Enzymes: Comment ils fonctionnent et ce qu’ils font

Les enzymes aident à accélérer les réactions chimiques dans le corps humain. Ils se lient aux molécules et les modifient de manière spécifique. Ils sont essentiels pour la respiration, la digestion des aliments, la fonction musculaire et nerveuse, parmi des milliers d’autres rôles.

Dans cet article, nous allons expliquer ce qu’est une enzyme, comment elle fonctionne, et donner quelques exemples courants d’enzymes dans le corps humain.

Les bases

Alpha amylase enzyme

Les enzymes sont construites de protéines repliées en formes compliquées; ils sont présents dans tout le corps.

Les réactions chimiques qui nous maintiennent en vie – notre métabolisme – reposent sur le travail que les enzymes effectuent.

Les enzymes accélèrent (catalysent) les réactions chimiques; dans certains cas, les enzymes peuvent provoquer des réactions chimiques des millions de fois plus rapidement que si elles ne l’avaient pas été.

Un substrat se lie au site actif d’une enzyme et est converti en produits. Une fois que les produits quittent le site actif, l’enzyme est prête à se fixer sur un nouveau substrat et à répéter le processus.

Que font les enzymes?

Le système digestif – les enzymes aident le corps à décomposer des molécules complexes plus grandes en molécules plus petites, comme le glucose, de sorte que le corps peut les utiliser comme carburant.

La réplication de l’ADN – chaque cellule de votre corps contient de l’ADN. Chaque fois qu’une cellule se divise, cet ADN doit être copié. Les enzymes aident dans ce processus en déroulant les bobines d’ADN et en copiant l’information.

Les enzymes hépatiques – le foie décompose les toxines dans le corps. Pour ce faire, il utilise une gamme d’enzymes.

Comment fonctionnent les enzymes

Verrouillage enzymatique et modèle de clé

Le modèle « lock and key » a été proposé pour la première fois en 1894. Dans ce modèle, le site actif d’une enzyme est une forme spécifique, et seul le substrat y entre, comme une serrure et une clé.

Ce modèle a maintenant été mis à jour et s’appelle le modèle induit-ajustement.

Dans ce modèle, le site actif change de forme lorsqu’il interagit avec le substrat. Une fois que le substrat est complètement bloqué et dans la position exacte, la catalyse peut commencer.

Les conditions parfaites

Les enzymes ne peuvent fonctionner que dans certaines conditions. La plupart des enzymes dans le corps humain fonctionnent mieux à environ 37 ° C – la température du corps. À des températures plus basses, ils fonctionneront toujours mais beaucoup plus lentement.

De même, les enzymes ne peuvent fonctionner que dans une certaine gamme de pH (acide / alcaline). Leur préférence dépend de l’endroit où ils se trouvent dans le corps. Par exemple, les enzymes dans les intestins fonctionnent mieux à pH 7,5, alors que les enzymes dans l’estomac fonctionnent mieux à pH 2 parce que l’estomac est beaucoup plus acide.

Si la température est trop élevée ou si l’environnement est trop acide ou alcalin, l’enzyme change de forme; cela modifie la forme du site actif de sorte que les substrats ne peuvent pas s’y lier – l’enzyme est devenue dénaturée.

Cofacteurs

Certaines enzymes ne peuvent pas fonctionner à moins d’avoir une molécule spécifique non-protéine attachée à eux. Ceux-ci sont appelés cofacteurs. Par exemple, l’anhydrase carbonique, une enzyme qui aide à maintenir le pH du corps, ne peut fonctionner que si elle est attachée à un ion zinc.

Inhibition

Pour s’assurer que les systèmes du corps fonctionnent correctement, parfois les enzymes doivent être ralentis. Par exemple, si une enzyme fabrique trop de produit, il doit y avoir un moyen de réduire ou d’arrêter la production.

L’activité des enzymes peut être inhibée de plusieurs façons:

Inhibiteurs compétitifs – une molécule bloque le site actif de sorte que le substrat doit rivaliser avec l’inhibiteur pour se fixer à l’enzyme.

Inhibiteurs non compétitifs – une molécule se lie à une enzyme ailleurs que sur le site actif et réduit son efficacité.

Inhibiteurs non compétitifs – l’inhibiteur se lie à l’enzyme et au substrat après s’être liés les uns aux autres. Les produits quittent le site actif moins facilement et la réaction est ralentie.

Inhibiteurs irréversibles – un inhibiteur irréversible se lie à une enzyme et l’inactive de façon permanente.

Exemples d’enzymes spécifiques

Il y a des milliers d’enzymes dans le corps humain, voici juste quelques exemples:

  • Lipases – un groupe d’enzymes qui aident à digérer les graisses dans l’intestin.
  • Amylase – aide à changer les amidons en sucres. L’amylase se trouve dans la salive.
  • Maltase – également trouvé dans la salive; brise le maltose de sucre en glucose. Le maltose se trouve dans les aliments tels que les pommes de terre, les pâtes et la bière.
  • Trypsine – trouvé dans l’intestin grêle, brise les protéines en acides aminés.
  • La lactase, également présente dans l’intestin grêle, casse le lactose, le sucre contenu dans le lait, en glucose et en galactose.
  • Acétylcholinestérase – décompose le neurotransmetteur acétylcholine dans les nerfs et les muscles.
  • Helicase – démêle l’ADN.
  • ADN polymérase – synthèse de l’ADN à partir des désoxyribonucléotides.

En un mot

Les enzymes jouent un rôle énorme dans la gestion quotidienne du corps humain. En se liant à des composés et en les altérant, ils sont essentiels au bon fonctionnement du système digestif, du système nerveux, des muscles et bien plus encore.

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