chapitre 1: role des enzymes dans l`apport du glucose sanguin

CHAPITRE 1: ROLE DES ENZYMES DANS
L'APPORT DU GLUCOSE SANGUIN
Les enzymes sont une catégorie particulière de protéines qui interviennent dans la
plupart des réaction chimique qui se déroulent à l'intérieur de l'organisme.
Problème: en quoi les enzymes sont elles indispensables à l'approvisionnement
du sang en glucose?
I) Relation entre la digestion des glucides alimentaires et la glycémie.
Au cours de la digestion, l'amidon est hydrolysé en glucose, nutriment soluble
qui traverse facilement la muqueuse intestinale. Au cours de la digestion,
l'hydrolyse des macromolécules alimentaires nécessite l'intervention d'enzymes
produites par différentes cellules intestinales.
- En effet Les glucides complexes contenus dans les aliments (riz, pain,
pâtes, pommes de terre...) sont très importants pour le métabolisme
humain. L'amidon présent dans de nombreux aliments est une
macromolécule, c'est-à-dire une molécule de grande dimension formée par
l'enchaînement de glucides simples : des molécules de glucose. L'amidon
est une molécule trop grosse pour pouvoir être absorbée, c'est-à-dire
traverser les cellules de la paroi intestinale pour atteindre le sang.
Il faut des éléments capables de transformer ces macromolécules en des
molécules simples assimilables par l'organisme (nutriments) appelés
enzymes.
A- Les enzymes : des catalyseurs biologiques.
L’hydrolyse chimique, sans l’intervention d’enzymes , de l’amidon et d’autres
glucides ne peut se produire assez rapidement à la température du corps humain
(37°C) pour être compatible avec les contraintes de la vie. En effet, une digestion
rapide des aliments est nécessaire pour produire de petites molécules capables de
passer dans le sang, en traversant la paroi intestinale, afin d’approvisionner les
cellules en molécules nécessaires à leur métabolisme : glucose...
L’intervention des enzymes digestives (ou d’autres enzymes) catalyse (accélère)
la digestion des glucides alimentaires ce qui permet de satisfaire les apports en
glucose des cellules de l’organisme.
Les enzymes agissent dans des conditions qui leur sont particulières, par exemple
l'amylase réagit à 37 °C et en milieu neutre (PH=7) alors que la pepsine, réagit en
milieu acide (PH=2) et 37°C.
Les enzymes possèdent un optimum de fonctionnement : leur vitesse d'action est
maximum à des conditions de pH et de température spécifiques à chacune.
B- Notion de double spécificité des enzymes
.1- Spécificité
de substrat
Les enzymes sont les protéines qui réalisent les réactions du vivant. Elles
réalisent les réactions selon :
Une spécificité de substrat : elles n'agissent que sur un seul substrat, reconnu
grâce au site de reconnaissance de l'enzyme. Par exemple, dans l'hydrolyse du
saccharose, seul le saccharase peut intervenir et seul le maltase est capable d'agir
sur le maltose. Les enzymes ont donc une spécificité de substrat.

2- Spécificité d'action
Une spécificité d'action : elles réalisent toujours la même action sur le substrat
dont elles sont spécifiques, au niveau de leur site catalytique. L'enzyme ne
catalyse qu'une seule réaction, c'est la spécificité d'action.
par exemple la phosphoglucoisomérase agit sur le glucose−6-phosphatase et le
transforme en fructose-6phosphate alors que la transformation de ce même
substrat
en glucose-6-phosphate
phosphoglucomutase.
nécessite
une
autre
enzyme:
la
Même si deux enzymes sont capables d'agir sur le même substrat, la nature de
leur
action est différente. Plusieurs enzymes peuvent agir sur le même substrat avec
des actions différentes.
Chaque enzyme possède un site de reconnaissance et un site catalytique qui
forment le site d'action qui leur confèrent leurs spécificités. Ce site est défini par
la configuration spatiale de l'enzyme.
L'enzyme catalyse la réaction sans être dégradée, elle peut être réutilisée jusqu'à
ce qu'elle soit recyclée.
C) Le devenir des nutriments glucidiques et la glycémie.
Les produits d’hydrolyse des glucides alimentaires (principalement du glucose)
sont absorbes au niveau intestinal : ils pénètrent dans la circulation sanguine.
La concentration de glucose dans le plasma de la circulation générale est appelée
glycémie. Sa valeur moyenne est de 1,0 g.L-1. La glycémie fluctue légèrement
dans une fourchette étroite de valeurs au cours de la journée; entre 0,8 et 1,2 g.L1. Elle augmente pendant 1 à 2 heures après chaque repas et baisse légèrement
pendant l’activité physique. La période de repos et de jeune nocturne ne l’affecte
pratiquement pas. Cela suggère l’existence d’une régulation de la glycémie par le
stockage de glucose au moment des repas et sa libération dans la circulation en
réponse aux besoins des cellules.
La glycémie à jeun est considérée comme normale se situe entre 0,7 et 1,1g.L-1.
Tout écart chronique ou répète par rapport à cet intervalle de valeurs entraine
des effets néfastes pour la sante.
II) Conditions d’action et caractéristiques du complexe enzyme substrat.
A) Structure spatiale des enzymes et activité catalytique.
La catalyse enzymatique suppose la formation d'un complexe enzymesubstrat : le substrat a une forme complémentaire à celle d'une sorte de
cavité de l'enzyme : le site actif. Le substrat se place dans le site actif pour
y être transformé en produit(s). La structure spatiale du site actif découle
du repliement de la protéine dans l'espace. Ce repliement dépend
notamment des conditions du milieu (pH, température, etc.) et de
l’enchainement des acides aminés.
o Les enzymes ne peuvent jouer leur rôle de catalyseurs biologiques
que dans certaines conditions physico-chimiques. Ainsi, la
saccharase humaine est fonctionnelle autour d’une température de
37°C et d'un pH de 7. Lorsque la température et/ou le pH
s'éloignent des conditions optimales, la saccharase devient moins
active, voire totalement inactive.
o On constate que certaines maladies sont dues à une ou des enzyme(s)
qui diffère(ent) de la forme normale par un ou plusieurs acides
aminés, suite à une mutation d’un ou plusieurs gène(s) qui codent
cette (ces) enzyme(s). Il existe donc une relation étroite entre la
séquence d'acides aminés d'une enzyme et sa spécificité de substrat.
(Ceci est généralisable à toutes les autres enzymes qui participent au
métabolisme).
B) Structure du site actif et spécificité de substrat.
 La forme du site actif présente une complémentarité spatiale avec celle du
substrat ce qui explique la spécificité de substrat des enzymes. Une
modification des conditions optimales du milieu ou de l’enchainement des
acides aminés de l’enzyme peut affecter la structure spatiale (ou 3D) du
site actif donc l’activité de l’enzyme et par conséquent la vitesse de la
réaction chimique catalysée par l’enzyme. 
Enzyme
Substrat
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