Le métabolisme fait référence à tout processus chimique se produisant à l'intérieur ou entre les cellules. Il existe deux types de métabolisme: l'anabolisme, où les plus petites molécules sont synthétisées pour en faire de plus grandes; et le catabolisme, où les plus grosses molécules sont décomposées en plus petites. La plupart des réactions chimiques dans les cellules nécessitent un catalyseur pour commencer. Les enzymes, qui sont de grandes molécules protéiques présentes dans le corps, fournissent le catalyseur parfait car elles peuvent changer les produits chimiques dans les cellules sans se changer.

Le métabolisme expliqué

Le terme «métabolisme» fait référence à tout processus cellulaire impliquant une réaction chimique. La glycolyse est un exemple d'un processus cellulaire catabolique; dans ce processus, le glucose est décomposé en pyruvate. Lorsque l'oxygène et l'hydrogène se combinent pour former de l'eau à la fin de la chaîne de transport des électrons, c'est un exemple d'un processus anabolique où des molécules plus petites se combinent pour former une molécule plus grosse.

Enzymes comme catalyseurs

La plupart des réactions chimiques dans les cellules ne se produisent pas spontanément. Au lieu de cela, ils ont besoin d'un catalyseur pour les démarrer. Dans de nombreux cas, la chaleur peut être un catalyseur, mais cela est inefficace car la chaleur ne peut pas être appliquée aux molécules de manière contrôlée. Ainsi, la plupart des réactions chimiques nécessitent une interaction avec une enzyme. Les enzymes se lient à des réactifs particuliers jusqu'à la réaction chimique, puis se libèrent. Les enzymes elles-mêmes ne sont pas modifiées par la réaction chimique.

Modèle Lock-and-Key

Les enzymes ne se lient pas indistinctement aux molécules; à la place, chaque enzyme est conçue pour se lier uniquement à une molécule particulière, connue sous le nom de substrat. Sur le substrat, il y a un groupe replié de chaînes polypeptidiques, qui forment un sillon. L'enzyme correcte aura un groupe similaire de chaînes polypeptidiques, ce qui lui permettra de se lier au substrat. D'autres enzymes contiendront des chaînes de polypeptides qui ne correspondent pas. En 1894, le scientifique Emil Fischer a appelé ce modèle le modèle de verrouillage et de clé parce que l'enzyme et le substrat s'emboîtent comme une clé dans une serrure. Selon un passage sur le métabolisme publié par Titan Education, ce n'est pas tout à fait exact parce que certaines enzymes se désintègrent de manière inégale à la fin du processus catalytique.

Exemple

Un exemple d'une enzyme ajustant le le modèle de serrure et de clé est sucrase. La sucrase contient des chaînes polypeptidiques lui permettant de se lier au saccharose. Une fois que la sucrase et le saccharose se lient, ils réagissent avec l'eau et le saccharose se décompose en glucose et en fructose. L'enzyme est ensuite libérée et peut être réutilisée pour décomposer une autre molécule de saccharose.

Dissolution inégale

La lipase pancréatique agit comme un catalyseur pour décomposer les triglycérides. Contrairement au saccharose, les triglycérides ne se décomposent pas uniformément en deux molécules de substances différentes. Au lieu de cela, les triglycérides se décomposent en deux monoglycérides et un acide gras.