En biologie, l’un des facteurs qui définit un être vivant à partir d’un objet inanimé est la capacité de l’organisme à effectuer des réactions chimiques cruciales pour sa survie. Même les organismes unicellulaires sont capables de centaines de réactions chimiques au sein de leurs parois cellulaires. Imaginez la quantité infinie de réactions qu’un grand organisme tel qu’un humain effectue. Aucune de ces réactions n’est possible sans enzymes.
Les enzymes sont des catalyseurs ou des assistants biologiques. Les enzymes sont constituées de divers types de protéines qui agissent pour conduire la réaction chimique requise pour une action ou un nutriment spécifique. Les enzymes peuvent soit déclencher une réaction, soit l’accélérer. Les produits chimiques qui sont transformés à l’aide d’enzymes sont appelés substrats. En l’absence d’enzymes, ces produits chimiques sont appelés réactifs.
Pour illustrer la vitesse et l’efficacité des enzymes, les substrats peuvent être transformés en produits utilisables au rythme de dix fois par seconde. Considérant qu’il existe environ 75,000 XNUMX enzymes différentes dans le corps humain, ces réactions chimiques sont effectuées à une vitesse incroyable. D’un autre côté, en l’absence d’enzymes, les réactifs peuvent mettre des centaines d’années à se transformer en un produit utilisable, s’ils en sont capables. C’est pourquoi les enzymes sont cruciales pour le maintien de la vie sur terre.
Généralement, les enzymes agissent sur les substrats de l’une des trois manières suivantes : orientation du substrat, stress physique et changements dans la réactivité du substrat. L’orientation du substrat se produit lorsqu’une enzyme amène les molécules du substrat à s’aligner les unes avec les autres et à former une liaison. Lorsqu’une enzyme utilise un stress physique sur un substrat, elle agrippe en effet le substrat et force la molécule à se séparer. Une enzyme qui provoque des changements dans la réactivité du substrat modifie le placement des électrons de la molécule, ce qui influence la capacité de la molécule à se lier avec d’autres molécules.
Les enzymes ont des sites actifs où elles entrent en contact avec des substrats particuliers. Les propriétés catalytiques des enzymes sont un processus cyclique. Une fois qu’un substrat est entré en contact avec le site actif d’une enzyme, il est modifié par l’enzyme pour former le produit final. Une fois le processus terminé, l’enzyme libère le produit et est prête à commencer le processus avec de nouveaux substrats. Les enzymes ne sont jamais gaspillées et toujours recyclées.
L’absence d’enzymes est responsable de nombreuses maladies. Chez l’homme, une maladie tragique appelée phénylcétonurie (PCU), qui provoque un retard mental sévère et même la mort chez les nourrissons, est le résultat de l’absence d’un type d’enzyme. La maladie de Tay-Sachs est le résultat tout aussi tragique d’un déficit enzymatique. Il provoque un retard, une paralysie et souvent la mort dans la petite enfance lorsqu’il n’est pas traité.
Notre capacité à modifier les enzymes en inhibant leurs capacités de fonctionnement a abouti à des centaines de médicaments qui sauvent des vies. Un exemple est la pénicilline, un antibiotique bien connu qui peut guérir la syphilis, la pneumonie et d’autres maladies. La pénicilline agit en se liant aux sites actifs des enzymes des bactéries pathogènes, détruisant finalement la capacité des bactéries à survivre et à se reproduire.