Les enzymes, des biocatalyseurs essentiels au métabolisme cellulaire

Thèmes abordés

Sciences biomédicales, Enzymes, Biocatalyseurs, métabolisme cellulaire, anabolisme, catabolisme, thermodynamique, catalyseur, réactions chimiques, substrat, cinétique chimique, modèle de Fischer, expérience d'Anfisen, pepsine, cycle de Calvin, oxygénase, trypsine, protéase, constante de Michaelis et Menten

Résumé du document

Les enzymes sont des biocatalyseurs essentiels pour les réactions chimiques du métabolisme cellulaire. Les réactions métaboliques sont divisées en réactions anaboliques et cataboliques, qui sont fortement liées. Les enzymes accélèrent les réactions chimiques et sont indispensables pour permettre la réalisation de réactions métaboliques à l'échelle du temps du vivant. Les tests qualitatifs peuvent être utilisés pour mettre en évidence la présence ou non d'un composant. Les lois de la cinétique chimique sont utilisées pour mesurer la vitesse de la réaction enzymatique et obtenir des grandeurs caractéristiques, telles que la constante catalytique, la constante de Michaelis et Menten, l'affinité et l'efficacité catalytique.

Extraits

[...] On dit que les enzymes sont des facilitateurs réactionnels. Le déroulement moléculaire de la catalyse : Prenons l'exemple de l'HK. La fixation du glucose sur le site actif, composée d'un site de fixation et catalytique, enclenche la catalyse de la réaction associée, c'est-à-dire la production du G6P. Le site actif présente une forme et une taille précise. Elle présente aussi des AA spécifiques. Ainsi, la catalyse résulte d'une complémentarité physique et chimique du substrat sur l'enzyme. C'est le 1er modèle de Fischer. [...]

[...] Les enzymes, des biocatalyseurs essentiels au métabolisme cellulaire En quoi les enzymes font-elles partie de la vie cellulaire ? Le métabolisme correspond à l'ensemble des réactions chimiques qui se déroulent au sein d'une cellule. Il existe : - des réactions anaboliques : elles consomment de l'énergie pour produire de la MO (cycle de Calvin, réplication, protéosynthèse . ) ; - des réactions cataboliques : elles produisent de l'énergie à partir de la dégradation de la MO (Bêta-oxydation, cycle de Krebs, glycolyse, CR . [...]

[...] La répartition des enzymes au sein des cellules est à l'origine de la spécialisation cellulaire. Les fonctions des enzymes dans la vie cellulaire Différentes fonctions enzymatiques : Oxydoréduction Oxydoréductase Les enzymes de la CR et de la phts Production d'AMPc pour la phosphorylation du GP (glucagon et adrénaline), l'augmentation de la Fc par ouverture des canaux HCN (adrénaline et noradrénaline par fixation sur des récepteurs adrénergiques Bêta 1 des cellules nodales). Adénylate-cyclase Hydrolyse durant la dégradation du bol alimentaire (vache et paramécie), la dégradation des LDL, la dégradation de la MO du sol par les bactéries du sol. [...]

[...] L'association des AA de proche en proche dépend aussi de la structure primaire. La forme et l'enchaînement ordonné des AA participent à la formation du site actif de l'enzyme et donc de sa fonction. On peut le prouver par l'expérience d'Anfisen. Ainsi, la structure primaire détermine la forme de la protéine et donc de sa fonction. Dans le cas de l'HK, la fixation du substrat implique l'ajustement induit. Il s'agit du modèle de Koshland qui complète le modèle de Fischer. [...]

[...] Le changement de conformation d'une sous-unité par la présence du substrat associé (effet homéotrope) implique le changement de conformation d'une autre sous unité. On parle de coopérativité allostérique. Cela entraîne le passage d'une forme tendue à une forme relâchée. On parle alors de transition allostérique. Ainsi, la catalyse est plus importante. Notons aussi que plus la concentration en substrat est forte, plus l'enzyme est sous une forme relâchée. Les enzymes allostériques illustrent le caractère dynamique des protéines. Remarque : L'allostérie n'est pas propre aux enzymes (exemple : hémoglobine). [...]