Nous expliquons ce que sont les enzymes et quelles fonctions elles remplissent chez les êtres vivants. Aussi, quelles sont ses principales caractéristiques.
Que sont les enzymes et quelle est leur fonction ?
Les enzymes sont des molécules protéiques qui remplissent une fonction importante : permettre aux réactions chimiques d’avoir lieu chez les êtres vivants , mais aussi dans les milieux proches de leur développement.
Les enzymes agissent comme des matrices d’ancrage pour les composés à traiter (appelés « substrats »), qui sont modifiés pour donner naissance à de nouveaux composés, appelés « produits ».
Les enzymes parviennent à accélérer la vitesse de nombreuses réactions , qui autrement ne pourraient pas être réalisées dans des conditions de vie ordinaires.
Voir aussi : Lysosomes .
Caractéristiques enzymatiques :
-
nature des protéines
Les protéines sont constituées de nombreux acides aminés, qui sont regroupés par des liaisons peptidiques , formant de longues chaînes. Ces chaînes forment généralement des spirales, des bobines et des plis.
C’est pourquoi les enzymes adoptent une structure caractéristique très importante dans l’exercice de leur fonction catalytique. En général, les enzymes sont des protéines globulaires .
-
spécificité
Les enzymes ont en général une forte spécificité de substrat , ce qui signifie qu’elles peuvent « reconnaître » le composé chimique qu’elles doivent traiter et l’ancrer dans ce que l’on appelle un « site actif ». Le substrat « s’intègre » dans ledit site actif, tout comme une clé s’intègre dans la conception d’une serrure. Parfois, des composés très similaires peuvent s’insérer dans le même site actif, c’est ce qu’on appelle « l’inhibition compétitive » d’une réaction.
-
endroit différent
Si l’on considère la structure de la cellule , certaines enzymes sont localisées dans le cytosol , d’autres dans les membranes plasmiques , d’ autres dans certains organites (exemple : mitochondries, peroxysomes, chloroplastes) , bien qu’il existe aussi des enzymes qui peuvent être localisées dans différentes structures.
Il convient également de préciser que certaines enzymes sont libérées à l’extérieur de la cellule (extracellulaire), tandis que d’autres restent toujours à l’intérieur des cellules (intracellulaire).
-
Différentes conditions optimales
Les enzymes sont généralement actives dans une certaine gamme de conditions de température et de pH , avec un optimum où leur vitesse de réaction est maximale. La plupart des enzymes du corps humain fonctionnent bien à 36-37 °C, soit la température corporelle .
Pour certaines bactéries qui vivent dans des environnements extrêmes, la température optimale peut être très différente de celle-ci, tout comme le pH optimal. Parfois, il existe des sous-groupes au sein du même type d’enzyme avec des optima de pH différents (par exemple : phosphatases acides et phosphatases alcalines).
-
requis en concentrations minimales
Compte tenu de cette spécificité qui les caractérise, seule une très petite quantité de ces protéines est nécessaire pour mener à bien les processus métaboliques normaux , car elles fonctionnent comme une chaîne de montage très efficace, qui transforme un ou plusieurs composés en un autre en quelques secondes.
-
Des changements minimes peuvent conduire à son inactivation
Il faut garder à l’esprit que parfois changer quelques acides aminés peut signifier une activité réduite d’une enzyme ou même une perte complète d’activité. En outre, les enzymes peuvent être oxydées , par exemple, et dans ces conditions pourraient être incapables de catalyser une réaction.
-
Certains agents conduisent à leur activation
Certains composés peuvent se lier à l’enzyme, non pas au site actif, mais à une autre position , et provoquer un changement de conformation qui entraîne son activation. Ceux-ci sont appelés activateurs ou effecteurs allostériques.
-
sortes d’enzymes
Les enzymes sont classées selon le type général de réaction qu’elles catalysent . Certains groupes très importants sont constitués d’ enzymes hydrolytiques (qui catalysent l’hydrolyse), les oxyde-réductases (qui catalysent les réactions redox), les oxygénases (qui introduisent de l’oxygène dans la molécule ), les polymérases (qui relient des unités à une structure répétitive), les phosphatases libérer des groupes phosphate d’une molécule).
-
utilisations industrielles
La capacité de certaines enzymes à réaliser un procédé est parfois exploitée à l’échelle industrielle, avec les ajustements nécessaires au changement d’échelle.
Par exemple, dans l’industrie de la boulangerie, l’amylase est utilisée , qui est l’enzyme qui décompose l’amidon et le convertit en sucres plus simples ; ces sucres simples sont ensuite utilisés par les levures impliquées dans la fabrication du pain.
Les protéases sont également utilisées pour casser la structure du gluten et permettre un bon pétrissage, en obtenant une pâte plus plastique.
-
nécessitent souvent des cofacteurs
Certaines enzymes ont besoin de la présence simultanée d’autres substances non protéiques pour fonctionner. Ces substances sont généralement des ions métalliques ( cuivre , manganèse, magnésium ) ou des substances organiques, dans ce dernier cas, elles sont généralement également désignées sous le nom de coenzymes.
