Enzyme

Pages: 23 (5526 mots) Publié le: 13 mars 2011
Des enzymes à la fonction enzymatique



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Les hypothèses concernant le fonctionnement enzymatique seront présentées ici comme des données puisque le temps et le programme ne nous permet pas d'en faire l'étude expérimentale.

Le propos de départ ici est d'étudier des produits de l'expression de l'information génétique (à replacerdans la page générale). Il ne faut pas considérer ce chapitre comme un cours de biologie sur les enzymes, ce qu'il n'est pas.

Si l'on trouve encore parfois enzyme au masculin l'usage en fait un nom féminin: une enzyme.

Plan

1 - Les enzymes sont des biocatalyseurs:
2 - La réaction enzymatique se réalise à l'intérieur d'une poche appelée site actif
3 - La fonction enzymatique est une"fonction topologique"

la 3ème partie présente un éclairage plus original dans le cadre d'une biologie théorique d'inspiration Thomienne

1 - Les enzymes sont des biocatalyseurs: elles catalysent des réactions biochimiques (du vivant) qui appartiennent au métabolisme

Les enzymes sont des biocatalyseurs (catalyseurs de réactions biochimiques c'est-à-dire appartenant au métabolisme). Ce sont soitquelques rares acides nucléiques (RNA ou ribozymes) soit, pour la quasi totalité des enzymes, des protéines.

Elles ont une haute spécificité de substrat: elles agissent sur un substrat souvent spécifique mais rarement unique: deux substrats (spécifiques) sont souvent nécessaires car les réactions chimiques du vivant sont généralement couplées.

Un exemple mémorisable et réutilisable enterminale :

L'enzyme glucose 6 phosphatase catalyse deux réactions couplées:
- une phosphorylation du glucose (ajout d'un groupement phosphate sur le carbone n°6 du glucose)
- et une déphosphorylation de l'ATP (rupture de la très énergétique dernière liaison phosphate de l'ATP).

L'énergie fournie par la déphosphorylation (réaction exothermique) est supérieure à celle nécessaire pour laphosphorylation (réaction endothermique). Cette réaction est essentielle dans toutes les cellules qui consomment du glucose pour leur fermentation ou leur respiration car c'est par elle que commence toute utilisation énergétique de cette molécule (voir la glycolyse dans le cours de spécialité de Terminale S).

L'enzyme est l'hexokinase (1qha.pdb ; une fois la molécule un peu cernée, avec ses deuxchaînes, je vous conseille le fichier kinemage qui permet de simuler le changement de conformation de la molécule lors de la liaison du glucose: fichier c6bFlex.kin (kinemage #7: ) disponible à l'adresse http://kinemage.biochem.duke.edu/kinemage/kinlist.php ; l'applet KING est à télécharger à la même adresse).

Elles sont une haute spécificité d'action: elles accélèrent des réactions chimiquesspécifiques.

Elles agissent dans les conditions du vivant: en présence d'eau - et à fortiori in vitro en solution, même si ce n'est pas leur mode habituel d'action (voir page sur la cellule en travaux) - et dans des conditions de température et de pH très douces (optima situés bien sûr dans les conditions du vivant).

Les enzymes sont souvent regroupées structurellement en complexes enzymatiques, liésau membranes biologiques ou libres dans le cytoplasme, ce qui accélère grandement le passage des métabolites d'une enzyme à une autre (le produit de l'une est le substrat de l'autre et ainsi de suite, le long de chaînes enzymatiques).
Les enzymes protéiques nécessitent souvent un cofacteur (un ion comme Fe2+ ou une métalloprotéine appelée coenzyme).
Pour comprendre la complexité et l'importancedes enzymes ou plutôt de ce que l'on peut appeler les systèmes enzymatiques, il vous suffit de penser que le chapitre précédent nous donnait deux magnifiques exemples de complexes enzymatiques: les ADN polymérases, et les ARN polymérases, complexes et spécifiques, contrôlées et extrêmement actives dans la cellule.

2 - La réaction enzymatique se réalise à l'intérieur d'une poche appelée...
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