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Le complexe enzyme-substrat dans le site actif

Considérons une enzyme E et son substrat S. La découverte de Michaelis et Menten a consisté en la démonstration que la condition du pouvoir catalytique d'une enzyme est la formation, entre celle-ci et son substrat, d'un complexe, appelé ES, dans lequel le substrat est fixé de manière spécifique et réversible au sein d'un creux de l'enzyme, le site actif, appelé encore site catalytique. Ce complexe enzyme-substrat est nommé ES. La première preuve de l'existence de sites actifs est venue de l'étude de l'évolution de la vitesse d'action de l'enzyme (mesurée par accumulation du produit ou par disparition du substrat) lorsque l'on augmente la concentration en substrat, et ce pour une concentration fixe en enzyme. La courbe obtenue tend vers une vitesse maximale, interprétée comme due à la saturation des sites actifs par le substrat.

Complexe de l’enzyme lysozyme avec son substrat

Complexe de l’enzyme lysozyme avec son substrat

Photographie

Le repliement de la chaîne peptidique du lysozyme, dominée par des structures en hélice, crée une sorte d'invagination dans laquelle se loge le substrat de l'enzyme, représenté ici par le squelette de cette petite molécule. La relation étroite entre l'enzyme et son substrat abaisse... 

Crédits : RCSB PDB (rcsb.org) of 3GXR (Helland et al. 2009 Cell.Mol.Life Sci. 66: 2585-2598)

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La preuve directe de la formation de complexes ES a été apportée bien plus tard par des techniques physico-chimiques, soit de manière indirecte en examinant la variation d'un paramètre – par exemple spectroscopique de l'enzyme en fonction du substrat (changement de longueur d'onde d'absorption d'un acide aminé de l'enzyme par exemple) – soit directement, et c'est désormais la méthode générale, en examinant l'interaction de l'enzyme et du substrat sur des modèles tridimensionnels obtenus par diffraction des rayons X de cocristaux enzymes-substrat, par RMN, etc.


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Complexe de l’enzyme lysozyme avec son substrat

Complexe de l’enzyme lysozyme avec son substrat
Crédits : RCSB PDB (rcsb.org) of 3GXR (Helland et al. 2009 Cell.Mol.Life Sci. 66: 2585-2598)

photographie

Cinétiques michaéliennes

Cinétiques michaéliennes
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Effets d'un inhibiteur compétitif sur une action enzymatique

Effets d'un inhibiteur compétitif sur une action enzymatique
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Interactions protéines-ADN

Interactions protéines-ADN
Crédits : Laguna Design/ Science Photo Library

photographie





Écrit par :

  • : chercheur en histoire des sciences, université Paris-VII-Denis-Diderot, ancien chef de service à l'Institut Pasteur

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Pour citer l’article

Gabriel GACHELIN, « ENZYMES - Site actif », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 13 août 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/enzymes-site-actif/