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Les enzymes ont une température optimale. Lequel des énoncés suivants définit le mieux le terme « température optimale » ? (A) La température optimale est la température à laquelle l’enzyme fonctionne le mieux. (B) La température optimale est la température à laquelle la vitesse de réaction est la plus lente. (C) La température optimale est la température à laquelle l’enzyme se dénature. (D) La température optimale est la température à laquelle l’enzyme catalyse le plus grand nombre de réactions différentes. Ou (E) la température optimale est la température à laquelle l’enzyme peut se répliquer.
Pour comprendre la température optimale d’une enzyme, examinons d’abord les faits essentiels concernant le fonctionnement des enzymes. Les enzymes sont des catalyseurs biologiques qui accélèrent les réactions chimiques sans être consommées elles-mêmes. Elles sont faites de polypeptides repliés et ont des formes spécifiques, déterminées par l’ordre des acides aminés le long de la chaîne. Ces acides aminés forment des liaisons entre eux, ce qui aide à établir leur forme générale et, surtout, la forme du site actif.
Le site actif est la zone de l’enzyme qui se lie au substrat. Il est complémentaire au substrat et s’adapte donc parfaitement, pour former un complexe enzyme-substrat. La réaction peut maintenant avoir lieu et les produits sont libérés. Parce que le site actif est spécifique d’un seul substrat, une enzyme ne peut catalyser qu’un seul type de réaction.
Maintenant, regardons ce que signifie la température optimale pour une enzyme. La manière dont une enzyme catalyse une réaction peut être affectée par les changements de l’environnement, tels que la température. La liaison de l’enzyme et du substrat repose sur la façon dont les deux molécules entrent en contact. À basse température, les molécules ont très peu d’énergie cinétique. Elles se déplacent donc lentement et sont moins susceptibles de se croiser, donc la vitesse de réaction est faible.
Cela peut être représenté sur un graphique. La vitesse de réaction est indiquée sur l’axe des 𝑦. Vous pouvez voir ici que lorsque la température augmente, la vitesse de réaction augmente. En effet, l’énergie cinétique des molécules augmente, et il y a donc plus de rencontres réussies. Cela continue jusqu’à ce que le taux maximum soit atteint, comme le montre le graphique. C'est ce qu'on appelle la température optimale. À mesure que la température continue d’augmenter, les liaisons qui maintiennent la structure de l’enzyme commencent à se dégrader. Le site actif commence à changer de forme. Et finalement, la réaction s’arrête, car les molécules du substrat ne peuvent plus se lier à l’enzyme. L’enzyme est dite alors dénaturée.
Nous pouvons maintenant revenir à la question et essayer de trouver la réponse qui décrit le mieux la « température optimale ». De ce que nous avons appris, nous savons que la température optimale est la température à laquelle une enzyme fonctionnera au mieux. Les options (A) et (D) semblent toutes deux correctes. Cependant, l’option (D) fait référence à « différentes réactions ». Et une enzyme ne peut catalyser qu’une seule réaction spécifique en raison de son site actif qui se lie à un substrat spécifique. (D) est donc incorrect.
Donc, la bonne réponse est (A). La température optimale est la température à laquelle l’enzyme fonctionne le mieux.
