Enzymes

Un catalyseur 催化剂 est une substance qui accélère le taux 速率 d'une réaction chimique 化学反应 mais qui n'est ni consommée ni modifiée par la réaction. Le même catalyseur peut être utilisé encore et encore.

Les enzymes 酶 sont des catalyseurs biologiques — des catalyseurs fabriqués par des cellules vivantes. Ce sont des protéines 蛋白质. Les enzymes participent à toutes les réactions du métabolisme 新陈代谢, elles contrôlent donc presque toutes les réactions chimiques chez un être vivant.

Les enzymes sont vitales. Sans elles, les réactions qui nous maintiennent en vie seraient beaucoup trop lentes. Les enzymes augmentent le taux de réaction suffisamment pour maintenir l'organisme en vie.

Chaque enzyme possède une poche spéciale appelée son site actif 活性位点. La molécule 分子 sur laquelle elle agit est appelée le substrat 底物.

• La forme du site actif est complémentaire 互补 à la forme du substrat — ils s'emboîtent comme une clé dans une serrure.
• Le substrat s'insère dans le site actif. (Supplément) Cela forme un complexe enzyme-substrat 酶底物复合物.
• La réaction a lieu, et le substrat est transformé en un ou plusieurs produits 产物.
• Les produits quittent le site actif, qui est alors libre pour être utilisé à nouveau.

Pourquoi les enzymes sont spécifiques (Supplément)

Chaque enzyme est spécifique 专一 — elle n'agit que sur un type de substrat donné. C'est parce que seul ce substrat a la bonne forme pour s'insérer dans le site actif. Un substrat de forme différente ne s'y adaptera pas, tout comme une mauvaise clé n'ouvrira pas une serrure.

L'activité d'une enzyme dépend de la température 温度 et du pH. Vous pouvez l'étudier en mesurant la vitesse de la réaction à différentes températures ou valeurs de pH.

Température

• À mesure que la température augmente, l'activité enzymatique s'accélère. Les molécules d'enzyme et de substrat possèdent plus d'énergie cinétique 动能, se déplacent plus vite et entrent en collision plus fréquemment. (Supplément) Il y a davantage de collisions 碰撞 efficaces par seconde.
• L'activité est maximale à la température optimale 最适温度 (environ 37 °C dans le corps humain).
• Au-dessus de l'optimum, l'activité chute rapidement. La chaleur modifie la forme du site actif, de sorte que le substrat ne correspond plus. L'enzyme est dénatu rée 变性. La dénaturation est irréversible — l'enzyme ne peut pas récupérer.

Exemple résolu. Une réaction se termine en 50 s à 20 °C, et en 20 s à 37 °C. Quelle température est plus rapide, et de combien ? Un temps plus court signifie une vitesse plus élevée, donc calculez une vitesse avec vitesse = 1000 ÷ temps. À 20 °C, la vitesse est 1000 ÷ 50 = 20 unités ; à 37 °C, elle est 1000 ÷ 20 = 50 unités. Ainsi, 37 °C est 50 ÷ 20 = 2.5 fois plus rapide. Ne dites pas que la vitesse « a augmenté de 30 s » - un temps n'est pas une vitesse. Convertissez d'abord le temps en vitesse, et souvenez-vous que la vitesse la plus élevée correspond toujours au temps le plus faible.

pH

• Chaque enzyme fonctionne au mieux à un pH particulier.
• Si le pH est trop élevé ou trop bas, la forme du site actif change, le substrat ne correspond plus, et l'enzyme est dénaturée.

• Une enzyme est à la fois une protéine et un catalyseur biologique : elle accélère une réaction sans être consommée.
• Décrivez la forme : le site actif est complémentaire au substrat (l'idée de la serrure et de la clé). Chaque enzyme est spécifique à un seul substrat.
• Basse température → lent (trop peu d'énergie cinétique). Optimum → le plus rapide. Trop chaud → dénaturée (le site actif perd sa forme, définitivement).
• Un pH inapproprié dénature également l'enzyme en modifiant la forme du site actif.
• « Dénaturée » ne signifie pas « tuée » — les enzymes ne sont pas vivantes. Dites plutôt que la forme du site actif a changé de sorte que le substrat ne correspond plus.