Quelles sont les deux manières d'inhiber l'activité enzymatique ?

Les enzymes sont des protéines qui ne remplissent leurs fonctions que lorsque leurs formes tridimensionnelles sont intactes. Par conséquent, la compréhension de la structure des enzymes aidera à clarifier les façons dont l'activité enzymatique peut être inhibée. Des changements de température drastiques, tels que la fonte ou la congélation, peuvent modifier la forme et l'activité des enzymes. Les modifications du pH, ou du niveau d'acidité, de l'environnement de l'enzyme peuvent également modifier l'activité de l'enzyme.

Les enzymes sont des protéines, ce qui signifie qu'elles ont une structure tridimensionnelle spécifique qui définit leur activité catalytique. La structure principale d'une protéine est sa séquence d'acides aminés. La structure secondaire des protéines est la liaison hydrogène qui se produit le long du squelette de la séquence d'acides aminés. La structure tertiaire d'une protéine, d'où provient l'activité d'une enzyme, est maintenue en place par les interactions intramoléculaires (au sein d'une molécule) des chaînes latérales d'acides aminés. Les interactions qui maintiennent la structure tertiaire d'une enzyme sont affectées par la température et le pH.

Les enzymes sont constituées de chaînes d'acides aminés, qui sont constituées d'atomes. Les atomes et les molécules vibrent naturellement, mais trop de vibrations provoquent le déploiement d'enzymes. Un type de changement de température qui inhibe l'activité enzymatique est le chauffage. L'augmentation de la température fait vibrer les molécules plus rapidement. Mais lorsque la température augmente trop, l'enzyme se déploie. Ce déroulement, appelé dénaturation, fait perdre à l'enzyme sa forme tridimensionnelle et donc son activité. La plupart des enzymes animales ne sont pas fonctionnelles au-dessus de 40 degrés Celsius.

Le deuxième type de changement de température qui affecte l'activité enzymatique est le refroidissement ou la congélation. Tout comme l'augmentation de la température fait vibrer les molécules plus rapidement, l'abaissement de la température ralentit les vibrations. Lorsque les atomes des enzymes ralentissent trop ou s'ils gèlent, l'enzyme ne peut pas remplir sa fonction. Les enzymes ne sont pas des machines rigides, même si elles ont une structure physique. Les atomes des enzymes, comme les autres protéines, vibrent normalement. Ils ont besoin de cette flexibilité pour remplir leur fonction, et le gel les empêche de bouger du tout.

Mis à part les changements de température, une altération de l'acidité, ou pH, de l'environnement de l'enzyme inhibera l'activité enzymatique. L'un des types d'interactions qui maintiennent la structure tertiaire d'une enzyme ensemble est l'interaction ionique entre les chaînes latérales d'acides aminés. Un groupe amine chargé positivement est neutralisé lorsqu'il interagit avec un groupe acide chargé négativement. Un changement de pH, qui est un changement dans la quantité de protons, peut modifier les charges de ces deux groupes, les rendant non attirés l'un par l'autre. Il convient de noter que chaque enzyme fonctionne dans une plage de pH spécifique, certaines préférant les environnements très acides, d'autres très alcalins, voire basiques.