Activité enzymatique

Les explorateurs européens avaient les connaissances, les compétences et l'équipement adéquats, mais pourquoi n'ont-ils pas atteint le Nouveau Monde avant la fin du 15e siècle ? Vous serez surpris d'apprendre que la réponse à cette question est liée aux petites molécules biologiques appelées enzymes, qui agissent comme des catalyseurs.

Qu’est-ce qu’un catalyseur ? C’est une substance qui permet à une réaction de se produire plus rapidement, en utilisant moins d’énergie. Si vous traciez un graphique de l’énergie nécessaire pour une réaction biologique non catalysée, cela ressemblerait à ceci. Cette hauteur représente l’énergie d’activation, qui est la quantité minimale d’énergie nécessaire pour que la réaction se déroule. Les enzymes, qui agissent comme un catalyseur, fournissent une voie de réaction alternative, avec une énergie d’activation plus faible.

Alors, comment fonctionnent réellement les enzymes ? La plupart des enzymes sont des protéines. La partie de leur structure qui interagit avec les molécules qu'ils catalysent s'appelle le site actif, qui n'a d'affinité que pour certains substrats et ne se lie pas à d'autres. Lorsque les bons substrats pénètrent dans le site actif, l’enzyme change de forme pour atteindre une configuration d’affinité plus élevée. Cet état de transition facilite la réaction et convertit les réactifs en produits. L’enzyme, cependant, a une affinité plus faible pour les produits, de sorte qu’elle les libère et reprend sa forme d’origine, prête à répéter le même processus. Il s’agit d’un exemple d’enzyme catabolique car elle a pris un seul substrat et l’a cassé pour former plusieurs produits. L’opposé de cela est l’enzyme anabolique, qui prend deux substrats et les assemble pour former un produit plus grand.

Il existe de nombreuses autres façons dont les enzymes fonctionnent. Par exemple, cette enzyme transfigure un substrat unique en une nouvelle forme. Alors que celui-ci, transfère une partie d’un substrat, sur un autre. Certaines enzymes ne peuvent pas catalyser les réactions par elles-mêmes et nécessitent des cofacteurs ou des coenzymes pour catalyser leur réaction.

Alors, vous vous demandez peut-être quel est le rapport avec les voyages du 15ème siècle ? À cette époque, les marins n'avaient pas accès à des produits frais contenant de la vitamine C, une coenzyme essentielle à la synthèse du collagène. Pour cette raison, les marins développaient le scorbut, une maladie de carence en vitamine C, qui était souvent mortelle. Ils ont résolu ce problème en marinant des fruits et légumes riches en vitamine C. Le décapage réduisait le pH des aliments, ce qui empêchait l’activité des enzymes microbiennes, responsables de leur pourriture. Par conséquent, la destruction des enzymes microbiennes et la sauvegarde d’une coenzyme essentielle ont joué un rôle majeur dans le succès des longues expéditions.

Dans cet atelier, vous pouvez quantifier comment différentes conditions affectent la fonction enzymatique, en évaluant la vitesse de réaction, la quantité de produit produit, par unité de temps. Vous allez d'abord mesurer la vitesse de réaction de référence à une température ambiante standard et un pH neutre. Le taux augmentera au début jusqu’à ce que toutes les molécules enzymatiques soient complètement saturées de substrat. Et puis, la catalyse atteindra un niveau stable alors que les enzymes sont occupées à poursuivre le cycle de liaison du substrat, de catalyse et de libération. Une fois que la vitesse de réaction de référence a été établie, elle peut être utilisée comme point de référence pour d’autres conditions. L'enzyme avec laquelle vous travaillerez dans ce laboratoire est la peroxydase de navet. Vous allez évaluer son activité sous différentes valeurs de température et de pH.