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Module 3 – Métabolisme, Module 3 – Métabolisme, anabolisme, catabolismeanabolisme, catabolisme

Module 3 – Métabolisme, anabolisme et catabolisme 22

Le plan de matchLe plan de match Document photocopiéDocument photocopié Marieb, Marieb, p.60-61p.60-61

EnzymesEnzymes

NomenclatureNomenclaturePropriétésPropriétésActivité enzymatique :Activité enzymatique :Résultats du laboratoireRésultats du laboratoire

Les enzymesLes enzymes

Nomenclature et Nomenclature et compositioncomposition

Module 3 – Métabolisme, anabolisme et catabolisme 44

EnzymesEnzymes Toutes les Toutes les réactions métaboliquesréactions métaboliques

Anabolisme Anabolisme (synthèse)(synthèse)Catabolisme Catabolisme (dégradation)(dégradation)

CatalyséesCatalysées par des par des enzymesenzymes

C’est quoi une enzyme ???C’est quoi une enzyme ???

Module 3 – Métabolisme, anabolisme et catabolisme 55

CompositionComposition Plupart sont des Plupart sont des protéinesprotéines à 100%. à 100%. D’autres enzymes contiennent :D’autres enzymes contiennent :

Partie Partie protéiqueprotéique ApoenzymeApoenzyme Partie Partie non protéique non protéique CofacteurCofacteur : :

Ions de Fe, Zn, Mg, Ca Ions de Fe, Zn, Mg, Ca Si le cofacteur est une molécule organique (ex : vitamines)Si le cofacteur est une molécule organique (ex : vitamines)

CoenzymeCoenzyme Exemples : NADExemples : NAD++, FAD, CoA, , FAD, CoA,

Apoenzyme + Cofacteur = Holoenzyme Enzyme complète et fonctionnelle

HoloenzymeHoloenzyme

Module 3 – Métabolisme, anabolisme et catabolisme 66

Figure 5.2Figure 5.2

Module 3 – Métabolisme, anabolisme et catabolisme 7

NomenclatureNomenclature Nom des enzymes se termine par « Nom des enzymes se termine par « --asease ». ». Le Le nomnom de l’enzyme correspond au de l’enzyme correspond au

substratsubstrat qu’elle qu’elle catalysecatalyse : : Exemple : Exemple :

SaccharSaccharasease est l’enzyme qui est l’enzyme qui dégradedégrade le le saccharosesaccharose

ATP synthétATP synthétasease est l’enzyme qui est l’enzyme qui synthétise synthétise l’ATPl’ATP !!! !!!

Module 3 – Métabolisme, anabolisme et catabolisme 88

Catégories Catégories Classes Type de réaction

catalyséeExemples

OxydoréductaseRéactions d’oxydoréduction (+/- H ou O)

Cytochrome oxydase, NAD+H =NADH

TransféraseTransfert de groupements fonctionnels (amine,P)

Kinase, désaminase

Ligase Lier 2 molécules ensembles ADN ligase, Acétyl-CoA et ATP synthétase

Hydrolase Hydrolyse Lipase, sucrase

Lyase Élimination de groupements d’atomes sans hydrolyse

Phosphorylation au niveau du substrat

Isomérase Redistribution d’atomes dans une molécule

Glucose phosphate isomérase

Tableau : 5.1Tableau : 5.1

Les enzymesLes enzymes

Propriétés et modes Propriétés et modes d’action d’action

Module 3 – Métabolisme, anabolisme et catabolisme 1010

Enzyme = Enzyme = CatalyseurCatalyseur

C’est quoi un catalyseur ???Substance

Règle et accélère la vitesse d’une réaction chimique

… mais n’est ni détruite ni transformée par la réaction.

Les enzymes sont des catalyseurs

biologiques !!!

Module 3 – Métabolisme, anabolisme et catabolisme 1111

Enzymes : Enzymes : PropriétésPropriétés

3 propriétés :

Elles sont hautement spécifiques.

Elles sont hautement efficaces.

Elles sont régulées par la cellule.

