La spécificité des enzymes - Maxicours

La spécificité des enzymes

Objectifs
  • Comprendre la spécificité de substrat de l’enzyme.
  • Comprendre la spécificité d’action de l’enzyme.
  • Justifier le concept de double spécificité des enzymes.
  • Comprendre l’origine de la double spécificité.
Points clés

Les enzymes sont des protéines fortement repliées caractérisées par la présence d’un site actif permettant la fixation du substrat et la catalyse de la réaction biochimique.

Ce site actif contribue à la double spécificité des enzymes :

  • la spécificité de substrat (l’enzyme ne peut reconnaître qu’un seul substrat).
  • la spécificité d’action (l’enzyme ne peut catalyser qu’un seul type de réaction vis-à-vis de ce substrat).

Cette double spécificité est essentielle pour le bon déroulement du métabolisme cellulaire.

Pour bien comprendre

Le site actif des enzymes.

1. La spécificité de substrat d’une enzyme

On utilise dans un test deux enzymes : l’amylase catalysant l’hydrolyse de l’amidon et la pepsine catalysant celle des protéines dont l’ovalbumine. On les incube à 37 °C en présence de différents substrats. Le tableau suivant résume les résultats obtenus.

Amylase Pepsine
Pas de substrat Amidon Ovalbumine Pas de substrat Amidon Ovalbumine
- Digestion Pas de digestion - Pas de digestion Digestion

On constate que seule l’amylase est capable de catalyser l’hydrolyse de l’amidon. De plus, elle n’est pas capable de catalyser celle de l’ovalbumine. L’amylase est donc spécifique de son substrat.
À l’inverse, la pepsine est elle aussi spécifique de son substrat puisqu’elle n’est capable de catalyser que l’hydrolyse de l’ovalbumine et pas celle de l’amidon.


Spécificité de l'amidon avec son enzyme, l'amylase
2. La spécificité d’action d’une enzyme

Les enzymes possèdent toutes un site actif qui permet de fixer leur substrat et d’accélérer la réaction vis-à-vis de ce substrat. La fixation se fait grâce à trois acides aminés essentiels pour le bon fonctionnement de l’enzyme qui vont être à l’origine de la spécificité de substrat vue précédemment.


Spécificité de l'enzyme

Trois autres acides aminés tout aussi importants permettent de définir la nature de la réaction que va catalyser l’enzyme. Cette réaction est propre à l’enzyme et ne concerne que ce substrat.

Exemple(s).
  • L’amylase ne peut catalyser que l’hydrolyse de l’amidon.
  • La glycogène synthase n’intervient que dans la polymérisation du glucose pour la synthèse du glycogène.
  • L’ADN polymérase ne permet que la synthèse d’un brin d’ADN au moment de la réplication.
  • L’hexokinase ne permet que la phosphorylation des hexoses dont le glucose.

Ainsi, chaque enzyme est caractérisée par sa double spécificité. Leur moindre dysfonctionnement peut conduire à la perturbation importante du métabolisme cellulaire qui peut se percevoir à l’échelle de l’organisme.

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