Quel rôle jouent les vitamines dans l'activité enzymatique ?

Les chercheurs cherchent toujours à comprendre pleinement les détails structurels et fonctionnels des enzymes, mais ces molécules organiques complexes sont essentielles à la plupart des réactions biologiques. Les enzymes catalysent ou accélèrent les réactions chimiques. Les processus biologiques qui soutiennent un organisme dépendent de nombreuses réactions chimiques, et les enzymes veillent à ce que ces réactions se produisent assez rapidement pour maintenir la vie. De nombreuses enzymes, à leur tour, dépendent de substances dérivées de vitamines appelées coenzymes.

Une certaine quantité d'énergie, appelée énergie d'activation, est nécessaire pour initier toute réaction chimique. Le but fondamental des enzymes est de faciliter les réactions en abaissant cette énergie d'activation. Les enzymes accomplissent cela en se liant aux molécules réactives et en leur permettant d'interagir d'une manière plus économe en énergie. Les molécules réactives se lient aux enzymes à un endroit à la structure complexe connu sous le nom de site actif, et la molécule impliquée dans ce processus de liaison s'appelle le substrat. Les coenzymes, dont certaines sont des vitamines et d'autres sont synthétisées directement à partir de vitamines, activent les enzymes en aidant l'enzyme à se lier à son substrat.

Les coenzymes activent les enzymes principalement en aidant au transfert de particules ou de composés spécifiques impliqués dans la réaction chimique. Par exemple, certaines coenzymes facilitent les réactions enzymatiques en transportant des électrons et des ions hydrogène d'un atome à un autre, tandis que d'autres sont impliquées dans le transport d'atomes entiers ou de molécules plus grosses. Expliqué d'une autre manière, une enzyme peut ne pas être parfaitement adaptée au substrat prévu à moins que le site actif ne soit modifié par l'ajout d'une coenzyme.

Le terme « vitamine » désigne 13 composés organiques essentiels à la santé humaine. Dans la plupart des cas, les vitamines doivent être fournies par l'alimentation car le corps ne peut pas les synthétiser. Les vitamines se répartissent en deux catégories générales: hydrosolubles et liposolubles. Les vitamines hydrosolubles se trouvent principalement dans les aliments aqueux ou féculents tels que les céréales et les légumes, tandis que les vitamines liposolubles se trouvent principalement dans les aliments gras tels que le beurre, les fruits de mer et les abats. Seules les vitamines hydrosolubles fonctionnent comme des coenzymes.

Les carences en vitamines peuvent entraîner de graves troubles de santé, car d'importants processus biologiques se décomposent lorsqu'un manque de coenzymes empêche les enzymes de catalyser des réactions chimiques essentielles. Deux vitamines coenzymes bien connues sont la thiamine et la niacine. Les composés de thiamine servent de coenzymes pour une variété de réactions impliquant la production d'énergie cellulaire, la synthèse des protéines et la fonction cérébrale. Une carence en thiamine provoque un trouble connu sous le nom de béribéri, avec des symptômes tels que l'irritabilité, la faiblesse et même l'insuffisance cardiaque. La niacine est nécessaire à de nombreuses réactions liées à la production d'énergie et à la synthèse des acides gras. La carence provoque la pellagre, qui conduit à la démence, aux problèmes de peau, à la perte de poids et éventuellement à la mort.