ENZYMESHistoire de la notion

À quelques exceptions près, cependant, les scientifiques admettent au début du xx^e siècle que les enzymes sont nombreuses, différentes et spécifiques d'actions précises sur des substances chimiquement bien définies, appelées « substrats », qu’elles vont transformer en d’autres substances appelées « produits ». Emil Fischer (1852-1919), vers 1905, propose une représentation de cette spécificité, selon le type clé-serrure, sur le modèle utilisé par Paul Ehrlich (1854-1915) vers 1890 pour décrire la spécificité de reconnaissance des anticorps vis-à-vis des antigènes. Les anticorps assurent la défense de l’organisme ; les enzymes assurent le métabolisme cellulaire ; il s’agit dans les deux cas de colloïdes. La notion de reconnaissance stéréospécifique entre molécules organiques, au cœur du fonctionnement des organismes vivants, est établie à ce moment.

Le modèle clé-serrure

Photographie

Paul Ehrlich invente en 1896 l'image de l'adaptation d'une clé à une serrure pour expliquer la spécificité de reconnaissance d'une classe de protéines, les anticorps. Quelques années plus tard, Emil Fischer, chimiste, utilise la même image pour décrire les bases de la spécificité de... 

Crédits : Wellcome Collection ; CC BY

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Les travaux d’Emil Fischer, dans les années 1900, montrent que les enzymes sont composées d’un enchaînement d’acides aminés ; elles sont donc des protéines. On a rapidement perçu qu'il s'agissait de molécules de grande taille et que cet enchaînement comportait parfois plusieurs centaines d'acides aminés. Mais y a-t-il autant de protéines différentes qu’il y a d’activités enzymatiques différentes, ou s’agit-il de formes différentes adoptées par un même colloïde géant ? La question restait ouverte.

L'idée que les différentes actions enzymatiques sont dues à des formes ou des états vibratoires particuliers d’un unique colloïde a persisté chez certains auteurs jusque vers 1920. Le coup de grâce à cette théorie est porté par la purification d'enzymes, entreprise grâce aux progrès accomplis par l'introduction de certaines techniques physiques et chimiques en biochimie. On peut dès lors séparer les enzymes les unes des autres, les purifier et les cristalliser, comme James Sumner (1887-1955) le fait pour la première fois en 1926 pour l'uréase (qui transforme l’urée en ammon [...]