Enzyme
Protéine qui catalyse une réaction biochimique : elle l'accélère sans être consommée ni modifiée à la fin.
Substrat
Molécule transformée par l'enzyme en un ou plusieurs produits.
Site actif
Petite région de l'enzyme, formée par quelques acides aminés rapprochés par le repliement 3D, où se fixe le substrat.
Double spécificité
| Spécificité de substrat | Spécificité d'action |
|---|---|
| Une enzyme = un substrat (ou famille proche) | Une enzyme = un seul type de réaction |
| Due à la forme du site de fixation | Due aux acides aminés catalytiques |
| Amylase → amidon seulement | Amylase → hydrolyse uniquement |
Le substrat se fixe au site actif par complémentarité de forme et de charges (modèle de l'ajustement induit) : il se forme un complexe enzyme-substrat. Les acides aminés du site catalytique affaiblissent certaines liaisons, la réaction se fait, les produits sont libérés et l'enzyme redevient disponible. Toute modification de la forme 3D (température trop élevée, pH extrême) dénature l'enzyme : le site actif se déforme et l'activité disparaît. D'où un optimum de température et de pH propre à chaque enzyme.
f(x) = 10*x/(2+x)
Vitesse initiale en fonction de [substrat] : saturation à Vmax (tous les sites actifs occupés)
Enzymes et spécialisation cellulaire
La séquence d'acides aminés de l'enzyme, donc sa forme et son site actif, est déterminée par la séquence de nucléotides du gène correspondant (transcription puis traduction). Une mutation du gène peut modifier le site actif et rendre l'enzyme inactive. Toutes les cellules d'un organisme possèdent le même génome, mais n'expriment qu'une partie de leurs gènes : le lot d'enzymes produit diffère d'un type cellulaire à l'autre. C'est cette expression différentielle des gènes qui explique la spécialisation (cellule pancréatique sécrétant l'amylase, hépatocyte, etc.).
A retenir :
• Enzyme = catalyseur biologique protéique, non consommé, actif à faible concentration
• Site actif = site de fixation (spécificité de substrat) + site catalytique (spécificité d'action)
• Fonction = conséquence directe de la forme 3D → dénaturation = perte d'activité
• Vitesse initiale ↑ avec [substrat] puis plafonne à Vmax (saturation)
• Gène → séquence d'acides aminés → forme → fonction
• Même génome, enzymes différentes = expression différentielle des gènes
• Site actif = site de fixation (spécificité de substrat) + site catalytique (spécificité d'action)
• Fonction = conséquence directe de la forme 3D → dénaturation = perte d'activité
• Vitesse initiale ↑ avec [substrat] puis plafonne à Vmax (saturation)
• Gène → séquence d'acides aminés → forme → fonction
• Même génome, enzymes différentes = expression différentielle des gènes