Les enzymes accélèrent ou rendent possibles des réactions biochimiques nécessaires au fonctionnement

des organismes vivants, on les qualifie donc de biocatalyseurs. Leur nature peut être protéique,

nucléique (ARN) ou une combinaison des deux. On peut résumer l’action de la plupart des enzymes par

l’équation suivante :

❶ ❷

E + S ⇄ ES ⟶ E + P

❶ : fixation de l’enzyme à son substrat

❷ : catalyse de la réaction

I. Les enzymes, un système clef-serrure :

Comment une enzyme peut-elle se lier à son substrat et quelle conséquence cela a-t-il sur sa spécificité ?

Conclusion :

Les enzymes sont dites spécifiques, c’est-à-dire qu’elles n’ont la capacité d’agir que sur le (ou les)

substrat(s) pour le(s)quel(s) elles sont “prévues”. On parlait autrefois de système clef-serrure, une seule

clef (le substrat canonique) a la bonne forme pour actionner la serrure (l’enzyme).

Quelle est l’origine de cette spécificité ?

Conclusion :

❶ ❷

E + S ⇄ ES ⟶ E + P

Les enzymes tirent leur activité de leur structure tridimensionnelle. En effet, elles possèdent un site actif

de forme complémentaire au substrat. Ce site actif contient deux parties, le site de liaison de l’enzyme à

son substrat (permet ❶) et le site de catalyse (permet ❷). Une modification de la structure

tridimensionnelle par mutation, modification du pH, de la température, etc, induit une diminution voire une

perte totale de l’activité enzymatique.

II. Conditions de fonctionnement des enzymes :

Pb : Quels sont les paramètres qui influent sur le fonctionnement des enzymes ?

Conclusion :

Comparer la vitesse initiale (Vi) des réactions chimiques, vitesse observée au temps t0, permet de

comparer l’efficacité d’une enzyme dans des conditions différentes. Vi augmente avec la concentration

en enzyme et en substrat (jusqu’à saturation de l’enzyme). Chaque enzyme a des conditions de

température et de pH optimales pour leur fonctionnement. Un écart trop important par rapport à ces

conditions rend l’enzyme inopérante, voire la dénature (la dégrade) si la température est trop élevée par

exemple.

III. Enzymes et spécialisation cellulaire :

Conclusion :

Par expression différentielle, les cellules vont pouvoir exprimer des enzymes différentes et donc remplir

des fonctions différentes. L'expression différentielle d’enzymes est donc responsable de la

spécialisation cellulaire.

Bilan :

Les enzymes sont des biocatalyseurs spécifiques tant de leur(s) substrat(s) que de leur(s) produit(s). Les

enzymes tirent leur spécificité et leur activité de leur structure tridimensionnelle formant un site actif qui

permet l’association au substrat (site de liaison) et la catalyse de la réaction (site catalytique). Les

conditions environnementales peuvent influencer l’activité des enzymes. L’expression différentielle

d’enzymes permet la spécialisation cellulaire