Quelles sont les enzymes? et comment fonctionnent-ils?
Pour comprendre la structure et la fonction des enzymes, il est d'abord important de savoir exactement ce que sont les enzymes. En termes simples, les enzymes sont des protéines qui participent aux processus métaboliques cellulaires et qui ont la capacité d'augmenter le taux de réaction entre les biomolécules. La vie n'existerait pas sans la présence d'enzymes.
Qu'est-ce que les enzymes et qu'est-ce qui les rend spéciales ?
Les enzymes catalysent le plus souvent des réactions chimiques qui pourraient ne pas se produire en abaissant l'énergie d'activation à un niveau plus "abordable" pour la cellule.
Certaines enzymes peuvent même inverser une réaction (ou des réactifs) à partir de la direction qu'il faudrait normalement en réduisant l'énergie d'activation (Ea) dans la mesure où la réaction favorise la direction inverse.
Les enzymes peuvent être isolées en utilisant diverses méthodes de purification des protéines . La pureté d'une préparation enzymatique est mesurée en déterminant son activité spécifique.
La composition des enzymes
Les enzymes peuvent avoir des poids moléculaires allant d'environ 10 000 à plus de 1 million. Le poids moléculaire est la somme des poids atomiques des atomes d'une molécule. En chimie, le terme tend à être utilisé de manière interchangeable avec la masse moléculaire. Certaines enzymes ont des poids moléculaires qui tombent en dessous de la gamme indiquée ci-dessus.
Un petit nombre d'enzymes ne sont pas des protéines mais consistent en de petites molécules d'ARN catalytiques. Souvent, les enzymes sont des complexes multi-protéiques constitués d'un certain nombre de sous-unités protéiques individuelles.
De nombreuses enzymes catalysent les réactions sans aide, mais certaines nécessitent un composant non protéique supplémentaire appelé co-facteur.
Les cofacteurs peuvent être des ions inorganiques tels que Fe 2+ , Mg 2+ , Mn 2+ ou Zn 2+ ou sont constitués de molécules organiques ou organométalliques appelées co-enzymes.
Comment les enzymes sont classifiées
Les enzymes sont classées en fonction des réactions qu'elles catalysent. Les six classes sont les suivantes: oxydoréductases, transferases, hydrolases, lyases, isomérases et ligases.
Les hydrolases, les oxydoréductases et les transferases sont les formes les plus nombreuses d'enzymes, tandis que les formes restantes d'enzymes sont moins courantes.
Les oxydo-réductases catalysent les réactions d'oxydation dans lesquelles les électrons se déplacent d'une molécule à l'autre. Les transferases catalysent le transport d'un groupe fonctionnel d'une molécule à l'autre. Les enzymes hydrolases catalysent l'hydrolyse ou le processus par lequel les liaisons simples sont décomposées lors de l'exposition à l'eau.
Les lyases sont des enzymes qui catalysent la rupture de diverses liaisons chimiques par d'autres moyens que l'hydrolyse et l'oxydation, formant souvent une nouvelle double liaison ou une nouvelle structure cyclique. Les isomérases catalysent les déplacements structuraux dans une molécule, provoquant un changement de forme. Les ligases sont responsables de la catalyse de la ligature, également connue sous le nom de combinaison d'une paire de substrats, ou de réactifs.
Exemples d'enzymes
L'alcool déshydrogénase est une enzyme oxydoréductase qui convertit les alcools en aldéhydes ou en cétones. Cette enzyme rend l'alcool moins toxique en le décomposant. Il joue également un rôle clé dans le processus de fermentation.
Les aminotransférases sont des transferases qui catalysent la dégradation des acides aminés en éliminant les groupes amino.
La glucose-6-phosphatase est une hydrolase qui élimine le groupe phosphate du glucose-6-phosphate, laissant du glucose et du H 3 PO 4 .
La pyruvate décarboxylase est une lyase qui élimine le CO 2 du pyruvate.
La ribulose phosphate épimérase est une isomérase qui catalyse l'interconversion du ribulose-5-phosphate et du xylulose-5-phosphate. Enfin, l'hexokinase est une ligase qui catalyse l'interconversion du glucose et de l'ATP avec le glucose-6-phosphate et l'ADP.