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Dans le contexte des enzymes, que signifie «dénaturée»? (A) La structure protéique de l’enzyme a été étirée. (B) L’enzyme a été endommagée et fonctionne à présent plus lentement. (C) L’enzyme a été tuée. (D) Le site actif de l’enzyme a été modifié de manière irréversible. Ou (E) l’enzyme a été utilisée autant de fois que possible et doit être remplacée.
Cette question concerne la dénaturation des enzymes. Pour y répondre, passons en revue quelques faits essentiels sur la structure des enzymes et comment les changements dans l’environnement peuvent les affecter.
Les enzymes sont des catalyseurs biologiques, ce qui signifie qu’elles augmentent la vitesse de réactions chimiques à l’intérieur de l’organisme sans être ni modifiées ni consommées elles-mêmes. Les substrats sont les molécules qui subissent la réaction, et les produits sont les éléments formés. Les enzymes peuvent soit agir sur un substrat unique si elles décomposent la molécule, par exemple la pepsine dans l'estomac qui décompose les protéines de notre alimentation, soit agir sur plusieurs substrats si elles les réunissent, par exemple l'ADN ligase qui joue un rôle important dans la réplication de l'ADN. Dans cette question, nous nous référerons simplement à un substrat.
Une enzyme est composée d’une ou plusieurs chaînes polypeptidiques contenant de nombreux acides aminés liés ensemble. Il s’agit donc d’une molécule biologique qui n’est pas vivante. Nous pouvons donc exclure l’option (C) car si elle n’est pas vivante, elle ne peut pas être tuée.
L’ordre des acides aminés le long de la chaîne polypeptidique détermine la forme 3D globale de l’enzyme en raison de leurs interactions entre eux et avec l’environnement. Cette forme est très importante dans la fonction de l’enzyme car pour accélérer la réaction, l’enzyme doit pouvoir se lier au substrat. Le substrat se lie à l’enzyme dans une zone spéciale appelée le site actif. La forme du site actif est complémentaire à la forme du substrat, ce qui signifie qu’ils s’emboîtent comme des pièces de puzzle. Cela forme un complexe enzyme-substrat. La réaction peut alors se produire et les produits sont libérés. L’enzyme se lie ensuite à un autre substrat car elle n’est pas modifiée ou consommée au cours de la réaction. Nous pouvons donc également écarter l’option (E).
Les enzymes ont des conditions optimales, telles qu’une plage de température ou de pH auxquelles elles fonctionnent le mieux. Lorsque les enzymes sont soumises à des températures élevées ou à des changements extrêmes de pH, leur structure peut être modifiée. En effet, ces conditions rompront les liaisons qui unissent les acides aminés et perturberont également les interactions entre les acides aminés. L’arrangement 3D est alors modifié et la forme du site actif est modifiée de manière irréversible.
Maintenant que nous avons discuté de la dénaturation en détail, revenons à notre question. Nous savons maintenant que la bonne réponse est (D). «Dénaturée» signifie que le site actif de l’enzyme a été modifié de manière irréversible.