Voici comment la structure enzymatique contribue à la spécificité:
1. Site actif:
- Les enzymes possèdent une forme tridimensionnelle unique avec une région spécifique appelée site actif . Ce site est une crevasse ou une poche sur la surface de l'enzyme.
- Le site actif est tapissé de résidus d'acides aminés qui ont des propriétés chimiques spécifiques. Ces résidus interagissent avec le substrat par diverses interactions non covalentes comme les liaisons hydrogène, les interactions ioniques et les interactions hydrophobes.
2. Modèle de verrouillage et de clé:
- Ce modèle, proposé par Emil Fischer, suggère que le site actif de l'enzyme est comme une serrure et que le substrat est comme une clé.
- Seul le substrat de forme correcte peut s'inscrire parfaitement dans le site actif, tout comme une clé spécifique s'adapte à une serrure. Cet ajustement précis est crucial pour la spécificité de l'enzyme.
3. Modèle d'ajustement induit:
- Ce modèle, une amélioration par rapport au verrouillage et au modèle de clé, propose que le site actif ne soit pas rigide mais flexible.
- Alors que le substrat s'approche du site actif, l'enzyme subit un changement de conformation, ajustant sa forme pour s'adapter plus précisément au substrat. Cet ajustement induit optimise les interactions entre l'enzyme et le substrat, améliorant la spécificité et la catalyse.
4. Formes et interactions complémentaires:
- La disposition spécifique des résidus d'acides aminés dans le site actif détermine sa forme, sa taille et ses propriétés chimiques.
- Ces caractéristiques sont complémentaires de la forme, de la taille et des propriétés chimiques du substrat.
- Seuls les substrats avec la bonne combinaison de fonctionnalités peuvent se lier au site actif, conduisant à une spécificité élevée.
5. Importance de la spécificité:
- La spécificité enzymatique empêche les réactions secondaires indésirables et garantit que seule la réaction prévue se produit.
- Cela permet des processus biochimiques efficaces et contrôlés dans la cellule.
Exemples de spécificité enzymatique:
* lactase: Décompose le lactose, un sucre trouvé dans le lait. Il n'interagit qu'avec le lactose et non d'autres sucres.
* pepsin: Décompose les protéines dans l'estomac. Il cible spécifiquement les liaisons peptidiques entre des acides aminés spécifiques.
* ADN polymérase: Synthétise l'ADN des nucléotides. Il reconnaît et intègre uniquement des nucléotides spécifiques dans le brin d'ADN en croissance.
En conclusion, la structure complexe d'une enzyme, en particulier le site actif, est la clé de sa spécificité remarquable. L'ajustement précis et les interactions entre l'enzyme et son substrat garantissent que seule la bonne réaction se produit, en maintenant l'ordre et l'efficacité dans les systèmes biologiques.
