Fiche de révision : Enzymes et catalyse enzymatique

📋 Plan du Cours

1. Rôle et classes des enzymes
2. Structure et site actif
3. Spécificité des enzymes
4. Mécanisme de la réaction enzymatique
5. Cinétique enzymatique

📖 1. Rôle et classes des enzymes

🔑 Notions clés & Définitions

• Enzyme : Protéine qui catalyse, c’est-à-dire permet ou accélère, une réaction chimique essentielle du vivant.

★ À maîtriser

• Les six classes d’enzymes sont:

  • les oxydoréductases
  • les transférases
  • les hydrolases
  • les lyases
  • les isomérases
  • les ligases

• L’équipement enzymatique d’une cellule contribue à définir son profil cellulaire, car chaque type cellulaire possède certaines enzymes et pas d’autres.

Compléments

• Les enzymes appartiennent à la grande classe des protéines, aux côtés des glucides, des lipides et des acides nucléiques.

📌 Lorsqu’une réaction catalysée est un équilibre chimique, une même enzyme peut catalyser la réaction dans les deux sens.

💡 Astuce mémo

O-T-H-L-I-L : les six classes d’enzymes

📖 2. Structure et site actif

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéine : Constituée d’une succession d’acides aminés reliés par des liaisons peptidiques fortes.
• Site actif : Cavité formée par un petit nombre d’acides aminés proches du substrat, dont certains établissent des liaisons faibles avec lui et dont d’autres catalysent la réaction.

★ À maîtriser

• La chaîne d’acides aminés acquiert une structure tridimensionnelle qui forme notamment des hélices et des feuillets et détermine la fonction de l’enzyme.

Compléments

• Il existe 20 acides aminés, notamment l’alanine, abrégée Ala, et le tryptophane, abrégé Trp.

💡 Astuce mémo

Une chaîne d’acides aminés repliée autour d’une cavité qui accueille le substrat

📖 3. Spécificité des enzymes

★ À maîtriser

📌 Une enzyme possède une spécificité de substrat, car elle agit sur un type de substrat déterminé, et une spécificité d’action, car elle ne catalyse qu’une réaction chimique sur ce substrat.

• Les exemples de spécificité enzymatique sont: la saccharase agit sur le saccharose mais pas sur le maltose, les lipases hydrolysent les lipides, l’amylase hydrolyse l’amidon, les protéases hydrolysent les protéines

📌 La chaleur dénature irréversiblement une enzyme, tandis qu’une basse température l’inactive seulement de manière réversible.

Compléments

📌 Une enzyme agit à faible dose et dans des conditions compatibles avec la vie, notamment une température et un pH adaptés.

💡 Astuce mémo

Une enzyme reconnaît un substrat et catalyse une réaction, sans se confondre avec les autres enzymes

📖 4. Mécanisme de la réaction enzymatique

★ À maîtriser

📐 Formule — La réaction de la lactase s’écrit $E + S \rightarrow ES \rightarrow P + E$, avec E l’enzyme, S le substrat, ES le complexe enzyme-substrat et P le produit.

• Dans la réaction catalysée par la lactase, le lactose est transformé en glucose et en galactose, tandis que la lactase est retrouvée intacte en fin de réaction.

• 🔄 La réaction enzymatique suit trois étapes:

  1. l’enzyme rencontre le substrat
  2. un complexe enzyme-substrat se forme
  3. le produit est libéré et l’enzyme retrouve son état initial

Compléments

• L’enzyme s’adapte très légèrement à son substrat lors de la formation du complexe enzyme-substrat.

💡 Astuce mémo

E + S → ES → P + E

📖 5. Cinétique enzymatique

🔑 Notions clés & Définitions

• Vitesse maximale : Vitesse initiale qui ne peut plus augmenter lorsque toutes les molécules d’enzyme sont occupées par le substrat.
• Km : Constante propre à chaque enzyme, mesurée à la moitié de Vmax, qui renseigne sur la dissociation du complexe ES en E et P.

📝 Points essentiels

• La vitesse de la réaction diminue au cours du temps parce que la quantité de substrat disponible diminue.

📌 L’affinité enzyme-substrat mesure la force de liaison entre l’enzyme et son substrat grâce aux liaisons faibles, et elle est inversement proportionnelle à Km.

💡 Astuce mémo

Plus de substrat → vitesse accrue, puis saturation → Vmax

📊 Tableaux de synthèse

Effets de la température sur l’enzyme