Avant tout ...

    Les rôle des protéines dans la réalisation des phénotypes sont variés: protéines de structure cellulaire, protéines enzymatiques... Les protéines enzymatiques interviennent dans de nombreuses réactions et sur de nombreuses molécules. Pourtant chacune est spécifique d'une molécule et ne permet qu'un seul type de réaction. Ces molécules sont fabriquées par des êtres vivants. Ce fait, associé à leur rôle, a permis de nommer les enzymes de biocatalyseurs. Les enzymes, par les réactions qu'elle catalysent, participent à l'expression des phénotypes.

Les enzymes: Des biocatalyseurs

     Les propriétés suivantes sont celles de toutes les enzymes:

-Elles accélèrent des réactions qui normalement peuvent se faire à des vitesses très lentes;

 -Elles agissent à faible concentration;

 -Elles sont retrouvées intactes après la réaction de catalyse. Cette dernière propriété leur permet d'agir à faible concentration.

 Ces trois propriétés font des enzymes des catalyseurs des réactions qui se passent dans l'organisme. Ce sont des biocatalyseurs.   

Ribonucléase A et son substrat (Image numérique)

La double spécificité des enzymes

    Comme vu précedemment l'enzyme est un biocatalyseur. Elle catalyse une réaction: elle accélère la transformation d'une molécule ( le substrat) en d'autres molécules ( les produits). Cette enzyme est spécifique du substrat et son action est unique. Les enzymes possèdent donc une double spécificité: spécificité de substrat et spécificité d'action.

    Donc l'enzyme est spécifique à son substrat. C'est-à-dire qu'elle ne peut pas catalyser d'autres molécules. Ainsi, l'enzyme luciférase ne peut catalyser que la luciférine. En présence d'un autre substrat, la luciférase n'a aucune action sur ces molécules.

    Mais l'enzyme est aussi spécifique d'une action. De cette spécificité d'action découle le fait que deux enzymes peuvent agir sur des substrats communs mais la transformation opérée ne sera pas la même.

    Ainsi, dans les cellules, cette double spécificité permet une transformation progressives d'un substrat en différents produits. Mais si, chez un individu une enzyme n'est pas exprimée, une étape de la transformation est déficiente. La succession de catalyses est bloquée: les produits finaux ne peuvent être formés.                                                                                                                                                    

Cinétique enzymatique

    La vitesse initiale de la catalyse correspond à la quantité de substrat catalysée par unité de temps au moment où enzyme et substrat sont en présence. Cette vitesse initiale peut être exprimée par la quantité de produits qui disparait par unité de temps au début de la catalyse.

    Quand la concentration est faible dans le milieu, les complexes enzymatiques mettent plus de temps à se former que si cette concentration est élévée . La vitesse initiale de la catalyse est plus faible. Cette vitesse augmente jusqu'à une valeur maximale où toutes les enzymes sont complexées. L'enzyme est dite saturée.

Cette équation est l'équation de Michaelis-Maenten

E:Enzyme    S:Substrat    ES:Complexe enzyme/substrat    P:Produits de la catalyse

    A contrario, quand la quantité de substrat augmente, la quantité d'enzyme étant constante, la vitesse initiale de la catalyse augmente jusqu'à une valeur Vmax où elle se stabilise. Toutes les molécules d'enzymes présentes dans le milieu sont alors liées à un substrat et dès que la catalyse a eu lieu, les produits formés se détachent du site actif et de l'enzyme. Celle-ci se lie immédiatement à une nouvelle molécule de substrat. Donc, la quantité d'enzyme est le facteur limitant de la catalyse.

Nous avons fait une expérience portant sur la vitesse initiale de la concentration du substrat voir onglet " Expérience ".

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