Les enzymes à l'épreuve
Les enzymes sont des protéines qui ont la capacité inhérente de catalyser des réactions chimiques particulières. Via une partie spécialisée de leur structure tridimensionnelle, appelée site actif, ils interagissent avec des substrats spécifiques qui les transforment en produits. Pour mettre en lumière la relation entre structure et fonction des enzymes, il est nécessaire de mener des études au niveau de la molécule simple. Les chercheurs du projet SMS ENZYME financé par l'UE ont proposé de répondre à ce besoin à l'aide de spectroscopie optique et de spectroscopie de force. Leur approche impliquait l'association d'une teinture à l'enzyme pour la localisation et pour s'assurer que le produit de la réaction enzymatique est fluorescent afin d'étudier la répartition des états enzymatiques actifs. Contrairement aux attentes selon lesquelles une enzyme serait caractérisée par un taux de catalyse bien défini, la plupart des études font état d'une fonction exponentielle étendue. Pour élucider les fluctuations conformationelles des enzymes, le consortium a exploité le phénomène de transfert d'énergie de fluorescence par résonance. Par ailleurs, l'équipe a appliqué des tensions mécaniques pour évaluer la répartition des sites actifs d'enzymes et étudier la conformation et la fonction des enzymes. En pratique, les chercheurs ont mis en œuvre cette approche pour des réactions à base d'ADN en utilisant l'ADN comme enzyme. Ils ont observé que lorsque le modèle d'ADN n'était pas structuré, il se comportait comme une enzyme idéale selon le modèle de Michaelis-Menten. Par contre, lorsque le modèle d'ADN était structuré, l'enzyme présentait un comportement non-exponentiel qui ressemble davantage aux réactions enzymatiques réelles. Ces résultats montraient que le passage entre différentes conformations entraînait l'adoption par l'ADN d'un comportement d'enzyme non classique. Prises dans leur ensemble, ces études fournissent des informations très utiles sur la relation entre les modifications structurelles d'une enzyme et son activité catalytique mesurée. Ces informations ont des conséquences importantes pour la compréhension de processus biologiques essentiels, mais pourraient également être extrapolées pour l'utilisation biotechnologique des enzymes.
Mots‑clés
Enzymes, métabolique, protéine, réaction, substrat, spectroscopie, conformation, ADN
