Coopérativité

Beaucoup de protéines ont plusieurs sous-unités où chacune contient un site de liaison au ligand distinct. Lorsqu'une molécule est appelée modulateur se lie à l'une des sous-unités, elle déclenche un changement conformationnel dans les sites de liaison des autres sous-unités, modifiant leur affinité pour leurs ligands respectifs. C'est ce qu'on appelle une transition allostérique coopérative et peut être expliquée par plusieurs modèles théoriques.

Le modèle concerté ou du tout ou rien suppose que toutes les sous-unités existent ensemble dans une conformation off ou on. Une liaison peut se produire sous n'importe quelle forme. Cependant, l'état on a une affinité plus élevée pour le ligand que l'état off.

Lorsqu'un ligand se lie à l'une des sous-unités, il favorise la transformation simultanée de tous les sites liaison à la forme de haute affinité. La coopération peut aussi être expliquée par le modèle séquentiel, qui suppose que chaque sous-unité peut exister indépendamment dans un état d'affinité élevé ou faible mais est plus susceptible d'être dans l'état de haute affinité lorsque le ligand est lié à l'une des sous-unités. Les sites de liaison des protéines allostériques sont généralement un mélange de segments flexibles et fixes de la chaîne des acides aminés.

Lorsqu'un ligand se lie, ces parties instables sont stabilisés dans une conformation particulière. Et cela affecte la forme des sites de liaison sur les autres sous-unités. L'hémoglobine est un exemple d'une protéine tétramère qui subit une transition allostérique coopérative quand l'oxygène s'y lie.

Chaque sous-unité d'hémoglobine possède un seul site de liaison. Lorsqu'une molécule d'oxygène se lie à une seule sous-unité, la coopération augmente l'affinité pour l'oxygène sur les sites liaison restants, facilitant ainsi, la liaison de l'oxygène à une molécule d'hémoglobine qui a déjà de l'oxygène lié à elle.