préférence n’a plus de sens, ce qui est explicable par une torsion du substrat vers une structure plutôt plate pendant l’interaction avec l’enzyme. Ainsi, les deux positions, équatoriale ou axiale ne présentent plus de grande différence, et donc leur probabilité d’interaction avec la poche devient la même.Un détail important au niveau de la structure de l’enzyme est la présence du tunnel existant juste au centre de celle-ci. En effet, le tunnel est en contact direct avec le site catalytique, ce qui implique que la libération du phosphore inorganique peut être réalisée par cette voix, c’est à dire du côté opposé pour l’entrée du substrat.



Figure 15 : Modélisation informatique de l’interaction du phytate avec l’enzyme Ts-phy. Le modèle est présenté en deux orientations. Le phytate est en pourpre et la chaîne principale de l’enzyme en verte. Les ions calcium ne sont pas montrés.




Schéma 3 : Schéma des mécanismes d’hydrolyse du phytate par Ts-phy d'après Janne Kerovuo et Al. (1).