Enzymes: comment fonctionnent-elles et ce qu'elles 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 expliquerons ce qu'est une enzyme, comment elle fonctionne et donnerons quelques exemples courants d'enzymes dans le corps humain.
Les bases
Les enzymes sont constituées de protéines pliées en formes compliquées; ils sont présents dans tout le corps.
Les réactions chimiques qui nous maintiennent en vie - notre métabolisme - reposent sur le travail des enzymes.
Les enzymes accélèrent (catalysent) les réactions chimiques; dans certains cas, les enzymes peuvent provoquer une réaction chimique des millions de fois plus vite qu'elle ne l'aurait été sans elle.
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 à un nouveau substrat et à répéter le processus.
Que font les enzymes?
Le système digestif - les enzymes aident le corps à décomposer les molécules complexes plus grosses en molécules plus petites, telles que le glucose, afin que le corps puisse les utiliser comme carburant.
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 les informations.
Enzymes hépatiques - le foie décompose les toxines dans le corps. Pour ce faire, il utilise une gamme d'enzymes.
Comment fonctionnent les enzymes
Le modèle «serrure et clé» a été proposé pour la première fois en 1894. Dans ce modèle, le site actif d’une enzyme a une forme spécifique, et seul le substrat s’y insère, comme une serrure et une clé.
Ce modèle a maintenant été mis à jour et s'appelle le modèle d'ajustement induit.
Dans ce modèle, le site actif change de forme lorsqu'il interagit avec le substrat. Une fois que le substrat est complètement verrouillé 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 du corps humain fonctionnent le mieux à environ 37 ° C - température corporelle. À des températures plus basses, ils fonctionneront toujours mais beaucoup plus lentement.
De même, les enzymes ne peuvent fonctionner que dans une certaine plage de pH (acide / alcalin). Leur préférence dépend de l'endroit où ils se trouvent dans le corps. Par exemple, les enzymes dans les intestins fonctionnent mieux à 7,5 pH, tandis 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 fonctionner que si une molécule non protéique spécifique leur est attachée. 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 garantir le bon fonctionnement des systèmes du corps, il est parfois nécessaire de ralentir les enzymes. Par exemple, si une enzyme fabrique trop d'un produit, il doit y avoir un moyen de réduire ou d'arrêter la production.
L’activité des enzymes peut être inhibée de plusieurs manières:
Inhibiteurs compétitifs - une molécule bloque le site actif de sorte que le substrat doit entrer en compétition 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 qu'ils se sont liés l'un à l'autre. Les produits quittent moins facilement le site actif et la réaction est ralentie.
Inhibiteurs irréversibles - un inhibiteur irréversible se lie à une enzyme et l'inactive de manière permanente.
Exemples d'enzymes spécifiques
Il existe des milliers d'enzymes dans le corps humain, en voici quelques exemples:
- Lipases - un groupe d'enzymes qui aident à digérer les graisses dans l'intestin.
- Amylase - aide à transformer les amidons en sucres. L'amylase se trouve dans la salive.
- Maltase - également présente dans la salive; casse le sucre maltose en glucose. Le maltose se trouve dans des aliments tels que les pommes de terre, les pâtes et la bière.
- La trypsine - trouvée dans l'intestin grêle, décompose les protéines en acides aminés.
- Lactase - également présente dans l'intestin grêle, transforme le lactose, le sucre du lait, en glucose et galactose.
- Acétylcholinestérase - décompose le neurotransmetteur acétylcholine dans les nerfs et les muscles.
- Helicase - démêle l'ADN.
- ADN polymérase - synthétise l'ADN à partir de désoxyribonucléotides.
En un mot
Les enzymes jouent un rôle important dans le fonctionnement quotidien du corps humain. En se liant aux composés et en les modifiant, ils sont essentiels au bon fonctionnement du système digestif, du système nerveux, des muscles et bien plus encore.
