Enzymes: qu'est-ce que c'est, exemples et classification

Les enzymes sont des protéines qui catalysent les réactions chimiques qui se produisent chez les êtres vivants.

Ils accélérer la vitesse des réactions, ce qui contribue au métabolisme. Sans enzymes, de nombreuses réactions seraient extrêmement lentes.

Au cours de la réaction, les enzymes ne changent pas de composition et ne sont pas non plus consommées. Ainsi, ils peuvent participer plusieurs fois au même type de réaction, dans un court laps de temps.

Presque toutes les réactions du métabolisme cellulaire sont catalysées par des enzymes.

Un exemple d'activité enzymatique se produit dans le processus de digestion. Grâce à l'action de enzymes digestives, les molécules alimentaires sont décomposées en substances plus simples.

L'efficacité d'une molécule d'enzyme est très élevée. On estime qu'en général, une molécule d'enzyme est capable de convertir 1000 molécules de substrat en leurs produits respectifs, ceci en seulement 1 minute.

Comment travaillent-ils?

Chaque enzyme est spécifique à un type de réaction. C'est-à-dire qu'ils n'agissent que sur un certain composé et effectuent toujours le même type de réaction.

Le composé sur lequel l'enzyme agit est appelé génériquement substrat. La grande spécificité enzyme-substrat est liée à la forme tridimensionnelle des deux.

L'enzyme se lie à une molécule substrat dans une région spécifique appelée site de lien. Pour cela, l'enzyme et le substrat subissent un changement de conformation pour s'adapter.

Ils s'intègrent parfaitement comme les clés dans les serrures. Ce comportement est appelé Théorie de la serrure à clé.

Fonctionnement du modèle Key-Lock

Parmi les facteurs qui modifient l'activité des enzymes figurent :

• Température: La température conditionne la vitesse de réaction. Des températures extrêmement élevées peuvent dénaturer les enzymes. Chaque enzyme fonctionne à une température idéale.
• pH: Chaque enzyme a une plage de pH considérée comme idéale. Au sein de ces valeurs, l'activité est maximale.
• Temps: Plus l'enzyme est en contact avec le substrat longtemps, plus il y aura de produits produits.
• Concentration en enzymes et en substrat: Plus la concentration d'enzyme et de substrat est élevée, plus la réaction sera rapide.

Classification

Les enzymes sont classées dans les groupes suivants, selon le type de réaction chimique qu'elles catalysent :

1. Oxydo-réductases: réactions d'oxydo-réduction ou de transfert d'électrons. Exemple: Déshydrogénases et Oxydases.
2. Transferts: transfert de groupes fonctionnels tels que amine, phosphate, acyle et carboxy. Exemple: Kinases et Transaminases.
3. Hydrolases: réactions d'hydrolyse des liaisons covalentes. Exemple: Peptidases.
4. Liaisons: Réactions de rupture de liaison covalente et élimination des molécules d'eau, d'ammoniac et de dioxyde de carbone. Exemple: déshydratases et décarboxylases.
5. Isomérases: réactions d'interconversion entre isomères optiques ou géométriques. Exemple: les épimérases.
6. Ligas: réactions de formation de nouvelles molécules à partir du lien entre deux molécules préexistantes. Exemple: Synthétases.

Exemples et types

Les enzymes sont formées par une partie protéique, appelée la apoenzyme et une autre partie non protéique, appelée cofacteur.

Lorsque le cofacteur est une molécule organique, on l'appelle coenzyme. De nombreuses coenzymes sont liées à vitamines.

L'ensemble enzyme + cofacteur est appelé holoenzyme.

Découvrez quelques-unes des principales enzymes et leurs actions :

• catalase: décompose le peroxyde d'hydrogène;
• ADN polymérase ou alors transcriptase inverse: catalyse la duplication de l'ADN ;
• lactase: facilite l'hydrolyse du lactose;
• Lipase: facilite la digestion des lipides ;
• Protéase: agir sur les protéines ;
• uréase: facilite la dégradation de l'urée ;
• Pthyaline ou Amylase: agit sur la dégradation de l'amidon en bouche en le transformant en maltose (la plus petite molécule) ;
• Pepsine ou protéase: agit sur protéines, les dégradant en molécules plus petites ;
• Trypsine: participe à la dégradation des protéines non digérées dans l'estomac.

Les enzymes de restriction

Les enzymes de restriction ou endonucléases de restriction sont produites par des bactéries.

Ils sont capables de couper l'ADN à des points spécifiques.

On peut les considérer comme des ciseaux moléculaires. Les enzymes de restriction sont fondamentales pour la manipulation de l'ADN.

Connaître aussi ADN recombiné.

Ribozymes

Les ribozymes sont des molécules d'ARN qui agissent comme des enzymes. De nombreuses réactions chimiques qui ont lieu à l'intérieur des cellules sont catalysées par ARN.

Comme les protéines qui agissent comme des enzymes, ces molécules d'ARN accélèrent la vitesse de certaines réactions chimiques.

Ils sont également hautement spécifiques au substrat et restent chimiquement intacts après la réaction.

La performance de ces ribozymes est liée à différentes étapes de synthèse des protéines dans les cellules.

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