Par Jack Ori Mis à jour le 30 août 2022
Le métabolisme englobe toutes les réactions chimiques qui se produisent au sein ou entre les cellules. Ces réactions se répartissent en deux grandes catégories :l'anabolisme, la synthèse de molécules plus grosses à partir de précurseurs plus petits, et le catabolisme, la décomposition de molécules complexes en molécules plus simples.
Les voies métaboliques sont une série coordonnée d’étapes catalysées par des enzymes qui soutiennent la vie. Par exemple, la glycolyse, une voie catabolique, divise le glucose en pyruvate, tandis que la chaîne de transport d'électrons aboutit à la formation anabolique d'eau à partir d'hydrogène et d'oxygène.
La plupart des réactions intracellulaires ne peuvent pas se produire spontanément; ils ont besoin d'un catalyseur. Les enzymes – de grosses molécules protéiques polyvalentes – remplissent ce rôle en réduisant l’énergie d’activation nécessaire aux réactions, tout en restant elles-mêmes inchangées. Contrairement à la chaleur, qui ne peut pas être ciblée avec précision, les enzymes atteignent spécificité et efficacité.
Les enzymes reconnaissent et se lient uniquement à leurs substrats spécifiques. Chaque substrat présente une forme tridimensionnelle unique, souvent décrite comme un sillon formé par une chaîne polypeptidique repliée. L'enzyme complémentaire s'insère dans ce sillon comme la clé d'une serrure, un concept formulé pour la première fois par Emil Fischer en 1894. Bien que le modèle capture l'essence de la spécificité, des études modernes révèlent que de nombreuses enzymes subissent des changements de conformation au cours de la catalyse, leur permettant de libérer les produits de réaction de manière inégale.
Sucrase illustre le mécanisme de verrouillage et de clé. Son site actif est façonné pour accueillir le saccharose, permettant à l'enzyme de cliver le disaccharide en glucose et fructose en présence d'eau. Une fois la réaction terminée, la sucrase est libérée pour agir sur des molécules de saccharose supplémentaires.
La lipase pancréatique catalyse l'hydrolyse des triglycérides en deux monoglycérides et un acide gras. Contrairement au saccharose, qui se divise en deux moitiés identiques, les triglycérides donnent des produits de tailles différentes, illustrant que toutes les réactions enzymatiques ne suivent pas un schéma parfaitement symétrique.
