Résumé SV-E-3 : Les enzymes et la catalyse des réactions

1. Introduction

Les enzymes sont des biocatalyseurs qui accélèrent les réactions chimiques en abaissant leur énergie d’activation. Elles jouent un rôle central dans la régulation du métabolisme.

2. Types de comportements enzymatiques

• Enzymes michaeliennes : suivent une cinétique simple, définie par les paramètres Vmax et KM.
• Enzymes allostériques : présentent un comportement coopératif, influencé par la fixation d’un ligand.
• L’allostérie peut être :
  • Homotrope : influence exercée par le même ligand.
  • Hétérotrope : influence exercée par un ligand différent.

3. Cinétique enzymatique

Les enzymes sont caractérisées par des paramètres cinétiques :

• Vitesse initiale (vi), mesurable par une courbe vi = f([S]).
• KM : concentration de substrat à laquelle la vitesse atteint la moitié de Vmax.
• Effet des enzymes allostériques : la courbe vi = f([S]) montre une sigmoïde.

4. Mécanisme de la catalyse enzymatique

La catalyse enzymatique repose sur la formation d’un complexe enzyme-substrat :

• Site actif : confère une spécificité de substrat et de réaction.
• Interactions chimiques : fixation du substrat par des liaisons faibles ou covalentes.
• Les enzymes permettent le couplage entre réactions chimiques.

5. Facteurs influençant l'activité enzymatique

• Quantité d’enzyme : dépend de l’expression génétique et de sa localisation.
• Conditions physico-chimiques : influence du pH et de la température.
• Fixation d’un ligand : modulation de l’activité par des effecteurs allostériques.

6. Inhibition enzymatique

• Inhibition compétitive : un inhibiteur se fixe sur le site actif, augmentant KM mais laissant Vmax inchangée.
• Inhibition non compétitive : l’inhibiteur se fixe ailleurs, diminuant Vmax sans modifier KM.

7. Régulation enzymatique

Les enzymes sont contrôlées par divers mécanismes :

• Modification conformationnelle : via phosphorylation.
• Effets allostériques : activation ou inhibition par des ligands.
• Importance physiologique : action des enzymes dans les voies métaboliques.

8. Conclusion

Les enzymes jouent un rôle fondamental dans la régulation du métabolisme. Leur activité est influencée par leur structure, leur environnement et des régulations spécifiques. Elles permettent d’adapter les réactions biochimiques aux besoins de la cellule.