Enzymologie : les enzymes et leur fonctionnement

Enzymologie : les enzymes et leur fonctionnement

Intro :

Les protéines sont produites grâce à la transcription et à la traduction. Après leur production, elles vont acquérir leur forme 3D pour devenir active. Certaines protéines sont des enzymes qui permettent de réaliser rapidement les réactions chimiques du métabolisme au sein des cellules.

Problématique : comment les enzymes réalisent les actions du métabolisme de façon spécifique ?

Transcription = ADN -> ARN ; traduction = ARN -> protéine (acide aminé)

1. Les enzymes, des biocatalyseurs spécifiques

A-propriétés des enzymes

Une enzyme est un catalyseur biologique (=biocatalyseur) qui a les propriétés suivantes :

-elles transforment un substrat en produit (ex : amidon -> glucose)

-elles catalysent des réactions qui se font normalement à des vitesses très lentes

-elle agit à très faible concentration

-elle est retrouvée intacte après la réaction chimique (elle n’est pas dégradée)

-elle agit très rapidement (en 1s elle peut catalyser la transformation de 1000 molécules)

B- elles sont sensibles à l’environnement

L’action des enzymes est variable selon l’environnement. La plupart des enzymes (comme l’amylase) ont un fonctionnement optimal pour une température de 37°C et un pH de 7, MAIS certaines enzymes peuvent fonctionner à des températures et pH extrêmes. (Ex : pepsine) cf doc 1.

C-vitesse de réaction et concentrations optimales

La vitesse d’une réaction varie selon plusieurs paramètres :

-la concentration en substrat : plus elle est forte, plus la vitesse de réaction est forte. Si la concentration en substrat est trop forte, on a une saturation des sites actifs de l’enzyme.

-la concentration en enzymes : plus elles sont nombreuses, plus elles peuvent réaliser de réactions, plus la vitesse sera importante.

Remarque : il faut des quantités raisonnables (équilibre) d’enzymes et de substrat pour que la réaction ait lieu convenablement.

On peut évaluer la vitesse de réaction des enzymes en traçant la tangente des courbes de réactions, plus la tangente est forte, plus la vitesse augmente.

La saturation des enzymes permet de montrer l’existence d’un complexe enzyme-substrat.

1. Les doubles spécificités des enzymes

A-spécificité de substrat :

Le substrat est la molécule sur laquelle une enzyme agit. Chaque enzyme agit spécifiquement sur un substrat donné (ex : amylase sur l’amidon). Cela suggère une reconnaissance du substrat par un site actif spécifique (cf TP 6). Cette spécificité permet de nommer des enzymes en fonction de la nature du substrat (ex : cellulase-> cellulose).

B-spécificité d’action

Sur 1 substrat donné, 1 enzyme a 1 action définie : elle catalyse une réaction chimique précise (ex doc 4) l’amylase hydrolyse l’amidon.