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Protéine catalysant une réaction biochimique. Il existe 6 classes d'enzymes : les oxydoréductases, les transférases, les hydrolases, les lyases, les isomérases et les ligases. Chaque enzyme est spécifique d'un substrat, c'est-à-dire d'une molécule. 1. Les réactions de dissociation de liaisons décomposent les grosses molécules organiques non assimilables par l'organisme en leurs molécules constitutives élémentaires. 2. Les réactions de synthèse, intracellulaires, reconstituent, à partir des molécules élémentaires, les macromolécules (protéines, par exemple) dont la cellule a besoin. La biosynthèse des enzymes est génétiquement contrôlée. Les enzymes constitutives existent dans les cellules à un taux constant ; les enzymes adaptatives font l'objet d'une synthèse induite par leur substrat. Les anomalies enzymatiques (enzymopathies), quantitatives ou qualitatives, sont déterminées par des mutations génétiques. Substance organique spécialisée, l'enzyme est composée de polymères d'acides aminés et fonctionne comme catalyseur pour réguler la vitesse des nombreuses réactions chimiques intervenant dans le métabolisme des organismes vivants. Le nom d'enzyme a été suggéré en 1867 par le physiologiste allemand Wilhelm Kuhne. Le mot est dérivé du grec "zyme" et signifie "dans le levain". Le nombre d'enzymes répertoriées jusqu'ici dépasse 700. Les enzymes sont classées dans de larges catégories, comme les enzymes hydrolytiques, oxydantes ou réductrices, suivant le type de réactions qu'elles contrôlent. Une enzyme hydrolytique accélère les processus où une substance est cassée pour donner des composés plus simples par réaction avec des molécules d'eau. Les enzymes oxydantes, appelées oxydases, accélèrent les réactions d'oxydation; les enzymes réductrices accélèrent les réactions de réduction, où l'oxygène est supprimé. De nombreuses autres enzymes contrôlent d'autres réactions. Les enzymes sont dénommées en ajoutant le suffixe -ase au substrat avec lequel elles réagissent. Les enzymes contrôlant la décomposition de l'urée sont appelées uréases, celles qui contrôlent l'hydrolyse des protéines sont appelées protéases. Certaines enzymes, comme les protéases trypsine et pepsine, gardent le nom qu'elles avaient avant l'adoption de cette nomenclature. Comme l'a suggéré le chimiste suédois Jons Jakob Berzelius en 1823, les enzymes sont des catalyseurs spécifiques : elles sont capables d'augmenter le taux de réaction sans être elles-mêmes consommées dans le processus. Certaines enzymes, comme la pepsine et la trypsine, qui permettent la digestion de la viande, contrôlent de nombreuses réactions différentes, alors que d'autres, comme l'uréase, sont très spécifiques et n'accélèrent qu'une seule réaction. De nombreuses enzymes facilitent la conversion du sucre et des aliments en substances variées dont le corps a besoin pour la construction des tissus, le remplacement des cellules sanguines, et pour l'énergie chimique nécessaire aux mouvements des muscles. La pepsine, la trypsine et d'autres substances possèdent en outre une faculté spécifique, celle d'autocatalyse, qui leur permet de se former à partir d'une substance inerte appelée zymogène. En conséquence, ces enzymes peuvent être reproduites dans un tube à essais. Les enzymes sont très efficaces. De très petites quantités d'enzymes peuvent accomplir à de basses températures ce qui demanderait des réactifs violents à de hautes températures par des moyens chimiques ordinaires. Environ 30 g de pepsine pure par exemple peuvent digérer presque 2 tonnes de blanc d'oeuf en quelques heures. La cinétique d'une réaction enzymatique diffère de réactions organiques simples. Chaque enzyme est spécifique et sélectionne la substance avec laquelle elle réagit et elle fonctionne mieux à une température particulière. Bien qu'une augmentation de température puisse accélérer une réaction, les enzymes deviennent instables quand elles sont trop chauffées. L'activité catalytique d'une enzyme est déterminée par la séquence de ses acides aminés et par sa structure tertiaire, c'est-à-dire la structure tridimensionnelle de sa macromolécule. De nombreuses enzymes requièrent la présence d'un autre ion ou d'une autre molécule pour pouvoir fonctionner. Les changements de configuration d'une enzyme sont l'une des clés de son action catalytique : après avoir fixé la molécule cible, des réarrangements de sa structure tridimensionnelle interviennent, favorisant la réaction. D'une manière générale, les enzymes n'attaquent pas les cellules vivantes. Dès qu'une cellule meurt, cependant, elle est rapidement digérée par les enzymes qui détruisent les protéines. La résistance des cellules vivantes est due à l'incapacité des enzymes à passer à travers la membrane de la cellule quand celle-ci est vivante. Quand la cellule meurt, sa membrane devient perméable, et l'enzyme peut alors pénétrer la cellule et détruire les protéines qui s'y trouvent. Certaines cellules contiennent également des inhibiteurs d'enzymes qui empêchent l'action des enzymes sur un substrat. Après le décès se produit une autolyse, autrement dit une nécrose tissulaire liée à une digestion massive des constituants cellulaires sous l'action d'enzymes (protéases, phospolipases) qui détruisent les protéines et les lipides. Contrairement à d'autres régions du corps, l'autolyse débute très rapidement dans le cerveau. Dans un délai de 36 à 72 heures, la putréfaction commence, le corps entier étant réduit à l'état de squelette en 5 à 10 ans. La fermentation alcoolique, et d'autres procédés industriels importants, dépendent de l'action des enzymes synthétisées par les levures et les bactéries utilisées dans le processus. Certaines enzymes sont utilisées pour des usages médicaux. Certaines sont utiles pour le traitement de zones d'inflammation locale. La trypsine est utilisée pour supprimer les matières étrangères et les tissus morts des blessures et des brûlures. Synonyme : diastase (vieilli).
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