ENZYMES Dénomination et classification

Les enzymes sont des protéines catalytiques qui fonctionnent comme les « machines-outils » du métabolisme cellulaire. Le nombre d'enzymes différentes varie selon les organismes ; il en existe chez l'homme environ 15 000. Certaines enzymes sont présentes dans toutes les cellules : ce sont celles qui assurent les fonctions de base du métabolisme cellulaire. D'autres sont regroupées en ensembles caractéristiques d'un type de tissu ou de cellule : elles correspondent à des états de différenciation cellulaire. Cette extrême multiplicité à double corps – le nombre de réactions chimiques possibles et le nombre d'espèces vivantes – pose des problèmes importants de terminologie.

La classification EC

On a longtemps donné à chaque enzyme un nom en quelque sorte « privé », comme hexokinase, aldolase, phosphorylase, etc., selon la proposition faite par Émile Duclaux en 1898 d'ajouter le suffixe -ase au nom du substrat. Cette nomenclature reste d’usage courant dans les laboratoires.

Elle est cependant insuffisante et est formellement remplacée par la classification définie par la Commission des enzymes (EC, Enzyme Commission) de l'Union internationale de biochimie et de biologie moléculaire. L'appellation officielle d'une enzyme, EC, y est suivie d'une série de quatre chiffres. Les enzymes sont d'abord réparties en six groupes correspondant chacun à un type de réaction chimique catalysée par toutes les enzymes de ce groupe. Ainsi, les hydrolases – groupe auquel appartient la première enzyme identifiée, l'amylase – qui réalisent toutes une coupure hydrolytique de liaisons chimiques de tous types sont rassemblées dans le groupe 3. Le premier chiffre qui suit « EC » définit donc cette appartenance en prenant une valeur comprise entre 1 à 6.

Le deuxième chiffre définit la sous-classe, c'est-à-dire la nature des groupements chimiques affectés (ou les types individuels de réactions). Si l'hydrolase agit sur une liaison ester, son intitulé commencera par EC 3.1, le 3 parce que c’est une hydrolase, le 1 définissant le caractère « ester » de la liaison hydrolysée. Le troisième chiffre définit la sous-sous-classe, en pratique le substrat précis de l'enzyme ; s'il s'agit d'un ester carboxylique, l'intitulé sera 3.1.1. Le quatrième identifiant numérique correspond au numéro d'ordre dans la sous-sous-classe (date de caractérisation, organe de caractérisation princeps, organisme). Ainsi, la phospholipase A1, ou phosphatidyl-1-acylhydrolase, une enzyme essentielle au contrôle de l'activité cellulaire, possède le numéro EC 3.1.1.32.

Dans le tableau des groupes et sous-groupes d'enzymes, le groupe 1 est celui des oxydoréductases, qui catalysent des réactions d'oxydoréduction, par exemple celles qui sont essentielles à la fourniture d'énergie utilisable. Le groupe 2 est celui des transférases, qui transfèrent sur une molécule acceptrice, un radical chimique (comme un méthyle) ou une molécule (comme un sucre dans la synthèse du glycogène ou de l'amidon). Le groupe 3, déjà mentionné, est donc celui des hydrolases. Le groupe 4 est celui des lyases, qui créent des doubles liaisons ou ajoutent des groupements sur des doubles liaisons (par exemple, lors de la formation de la sérotonine). Le groupe 5 rassemble les isomérases, qui réalisent l'isomérisation de molécules en déplaçant une double liaison ou un groupement (par exemple, la phosphoglycérate-mutase transforme le 2phosphoglycérate en 3phosphoglycérate). Le dernier groupe, le groupe 6, est celui des ligases, ou synthétases, qui lient entre elles deux molécules en se servant de l'énergie libérée par l'hydrolyse des liaisons riches en énergie que porte la molécule d'ATP (adénosine triphosphate).