Module 3 – Métabolisme, anabolisme et catabolisme 1212

Les enzymes sont Les enzymes sont spécifiquesspécifiques

Dû à leur forme 3D particulière car…Les enzymes sont des PROTÉINES

Le site actif de l’enzyme est parfaitement adapté à un substrat donné :

Module 3 – Métabolisme, anabolisme et catabolisme 1313

Les enzymes sont Les enzymes sont spécifiquesspécifiques

Exemple dégradation : Saccharase

Complexe E-S. L’enzyme est

RÉUTILISABLE !!!

1414

Les enzymes sont Les enzymes sont spécifiquesspécifiques

Exemple de synthèse :Seuls les substrats sont modifiés !!!L’enzyme, elle, demeure intacte !!!

Module 3 – Métabolisme, anabolisme et catabolisme 1515

Les enzymes ont pour fonction d’ACCÉLÉRER la vitesse des réactions. Se seraient produites de toute manière

Surviennent jusqu’à 10 milliards de fois plus rapidement !!!

Les enzymes abaissent l’énergie libre d’activation : Énergie minimale nécessaire pour amorcer un

processus.

Les enzymes sont Les enzymes sont efficacesefficaces

Module 3 – Métabolisme, anabolisme et catabolisme 1616

Énergie libre Énergie libre d’activationd’activation

Réaction avec enzyme

Énergie d'activation de la réaction sans enzyme

Énergie dégagée par la réaction

Réaction sans enzyme

Énergie d'activation de la réaction avec enzyme

Fig: 2.20Fig: 2.20

Sens de la réaction Sens de la réaction

Module 3 – Métabolisme, anabolisme et catabolisme 1717

Les enzymes sont Les enzymes sont réguléesrégulées

La cellule contrôle le # d’enzymes. Certaines substances mènent à

l’activation ou l’inactivation des enzymes :Alternance entre la forme active et

inactive de l’enzyme.Enzymes digestives

Module 3 – Métabolisme, anabolisme et catabolisme 1818

Le pour et le Le pour et le contrecontre

Les enzymes Les enzymes sont …sont …Spécifiques

Très efficaces

Régulées

Mais peuvent Mais peuvent aussi être …aussi être …Dénaturées

Saturées

Inhibées

Module 3 – Métabolisme, anabolisme et catabolisme 1919

Dénaturation d’une Dénaturation d’une enzymeenzyme

1 enzyme = 1 protéine !!! Facteurs déterminants pour la

conformation de la protéine :pH , [sels], T° Dénaturation d’une protéine :

Elle se déroule Perd sa configuration N’est plus fonctionnelle Réversible (a des limites)

2020

Dénaturation d’une Dénaturation d’une enzymeenzyme

Fig. 5-5Fig. 5-5DénaturatioDénaturationn

RenaturatioRenaturationn

2121

Saturation d’une Saturation d’une enzymeenzyme

Les enzymes peuvent être débordées et leur vitesse de réaction peut atteindre un plateau de saturation :

Act

ivité

enz

ymat

ique

Act

ivité

enz

ymat

ique

[substrat][substrat]

Module 3 – Métabolisme, anabolisme et catabolisme 2222

33 InhibiteursInhibiteurs

Rétro-inhibitionRétro-inhibition

2323Fig: 5.7Fig: 5.7

Module 3 – Métabolisme, anabolisme et catabolisme 2424

Activité Activité enzymatiqueenzymatique

L’efficacité d’une enzyme dépend des conditions environnementales dans la cellule : Tº pH Concentration du substrat Présence ou non d’inhibiteurs Rétro-inhibition

2525

[substrat][substrat]A

ctiv

ité

enzy

mat

iqu

e

00 Concentration du substrat

TempératureTempératureA

ctiv

ité

enzy

mat

iqu

e

Température (°C)

00 1010 2020 3030 4040 5050 6060

pHpHA

ctiv

ité

enzy

mat

iqu

e

pH

00 22 44 66 88 1010 1212 1414

Enzyme 1Enzyme 1

Enzyme 2Enzyme 2

Enzyme 3Enzyme 3