Le métabolisme fait référence à tout processus chimique se produisant à l'intérieur ou entre les cellules. Il existe deux types de métabolisme: l'anabolisme, où des molécules plus petites sont synthétisées pour en faire de plus grosses; et le catabolisme, où les plus grosses molécules sont décomposées en plus petites. La plupart des réactions chimiques au sein des cellules nécessitent un catalyseur pour démarrer. Les enzymes, qui sont de grosses molécules de protéines présentes dans le corps, constituent le catalyseur parfait car elles peuvent modifier les produits chimiques dans les cellules sans se changer elles-mêmes.
Le métabolisme expliqué
Le métabolisme est un terme générique désignant tout processus cellulaire impliquant une réaction chimique. La glycolyse est un exemple de processus cellulaire catabolique; dans ce processus, le glucose est décomposé en pyruvate. Lorsque l'oxygène et l'hydrogène se combinent pour former de l'eau à la fin de la chaîne de transport d'électrons, c'est un exemple de processus anabolique, où des molécules plus petites se combinent pour former une molécule plus grosse.
Enzymes comme catalyseurs
La plupart des réactions chimiques au sein des cellules ne se produisent pas spontanément. Au lieu de cela, ils ont besoin d'un catalyseur pour les faire démarrer. Dans de nombreux cas, la chaleur peut être un catalyseur, mais cela est inefficace car la chaleur ne peut pas être appliquée aux molécules de manière contrôlée. Ainsi, la plupart des réactions chimiques nécessitent une interaction avec une enzyme. Les enzymes se lient à des réactifs particuliers jusqu'à ce que la réaction chimique se produise, puis se libèrent. Les enzymes elles-mêmes ne sont pas modifiées par la réaction chimique.
Modèle de serrure et clé
Les enzymes ne se lient pas indistinctement aux molécules; au lieu de cela, chaque enzyme est conçue pour se lier uniquement à une molécule particulière, connue sous le nom de substrat. Sur le substrat, il y a un groupe replié de chaînes polypeptidiques, qui forment un sillon. L'enzyme correcte aura un groupe similaire de chaînes polypeptidiques, lui permettant de se lier au substrat. D'autres enzymes contiendront des chaînes polypeptidiques qui ne correspondent pas.
En 1894, le scientifique Emil Fischer a appelé ce modèle le modèle de serrure et de clé parce que l'enzyme et le substrat s'emboîtent comme une clé dans une serrure. Selon un passage sur le métabolisme publié par Titan Education, ce n'est pas tout à fait exact car certaines enzymes se décomposent de manière inégale à la fin du processus catalytique.
Exemple
Un exemple d'une enzyme adaptée au modèle de serrure et de clé est la sucrase. La saccharase contient des chaînes polypeptidiques lui permettant de se lier au saccharose. Une fois que le saccharose et le saccharose se lient, ils réagissent avec l'eau et le saccharose se décompose en glucose et en fructose. L'enzyme est alors libérée et peut être réutilisée pour décomposer une autre molécule de saccharose.
Rupture inégale
La lipase pancréatique agit comme un catalyseur pour décomposer les triglycérides. Contrairement au saccharose, les triglycérides ne se décomposent pas uniformément en deux molécules de substances différentes. Au lieu de cela, les triglycérides se décomposent en deux monoglycérides et un acide gras.