Les Enzymes / des biomolécules aux propriétés catalytiques

Les enzymes, des biomolécules aux propriétés catalytiques

Introduction :

Les enzymes sont des entités protéiques, ce sont donc des protéines. Une protéine dispose d’une structure en 3D, la forme de celle-ci dépend des interactions qui existent entre les acides aminés qui  la composent. En effet, une protéine est un assemblage de divers acides aminés.

Voici une photo d’une enzyme, les couleurs représentent des acides aminés différents.          

Mais alors où sont produites les enzymes ?

Les enzymes sont produites dans les cellules à partir de l’ADN comme toutes les protéines.

En effet, il existe deux processus qui permettent de passer de l’ADN aux protéines, tout d’abord la transcription qui permet le passage de l’ADN à l’ARN puis la traduction qui permet le passage de l’ARN à la protéine (qui est un assemblage d’acides aminés pour rappel). En se repliant dans l’espace, la protéine peut donner une enzyme (pas dans tous les cas), l’enzyme est donc une entité tridimensionnelle.

Les enzymes sont donc produites au sein des cellules.

Remarque : Si il existe une mutation sur l’ADN, au niveau du gène qui code la protéine, alors cela influence la forme de la protéine… ce qui peut la rendre totalement inefficace comme catalyseur (voir plus bas pour la notion de catalyseur).

A quoi servent les enzymes ?

Dans nos cellules, beaucoup de réactions chimiques se réalisent pour permettre le fonctionnement du métabolisme. Par exemple, le glucose se transforme par une enzyme en réserve sous forme de glycogène. Dans ce cas on dit que le glucose est le substrat de l’enzyme, en effet il vient à l’intérieur de l’enzyme pour être transformé en glycogène qui est alors appelé produit. Le réaction chimique s’écrit de cette manière :

Dans le détail, toutes les réactions qui se réalisent dans nos cellules peuvent se réaliser sans  l’utilisation d’enzyme, sauf que celles-ci sont très très lentes car pas favorisées par l’environnement de la cellule. L’enzyme permet d’accélérer la transformation des substrats en produits, pour cette  raison elle est appelée catalyseur biologique.

Mais alors comment les enzymes permettent la transformation des substrats en produit ?

Les enzymes sont des entités tridimensionnelles, elles disposent d’un creux au sein de la structure où les substrats peuvent venir se fixer par des interactions avec les acides aminés. Ce creux est appelé site actif. Dans ce creux les réactions sont favorisées et c’est ce qui explique pourquoi les enzymes sont des protéines qui accélèrent les réactions chimiques.

Qu’est ce que la spécificité d’une enzyme ?

Comme nous l'avons vu les enzymes transforment des substrats en produits. Cependant il existe un spécificité des enzymes‚ une enzyme est spécifique d'un substrat. Elle ne peut catalyser d'autres molécules. Ainsi, la glucose-oxydase ne peut catalyser que l'oxydation du glucose.

...