Les enzymes

Qu'est-ce qu'un enzyme?

Un enzyme est un catalyseur biologique. Mais qu'est-ce qu'un catalyseur?

Un catalyseur est une substance qui accélère la vitesse d'une réaction biochimique sans

être altérée dans le processus. Des centaines de réactions chimiques différentes se produisent

sans arrêt dans nos cellules et dans notre corps. Dans notre estomac et notre intestin grêle, des

réactions chimiques décomposent les aliments que nous mangeons en particules plus petites

qui peuvent être absorbées par nos cellules. Par exemple, une molécule de sucre complexe

présente dans les produits laitiers, appelée lactose, doit d'abord être décomposée en deux

molécules -- glucose et galactose -- avant de pouvoir être absorbée par les cellules

somatiques. Cette réaction se produit normalement avec l'aide d'un enzyme appelé lactase

présent dans l'intestin grêle.

De nombreuses réactions chimiques, y compris la décomposition

du lactose, ne se produisent pas spontanément. Le lactose ne se

décompose pas s'il ne réside pas suffisamment longtemps dans

du lait ou du fromage, car les molécules en cause doivent

posséder une certaine quantité d'énergie pour que la réaction

puisse se produire.

La quantité d'énergie requise pour qu'une réaction donnée ait lieu s'appelle énergie

d'activation. Bien que la décomposition du lactose soit possible, elle ne se produira que si les

molécules du lactose possèdent l'énergie requise. Dans le lait, le fromage ou la crème glacée,

la molécule moyenne de lactose ne dispose tout simplement pas de l'énergie nécessaire pour

subir la réaction de décomposition, ce qui fait qu'il faudrait attendre bien longtemps avant

que cette réaction ne se produise par elle-même.

Comment les catalyseurs accélèrent-ils donc les réactions chimiques? Ils permettent à la

réaction de se produire alors que l'énergie d'activation est insuffisante. En d'autres termes, en

présence d'un catalyseur adéquat, les molécules réactantes auront besoin de moins d'énergie

pour se transformer en produits. Le catalyseur ne réagit pas lui-même et n'est pas altéré

par la réaction. Les catalyseurs facilitent la réaction en permettant à une série de

molécules réactantes de se transformer en produits, pour ensuite aider d'autres molécules à

subir la même réaction. Certains catalyseurs biologiques (enzymes) sont si efficaces qu'un

seul suffit pour qu'à chaque seconde, plus de 600 000 molécules réactantes se convertissent

en molécules de produit!

Il convient de noter que les enzymes sont très spécialisés. La

lactase qui aide les molécules de lactose à se décomposer en

molécules de galactose et de glucose, est structurée de sorte à ne

pouvoir catalyser qu'un seul type de réaction. Les enzymes sont

si sélectifs qu'ils ignorent les milliers de molécules dans les

cellules somatiques et les fluides organiques pour lesquels ils ne

sont pas conçus.

On appelle substrat la molécule qu'un enzyme aide à réagir. Ainsi, le lactose est le substrat

de la lactase. Pour comprendre comment les enzymes peuvent être spécifiques, nous

examinons la structure de l'enzyme et le modèle clé-serrure de la fonction enzymatique.

Structure de l'enzyme : le « modèle clé-serrure »

À l'exception de quelques enzymes composés d'ARN, les

enzymes sont des protéines. Souvenez-vous qu'une protéine est

composée d'une ou de plusieurs chaînes d'acides aminés reliées,

et que chaque chaîne d'acides aminés prend une forme

tridimensionnelle selon la séquence d'acide aminé et la façon

dont les acides aminés de la chaîne interagissent entre eux et

avec la solution environnante.

Les enzymes se plient de telle façon qu'on observe une échancrure ou une poche à leur

surface. On appelle cette poche site actif. Le modèle clé-serrure repose sur le principe selon

lequel les formes des molécules réagissantes (les substrats) et le site actif de l'enzyme

s'emboîtent comme une clé dans la serrure pour laquelle elle est conçue. Ainsi, la molécule

de lactose s'adapte parfaitement au site actif de la lactase, ce qui signifie que cet enzyme peut

uniquement catalyser la décomposition du lactose.

Les enzymes sont importants!

Les enzymes produisent des centaines de réactions chimiques essentielles à notre survie. Ils

provoquent les réactions nécessaires à la digestion des aliments, à la formation et à la

décomposition de l'ADN et de l'ARN, ainsi qu'à de nombreux autres processus vitaux. Une

déficience en lactase, par exemple (relativement courante chez les êtres humains) rend

impossible la décomposition du lactose et entraîne une intolérance au lactose, état qu'il est

possible de surmonter en prenant des pilules contenant des enzymes de lactase avant de

consommer des produits laitiers.