Quelle est la connexion entre les enzymes et les substrats?

Les enzymes et les substrats sont liés de deux manières clés car elles interagissent fréquemment entre elles dans de nombreux processus biologiques.Premièrement, les enzymes et les substrats sont souvent spécifiques les uns aux autres, possédant des formes complémentaires qui leur permettent de se lier.Deuxièmement, les enzymes peuvent modifier les substrats en catalysant les réactions chimiques ou en modifiant les structures.Ensemble, ils subissent des transformations, y compris le complexe du substrat enzymatique, les états intermédiaires et les états de transition.

On pense qu'il y a environ 75 000 enzymes dans le corps humain, dont beaucoup sont spécifiques à certains substrats.Les enzymes et les substrats se lient les uns aux autres s'associant par diverses interactions, y compris les liaisons hydrogène, les interactions hydrophobes et les liaisons covalentes.Cette liaison initiale est appelée un modèle d'ajustement induit, plutôt que comme un modèle de verrouillage et de clé, car chaque molécule change en réponse à la liaison avec l'autre molécule pour former une nouvelle forme tridimensionnelle.Ensemble, l'enzyme et le substrat comprennent le complexe ES, dans lequel des réactions chimiques peuvent se produire.

Pendant une réaction catalysée, les enzymes et les substrats interagissent pour produire de nouveaux produits.Bien que l'enzyme reste inchangée une fois la réaction terminée, le substrat est souvent modifié, se transformant parfois complètement en une nouvelle molécule ou molécules.Malgré le respect inchangé, l'enzyme joue un rôle majeur dans les réactions chimiques en cours car elle réduit l'énergie d'activation pour que la réaction se déroule.Cela signifie que l'énergie présente dans les interactions chimiques de l'enzyme et du substrat est suffisante pour surmonter l'obstacle énergétique de la réaction.

Tout au long de la réaction, les enzymes et les substrats passent à travers différentes étapes.Certains d'entre eux, appelés stades intermédiaires ou intermédiaires chimiques, impliquent la formation de nouvelles molécules transitoires.L'enzyme est capable de stabiliser ces réactions et de catalyser d'autres réactions pour changer ces molécules en produits souhaités.

Les états de transition sont d'autres complexes formés entre les enzymes et les substrats qui sont incroyablement courtes et à haute énergie.Ils se produisent fréquemment au moment de la rupture, de la réforme ou du réarrangement des liaisons dans la réaction.Les enzymes sont souvent structurées pour réduire l'énergie des états de transition par des liaisons stabilisantes, et souvent cette réduction de l'énergie est ce qui abaisse l'énergie d'activation de la réaction.

Bien qu'il existe de nombreuses paires de substrats enzymatiques, de nombreuses enzymes peuvent correspondre à plusieurs substrats.En fait, de nombreuses enzymes sont nécessaires pour rejoindre deux substrats ensemble en une seule molécule ou pour casser un seul substrat en deux molécules de produit résultantes.Il existe également de nombreuses enzymes non spécifiques, ce qui signifie qu'elles peuvent cibler plus d'un substrat, selon les conditions de la cellule.