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Le rôles des enzymes dans les réactions métaboliques

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La catalyse enzymatique

  • Les enzymes sont des protéines qui agissent en faible concentration.
  • Ce sont des catalyseurs car elles facilitent et accélèrent une réaction métabolique, après laquelle elles restent intactes.
  • Schématiquement, elles agissent sur un substrat** pour donner un/des produit/s.
  • Les enzymes possèdent deux spécificités :
  • la spécificité de substrat ;
  • et la spécificité d’action.
  • Le substrat peut être reconnu par plusieurs enzymes. En fonction de l’enzyme à laquelle il sera lié, il donnera des produits différents.
  • La vitesse de réaction caractérise l’efficacité enzymatique et est définie par l’équation suivante : vitessereˊaction=quantiteˊdeproduittemps\footnotesize vitesse\,réaction=\dfrac{quantité\,de\,produit}{temps}
  • Pour une quantité d’enzyme fixée, si l’on augmente la concentration du substrat S\text{S}, la vitesse de réaction augmente rapidement et se stabilise quand l’enzyme est saturée : on parle de Vmax\text{V}_{\text{max}} (vitesse maximale).
  • Le complexe enzyme-substrat est la fixation temporaire de l’enzyme (E\text{E}) sur son substrat (S\text{S}) avant de former le produit (P\text{P}), de telle façon que S + EE-SE + P\text{S + E} \rightarrow\text{E-S}\rightarrow\text{E + P}

Structure et activité des enzymes

  • Les enzymes sont des protéines et ont donc une configuration 3D dans l’espace :
  • la structure primaire d’une protéine est la séquence des acides aminés qui la constituent ;
  • les structures secondaire et tertiaire sont la configuration tridimensionnelle des protéines dans l’espace.
  • Cette configuration 3D est possible grâce à des liaisons faibles qui vont entraîner un repliement spécifique de la protéine sur elle-même.
  • L’activité enzymatique dépend des conditions extérieures, dont :
  • La température, qui accélère la vitesse de réaction.
  • Si la température est trop basse, l’agitation moléculaire est beaucoup trop faible et le substrat se fixe difficilement sur le site actif.
  • La température agit aussi sur la configuration 3D des protéines : dès 40°C40\,\degree\text{C}, la protéine se dénature.
  • Le pH, car les configurations tridimensionnelles des protéines reposent sur des liaisons faibles et des liaisons qui y sont sensibles.
  • Les enzymes ont un pH optimum qui dépend des milieux.
  • En fonction des changements de pH, les changements de configuration peuvent entraîner une dénaturation des protéines, et donc empêcher la reconnaissance du substrat par l’enzyme.