Les enzymes
Historique
Les premieres demonstrations d'une activite enzymatique dans
des extraits naturels remontent au XVII' siecle, quand Reaumur d'abord et
Spallanzani ensuite montrent que le suc gastrique des oiseaux est implique dans
la digestion de la viande. La mise en evidence de l'activite d'autres «
enzymes » se poursuit au XIX' siecle. En 1833, Payen et Persoz isolent a
partir du malt une substance qui est responsable de la fermentation et qu'ils
nomment diastase. Ce terme sera par la suite utilise pour designer de
maniere generale toutes substances responsables de fermentation. Plus tard, le
suffixe -ase a ete conserve pour designer la macromolecule responsable d'une
activite enzymatique. Par exemple. L'amylase est un enzyme responsable de la
degradation de l'amidon. En 1836, alors qu'il etudie les processus digestifs,
Schwann isole la pepsine, une substance responsable de la digestion dans
l'estomac et le premier enzyme obtenu a partir d'un tissu animal (Athel
cornish-bowden et al, 2005).
Definition d'un enzyme
Les enzymes sont des catalyseurs biologiques qui jouent un
role central dans le monde vivant. Les reactions essentielles pour le
fonctionnement d'un étre vivant sont trop lentes et sans lu presence de
ces catalyseurs, la vie telle que nous la connaissons aujourd'hui ne serait pas
possible. Qu'il s'agisse de reactions simples comme la formation de bicarbonate
a partir d'eau et de dioxyde de carbone ou de reactions complexes comme la
replication de l'ADN, chaque reaction chimique se deroulant au sein d'un
étre vivant est catalysee par un ou plusieurs enzymes specifiques. Les
enzymes sont des macromolecules, des proteins ou des ARN (les ARN catalytiques
sont plus correctement denommes ribozymes), qui reconnaissent specifiquement
certaines molecules et accelerent les reactions de transformation de ces
molecules suffisamment pour que leur vitesse devienne compatible avec le
fonctionnement de l'organisme. Un second role essentiel joue par les enzymes
est d'assurer le couplage physique entre reactions endergoniques et reactions
exergoniques et de permettre ainsi de maintenir les systemes biologiques dans
des etats hors d'equilibre, egalement indispensables pour le maintien de la vie
(Athel cornish-bowden et al, 2005).
3. La specificite enzymatique
Le probleme de la specificite de l'enzyme pour son substrat
est au centre de l'enzymologie. C'est en effet la particularite la plus
fondamentale et la plus remarquable de cette catalyse. Les enzymes sont
etroitement specifiques d'une reaction chimique donne, realisee sur un type de
substrat demi. La configuration spatiale du substrat est donc en quelque sorte
reconnue par l'enzyme ; Ce fait est particulierement bien mis en evidence par
la specificite d'action vis-à-vis des isomeres optiques. Tres
generalement, les enzymes sont capables de metaboliser l'un et non pas l'autre.
Une hypothese simple regroupe ces dormees : le site
reactionnel d'une enzyme possede, au moires formellement, une
conformation spatiale complementaire de celle du substrat.
Le site catalytique
La fonction des enzymes est liee a la presence dans leur
structure d'un site particulier appele le site actif qui a la
forme d'une cavite ou d'un sillon. Les molecules sur lesquelles agit une enzyme
sont definies comme les substrata de la reaction enzymatique. Chaque
enzyme « recormait » specifiquement une ou plusieurs molecules de
substrat selon un principe de complementarite de type cle-sen-ure, d'apres le
modele statique de Fischer, grace a des sites de
reconnaissance et de fixation situes a sa surface.
Le site actif est constitue d'un petit nombre d'acides amines
qui le plus souvent ne sont pas contigus dans l'enchainement de la chain
polypeptidique. Ces acides amines sont caracterises par une chain laterale dont
a la fois la nature chimique (groupement ionisable ou polarisable) et la
structure (encombrement sterique) sont particulieres (Anonyme,
2003).
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