Une synthase est un type spécifique d’enzyme qui catalyse des réactions chimiques synthétiques, ou des réactions chimiques dans lesquelles un certain nombre de réactifs se combinent pour former un produit. Une enzyme est un type courant de protéine ; différentes enzymes catalysent des réactions chimiques différentes et généralement très spécifiques qui peuvent être de nature synthétique ou non. La catalyse est un processus chimique par lequel un catalyseur réduit les besoins énergétiques d’une réaction chimique, accélérant ainsi considérablement la réaction. Il est important de noter qu’un catalyseur n’est pas réellement consommé par une réaction chimique, donc une enzyme telle que la synthase peut catalyser le même type de réaction chimique plusieurs fois.
Les enzymes synthases appartiennent à une plus grande famille d’enzymes appelées enzymes ligases. Une ligase est une enzyme qui catalyse la formation de nouvelles liaisons chimiques entre des molécules précédemment séparées. Bien qu’il existe de nombreuses variétés différentes de ligases, la famille des ligases se concentre principalement sur quelques types différents de liaisons chimiques particulièrement courantes dans les réactions biochimiques. De telles liaisons comprennent des liaisons carbone-carbone, carbone-oxygène et carbone-azote. Le carbone est le plus important de tous les atomes communs qui apparaissent dans les réactions biochimiques au sein des organismes, c’est pourquoi de nombreuses enzymes veillent à ce qu’il se lie correctement afin de former des molécules organiques essentielles.
Un exemple d’un type courant et important de synthase est l’adénosine triphosphate (ATP) synthase. L’ATP synthase est un nom englobant pour toute enzyme qui catalyse la synthèse d’ATP, l’une des molécules énergétiques les plus importantes utilisées dans le métabolisme cellulaire. L’ATP est formé par la synthèse d’adénosine diphosphate ou d’adénosine monophosphate et d’un ou plusieurs groupes phosphate inorganique. L’ATP synthase catalyse la synthèse de ces molécules, réduisant considérablement la barrière énergétique de la réaction et rendant la synthèse d’ATP énergétiquement réalisable. Une certaine énergie est encore nécessaire pour que la réaction de synthèse se produise, mais la présence d’une enzyme garantit que les besoins énergétiques n’empêchent pas la réaction de se dérouler à la vitesse appropriée.
Les synthases et autres enzymes sont couramment étudiées en biochimie, biologie et chimie organique, car leurs rôles précis dans de nombreux processus chimiques importants ne sont toujours pas entièrement compris. Les enzymes telles que la synthase sont très importantes dans les sciences de la santé, car bon nombre des réactions qu’elles catalysent sont importantes pour la cause ou la prévention de diverses maladies et affections. L’apprentissage de leurs mécanismes d’action particuliers peut permettre aux scientifiques de la santé d’améliorer ou de restreindre leurs actions afin de lutter contre de telles maladies.