Fiche 49 • Catalyse enzymatique
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• Les enzymes sont des machines-outils miniatures.
Au cours de la réaction, le complexe enzyme-substrat (ES) se transforme en complexe
enzyme-produit (EP). C’est un réarrangement interne, une réaction « intramoléculaire » puisque le substrat ne quitte pas l’enzyme et subit l’action concertée des
groupements catalytiques ici, les groupes X et Y. L’enzyme fonctionne à la manière
d’une machine-outil dont les outils d’usinage agissent d’une manière programmée sur
la pièce à transformer.
• Les réactions enzymatiques ne forment aucun produit secondaire.
Contrairement à la plupart des réactions de chimie organique, les enzymes ne fournissent qu’un seul produit à partir d’un substrat donné. C’est la conséquence de la stricte
stéréospécificité de la réaction catalysée.
Par exemple, la réduction du pyruvate par le NADH, catalysée par la lactate déshydrogénase du muscle, produit du L-lactate (et du NAD + ), alors que la réduction chimique
du pyruvate par le borohydrure de sodium conduit au mélange équimoléculaire de
L-lactate et de D-lactate.
• Les enzymes possèdent une affinité remarquable pour l’état de transition des réactions qu’elles catalysent.
C’est la raison pour laquelle les enzymes sont aussi performantes. Même si l’on n’arrive
pas à isoler les états de transition, on s’en fait une idée, en déterminant la structure à
trois dimensions des enzymes et des complexes enzyme-inhibiteurs (par cristallographie ou par résonance magnétique nucléaire).
Pour preuve, des analogues de l’état de transition se révèlent être des inhibiteurs très
puissants des enzymes correspondantes. Le Tamiflu ® est un analogue de l’état de transition de l’hydrolyse de l’acide neuraminique, catalysée par la neuraminidase des virus
A et B de la grippe ; la protéase du VIH est très fortement inhibée par des analogues
de l’état de transition de la réaction de protéolyse, comme le ritonavir ou le saquinavir.
4. RIBOZYMES
Il s’agit de molécules d’ARN (Fiche 78) possédant des propriétés catalytiques. Chez
toutes les espèces vivantes, la synthèse des protéines se déroule sur les ribosomes, et
c’est un ARN qui catalyse la formation de la liaison peptidique.
L’ARN de la ribonucléase P intervient dans la maturation des ARNt.
D’autres ARN sont doués d’activités autocatalytiques, et assurent leur propre fragmentation (réaction d’épissage) ; en toute rigueur on ne peut les qualifier d’enzymes, car ils
se retrouvent modifiés à l’issue de la réaction, et donc ne fonctionnent qu’une seule fois.
9782100724185-Livre.indb 117
20/05/15 19:11
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• Les enzymes sont des machines-outils miniatures.
Au cours de la réaction, le complexe enzyme-substrat (ES) se transforme en complexe
enzyme-produit (EP). C’est un réarrangement interne, une réaction « intramoléculaire » puisque le substrat ne quitte pas l’enzyme et subit l’action concertée des
groupements catalytiques ici, les groupes X et Y. L’enzyme fonctionne à la manière
d’une machine-outil dont les outils d’usinage agissent d’une manière programmée sur
la pièce à transformer.
• Les réactions enzymatiques ne forment aucun produit secondaire.
Contrairement à la plupart des réactions de chimie organique, les enzymes ne fournissent qu’un seul produit à partir d’un substrat donné. C’est la conséquence de la stricte
stéréospécificité de la réaction catalysée.
Par exemple, la réduction du pyruvate par le NADH, catalysée par la lactate déshydrogénase du muscle, produit du L-lactate (et du NAD + ), alors que la réduction chimique
du pyruvate par le borohydrure de sodium conduit au mélange équimoléculaire de
L-lactate et de D-lactate.
• Les enzymes possèdent une affinité remarquable pour l’état de transition des réactions qu’elles catalysent.
C’est la raison pour laquelle les enzymes sont aussi performantes. Même si l’on n’arrive
pas à isoler les états de transition, on s’en fait une idée, en déterminant la structure à
trois dimensions des enzymes et des complexes enzyme-inhibiteurs (par cristallographie ou par résonance magnétique nucléaire).
Pour preuve, des analogues de l’état de transition se révèlent être des inhibiteurs très
puissants des enzymes correspondantes. Le Tamiflu ® est un analogue de l’état de transition de l’hydrolyse de l’acide neuraminique, catalysée par la neuraminidase des virus
A et B de la grippe ; la protéase du VIH est très fortement inhibée par des analogues
de l’état de transition de la réaction de protéolyse, comme le ritonavir ou le saquinavir.
4. RIBOZYMES
Il s’agit de molécules d’ARN (Fiche 78) possédant des propriétés catalytiques. Chez
toutes les espèces vivantes, la synthèse des protéines se déroule sur les ribosomes, et
c’est un ARN qui catalyse la formation de la liaison peptidique.
L’ARN de la ribonucléase P intervient dans la maturation des ARNt.
D’autres ARN sont doués d’activités autocatalytiques, et assurent leur propre fragmentation (réaction d’épissage) ; en toute rigueur on ne peut les qualifier d’enzymes, car ils
se retrouvent modifiés à l’issue de la réaction, et donc ne fonctionnent qu’une seule fois.
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