Les enzymes

Les enzymes

Qu'est-ce qu'un enzyme?

Un enzyme est un catalyseur biologique. Mais qu'est-ce qu'un catalyseur?
Un catalyseur est une substance qui accélère la vitesse d'une réaction biochimique sans
être altérée dans le processus. Des centaines de réactions chimiques différentes se produisent
sans arrêt dans nos cellules et dans notre corps. Dans notre estomac et notre intestin grêle, des
réactions chimiques décomposent les aliments que nous mangeons en particules plus petites
qui peuvent être absorbées par nos cellules. Par exemple, une molécule de sucre complexe
présente dans les produits laitiers, appelée lactose, doit d'abord être décomposée en deux
molécules -- glucose et galactose -- avant de pouvoir être absorbée par les cellules
somatiques. Cette réaction se produit normalement avec l'aide d'un enzyme appelé lactase
présent dans l'intestin grêle.
De nombreuses réactions chimiques, y compris la décomposition
du lactose, ne se produisent pas spontanément. Le lactose ne se
décompose pas s'il ne réside pas suffisamment longtemps dans
du lait ou du fromage, car les molécules en cause doivent
posséder une certaine quantité d'énergie pour que la réaction
puisse se produire.

La quantité d'énergie requise pour qu'une réaction donnée ait lieu s'appelle énergie
d'activation. Bien que la décomposition du lactose soit possible, elle ne se produira que si les
molécules du lactose possèdent l'énergie requise. Dans le lait, le fromage ou la crème glacée,
la molécule moyenne de lactose ne dispose tout simplement pas de l'énergie nécessaire pour
subir la réaction de décomposition, ce qui fait qu'il faudrait attendre bien longtemps avant
que cette réaction ne se produise par elle-même.
Comment les catalyseurs accélèrent-ils donc les réactions chimiques? Ils permettent à la
réaction de se produire alors que l'énergie d'activation est insuffisante. En d'autres termes, en
présence d'un catalyseur adéquat, les molécules réactantes auront besoin de moins d'énergie
pour se transformer en produits. Le catalyseur ne réagit pas lui-même et n'est pas altéré
par la réaction. Les catalyseurs facilitent la réaction en permettant à une série de
molécules réactantes de se transformer en produits, pour ensuite aider d'autres molécules à
subir la même réaction. Certains catalyseurs biologiques (enzymes) sont si efficaces qu'un
seul suffit pour qu'à chaque seconde, plus de 600 000 molécules réactantes se convertissent
en molécules de produit!
Il convient de noter que les enzymes sont très spécialisés. La
lactase qui aide les molécules de lactose à se décomposer en
molécules de galactose et de glucose, est structurée de sorte à ne
pouvoir catalyser qu'un seul type de réaction. Les enzymes sont
si sélectifs qu'ils ignorent les milliers de molécules dans les
cellules somatiques et les fluides organiques pour lesquels ils ne
sont pas conçus.
On appelle substrat la molécule qu'un enzyme aide à réagir. Ainsi, le lactose est le substrat
de la lactase. Pour comprendre comment les enzymes peuvent être spécifiques, nous
examinons la structure de l'enzyme et le modèle clé-serrure de la fonction enzymatique.

Structure de l'enzyme : le « modèle clé-serrure »

 

À l'exception de quelques enzymes composés d'ARN, les
enzymes sont des protéines. Souvenez-vous qu'une protéine est
composée d'une ou de plusieurs chaînes d'acides aminés reliées,
et que chaque chaîne d'acides aminés prend une forme
tridimensionnelle selon la séquence d'acide aminé et la façon
dont les acides aminés de la chaîne interagissent entre eux et
avec la solution environnante.
Les enzymes se plient de telle façon qu'on observe une échancrure ou une poche à leur
surface. On appelle cette poche site actif. Le modèle clé-serrure repose sur le principe selon
lequel les formes des molécules réagissantes (les substrats) et le site actif de l'enzyme
s'emboîtent comme une clé dans la serrure pour laquelle elle est conçue. Ainsi, la molécule
de lactose s'adapte parfaitement au site actif de la lactase, ce qui signifie que cet enzyme peut
uniquement catalyser la décomposition du lactose.

Les enzymes sont importants!

Les enzymes produisent des centaines de réactions chimiques essentielles à notre survie. Ils provoquent les réactions nécessaires à la digestion des aliments, à la formation et à la
décomposition de l'ADN et de l'ARN, ainsi qu'à de nombreux autres processus vitaux. Une
déficience en lactase, par exemple (relativement courante chez les êtres humains) rend
impossible la décomposition du lactose et entraîne une intolérance au lactose, état qu'il est
possible de surmonter en prenant des pilules contenant des enzymes de lactase avant de
consommer des produits laitiers.