Enzymes

Les enzymes sont des molécules biologiques capables de catalyser des réactions chimiques. La plupart sont des protéines, mais certains ARN, appelés ribozymes, possèdent aussi une activité catalytique ; des ADN catalytiques ont également été identifiés. Dans une cellule, les enzymes participent notamment à la transformation des nutriments, à la synthèse des constituants et au fonctionnement des acides nucléiques.

Accélérer une réaction

Une enzyme facilite une voie de réaction dont la barrière d’activation est plus faible. Elle peut ainsi accélérer la transformation d’un substrat en produit sans être consommée par le bilan global. Au cours du cycle catalytique, elle interagit avec les molécules concernées puis retrouve un état permettant un nouveau cycle.

La catalyse ne change pas à elle seule l’équilibre thermodynamique de la réaction. Elle ne rend donc pas spontanément favorable toute transformation. Dans le métabolisme, le couplage entre réactions, la disponibilité des substrats et l’élimination des produits contribuent au fonctionnement des voies.

La spécificité dépend des interactions entre enzyme et substrat. Elle peut porter sur une famille de molécules, un type de liaison ou une configuration particulière. « Une enzyme, un substrat » constitue ainsi une simplification qui ne décrit pas toute la diversité des activités.

Conditions et régulation

L’activité dépend de la quantité d’enzyme, de la concentration des substrats et des conditions du milieu. Température, pH, ions et cofacteurs influencent les interactions et la conformation des molécules. Certains composés inhibent la réaction ; d’autres participent à une régulation qui ajuste l’activité au fonctionnement cellulaire.

Une courbe d’activité mesurée en laboratoire concerne une enzyme et des conditions expérimentales précises. Elle ne constitue pas automatiquement une courbe de performance de l’animal entier. De même, les modèles cinétiques simples n’expliquent pas toutes les enzymes, notamment lorsqu’interviennent plusieurs substrats ou des interactions régulatrices.

Nommer et mesurer une activité

La nomenclature EC classe les activités selon les réactions catalysées. Elle distingue actuellement sept grandes classes, dont les translocases. Un numéro EC décrit une activité ; il n’identifie pas à lui seul une séquence protéique unique ou une espèce d’origine.

Une mesure enzymatique renseigne sur une transformation dans les conditions de l’essai. En physiologie ou en diagnostic, l’interprétation dépend de l’enzyme, du tissu, du prélèvement et de la méthode. Une activité élevée ne démontre pas isolément une cause, une lésion précise ou une meilleure capacité physiologique.