Le rôle des enzymes
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Le fonctionnement des cellules requiert des réactions chimiques multiples et coordonnées. De nombreuses maladies génétiques sont dues à des anomalies enzymatiques. Comment les enzymes sont-elles impliquées dans la réalisation du phénotype ?
- Une fonction catalytique : Comme tout catalyseur, une enzyme accélère une réaction chimique et se retrouve intacte à la fin de celle-ci. On parle de biocatalyseur pour rappeler le fait qu'une enzyme est une molécule fabriquée par des êtres vivants (bactéries, champignons, végétaux chlorophylliens, animaux...).
- Une action à faible concentration : Une toute petite quantité d'enzyme dans le milieu suffit à catalyser la réaction. En effet, l'enzyme étant constamment renouvelée, elle est ainsi constamment prête à fonctionner pour se lier à d'autres molécules de substrat.
- Une action rapide : Une réaction enzymatique dure en moyenne un millième de seconde. L'enzyme catalyse la transformation de mille molécules de substrat par seconde. Il faudrait plusieurs minutes ou plusieurs heures, voire plusieurs siècles pour que certaines réactions chimiques se déroulent sans enzyme dans la cellule.
- Une action dans des conditions biologiques : Des températures particulières rarement élevées (voisines de 37°C chez l'homme) et des conditions de pH diverses existent dans les cellules. Avec des catalyseurs non biologiques, des températures très élevées sont nécessaires pour que les réactions chimiques se produisent. Par exemple l'hydrolyse du saccharose en glucose par la saccharase s'effectue immédiatement, tandis qu'il faut chauffer à 100°C pendant plusieurs minutes pour obtenir le même résultat avec un catalyseur tel que HCl (acide chlorhydrique).
- Une double spécificité : spécificité de substrat (1) et spécificité d'action (2)
(2) Pour un substrat donné, une enzyme ne catalyse qu'un seul type de réaction chimique. Le type de réaction chimique catalysé sert à nommer l'enzyme. On distingue des carboxylases (ajout de dioxyde de carbone sur le substrat), des décarboxylases (retrait de dioxyde de carbone au substrat), des déshydrogénases (retrait d'hydrogène)...
Les protéines enzymatiques jouent un rôle majeur dans l'expression du phénotype. Ce sont des catalyseurs biologiques : elles rendent possibles les réactions chimiques indispensables au maintien en vie des cellules dans des conditions de température relativement basses. Elles se retrouvent intactes à la fin des réactions. Leur rôle est donc d'accélérer le déroulement des réactions chimiques dans les cellules sans que le bilan en soit modifié. Elles ont une double spécificité : substrat et action.
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