L'enzyme

Les enzymes sont des protéines qui agissent comme catalyseurs de réactions spécifiques. En fournissant une réaction alternative avec une énergie d’activation plus faible, elles permettent à la réaction de se dérouler à un rythme beaucoup plus élevé. Il est important de noter que les enzymes ne modifient pas l’équilibre d’une réaction ; elles peuvent seulement en augmenter la vitesse. Sans l’enzyme, la réaction se déroulerait donc toujours dans le même sens, mais elle serait plus lente, souvent beaucoup plus lente. Les enzymes augmentent généralement la vitesse des réactions entre 10⁵ et 10⁷ fois. Les enzymes sont nécessaires à notre corps pour effectuer des réactions métaboliques spécifiques. Elles sont très spécifiques à leurs substrats, un peu comme une clé est spécifique à une porte. La spécificité des enzymes pour leurs substrats a conduit Emil Fischer à proposer l’hypothèse dite de la "serrure et de la clé" en 1894. L’hypothèse de la "serrure et de la clé" implique que les enzymes sont des molécules statiques, ce qu’elles ne sont pas. Un autre mécanisme, appelé ajustement induit, est le modèle privilégié. Selon ce modèle, l’enzyme subit des changements de conformation lorsqu’elle se lie au substrat et ces changements sont nécessaires à la catalyse [1,2].

Figure 1 : Une réaction d’un substrat à un produit est une transition d’un état énergétique à un autre. Un état de transition existe entre le substrat et le produit. Cet état a un niveau d’énergie plus élevé que le substrat et le produit. Un catalyseur abaisse ce niveau d’énergie pour que l’énergie de transition soit atteinte plus facilement, ce qui accélère la réaction.

Comment une enzyme réduit-elle l’énergie d’activation ?

Les enzymes améliorent la vitesse de leurs réactions spécifiques de nombreuses manières différentes. Lorsque deux substrats sont transformés en un ou plusieurs produits, l’enzyme se lie aux deux substrats, s’assurant ainsi qu’ils sont à proximité et correctement orientés l’un vers l’autre. Lorsque la réaction se produit sans l’enzyme, les deux substrats doivent se heurter l’un à l’autre sous le bon angle et avec suffisamment d’énergie (vitesse) pour surmonter l’énergie d’activation beaucoup plus élevée. Lorsque les substrats sont liés par une enzyme, ces défis sont surmontés par la structure de l’enzyme. Une caractéristique importante des enzymes (et des catalyseurs en général) est qu’ils ne sont pas épuisés pendant la réaction. Lorsqu’une réaction a été catalysée par l’enzyme, celle-ci est prête à convertir une autre série de substrats. [1]