Enzymologie
Définition
L'enzymologie traite de la science qui étudie la structure, le mode d'action et le rôle des enzymes. Elle est une discipline biochimique axée sur l'étude et la caractérisation des enzymes, qui sont des protéines ou des biomolécules ribonucléiques qui catalysent les réactions chimiques dans les systèmes biologiques.
L'enzymologie complète son étude par l'implication des enzymes dans le métabolisme; sa structure; sa cinétique; son application possible en biotechnologie; sa variabilité dans la phylogénie; les adjuvants enzymatiques, tels que les cofacteurs et les coenzymes; etc.
Principes de l'enzymologie :
Les simulations et la modélisation moléculaires changent la science de l'enzymologie.
Explications
Les enzymes sont les catalyseurs de toutes les réactions biochimiques et ont des applications dans la pharmacie, la médecine et les industries sont fermentatives (vinification, cuisson, etc.) ou ne le sont pas.
Elle est donc une branche de la biochimie qui traite des processus de fermentation, c'est-à-dire des changements chimiques qui créent des bactéries, des enzymes et des levures par le biais de processus métaboliques fermentaires dans les composés organiques. L'enzymologie implique l'étude d'enzymes, des catalyseurs biologiques constitués de protéines, c'est-à-dire d'acides aminés. Elle est également une branche importante de l'industrie chimique. Elle comprend la production d'alcool amylique, d'éthanol et de vitamines par les levures ainsi que de butanol et de propanol par les bactéries. Il est également important pour l'industrie du pain et de la brasserie ainsi que pour la cave.
On peut distinguer dans cette section l'enzymologie comparative qui traite de la détermination des similitudes et des différences entre enzymes d'espèces chimiques différentes.
Diverses substances peuvent influencer le fonctionnement des enzymes, généralement d'une manière ou d'une autre, l'efficacité, soit la vitesse diminue, soit les affinités diminuent ou disparaissent. Certaines substances chimiques sont des inhibiteurs mais il y a aussi des activateurs.
Le développement de cette science a véritablement commencé au 19ème siècle à partir de l'étude de l'activité catalytique des matériaux biologiques. Lavoiser (1743–1784) fut le premier à étudier sur des bases quantitatives le processus de la fermentation alcoolique en observant la relation entre la quantité de sucre présente et les produits formés au cours du processus, pensant que la fermentation était une réaction chimique comme les autres. Plus tard, Pasteur a démontré que la fermentation et la pourriture étaient causées par la présence de bactéries et de levures.
Buchner, à la fin du 19ème siècle, travaillant avec des masses cellulaires de levure Saccharomyces cerevisiae a montré qu'une substance pouvait être extraite de la levure pour réguler un processus chimique spécifique. Cela a obligé à repenser les idées valides au moment où la digestion était un broyage jusqu'à obtenir des particules si fines qui pouvaient déjà être assimilées.
Richard Kuhne (1 900–1967) était celui qui a donné des noms aux enzymes d'un mot grec qui signifie littéralement "dans la levure".
Enzymologie théorique (computationnelle)
Les calculs peuvent fournir des informations détaillées au niveau atomique sur les mécanismes fondamentaux des catalyseurs biologiques. L'enzymologie théorique (computationnelle) est un domaine en développement rapide et teste les théories de la catalyse, remet en question les mécanismes "de manuel" et identifie de nouveaux mécanismes catalytiques. De plus en plus, la modélisation contribue directement aux études expérimentales des réactions catalysées par des enzymes. Les applications pratiques potentielles comprennent l'interprétation des données expérimentales, la conception de catalyseurs et le développement de médicaments.
En enzymologie computationnelle, la compréhension d'un mécanisme de réaction enzymatique et l'évaluation des barrières d'énergie libre de réaction et d'activation correspondantes (et des taux de réaction par TST) nécessitent une caractérisation approfondie du paysage de l'énergie libre, des bassins stables et des chemins de réaction concomitants.
L'enzymologie approche d'une ère où de nombreux problèmes peuvent bénéficier d'études informatiques. Bien que de nombreux défis subsistent dans la prédiction quantitative du comportement de nombreux systèmes enzymatiques, les informations qui proviennent souvent des calculs sont un atout important pour la communauté enzymologique. Nous fournissons ici une introduction aux enzymologues sur les types de calculs les plus utiles pour les problèmes mécanistes en enzymologie.
En particulier, il y a intégration de modèles allant de petits motifs de sites actifs à des systèmes enzymatiques entièrement solvatés pour la validation croisée et la dissection de contributions spécifiques de l'environnement enzymatique. Nous utilisons ensuite une étude de cas de l'enzyme phosphatase alcaline pour illustrer l'application spécifique des méthodes. L'étude de cas implique l'examen des modes de liaison d'analogues d'état de transition putatifs (tungstate et vanadate) à l'enzyme. Les calculs prédisent la liaison covalente de ces ions au nucléophile enzymatique et qu'ils adoptent la géométrie bipyramidale trigonale de l'état de transition attendu. En comparant ces structures avec des états de transition trouvés grâce à des simulations d'énergie libre, la mesure dans laquelle les analogues d'états de transition imitent les vrais états de transition sont étudiés. Les problèmes techniques qui méritent d'être traités avec soin et plusieurs défis restent avec l'analyse quantitative des métalloenzymes.
Synonymes, antonymes
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Mots en E à proximité
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En rapport avec "enzymologie"
Une apoenzyme est une partie protéique d'une enzyme, qui doit être activée par une coenzyme ou un cofacteur.
Une coenzyme est une petite molécule organique nécessaire pour qu'une enzyme remplisse sa fonction.
Une endoenzyme est une enzyme produite à l'intérieur de la cellule et qui est active dans son milieu intracellulaire.
Une enzyme est un catalyseur biologique, presque toujours une protéine. Elle accélère le déroulement d'une réaction chimique spécifique dans la cellule.