chaque biologiste connaît le profil de la vitesse d’une réaction enzymatique par rapport à la température, tel qu’illustré sur la figure. Nous savons que les enzymes d’E. coli ou d’animaux à sang chaud ont tendance à avoir un optimum autour de 37°C, tandis que celles des bactéries de ventilation thermique ont des températures optimales beaucoup plus élevées. Étonnamment, je trouve que de nombreux biologistes ne comprennent pas pourquoi les enzymes ont ces profils de température. En fait, il est rassurant simple.,
les chimistes ont une règle empirique selon laquelle une augmentation de 10°C de la température donne un doublement de la vitesse de réaction. Cette règle est vaguement dérivée de l’équation D’Arrhenius. Au fond, tant que la température augmente, l’énergie cinétique des réactifs. Cette énergie cinétique accrue signifie que les réactifs sont plus susceptibles d’entrer en collision avec suffisamment d’énergie pour permettre à la réaction de se produire, de sorte que plus la température est élevée, plus la vitesse de réaction est élevée.,
la première partie du profil de vitesse de réaction (en vert), où la vitesse augmente avec la température, suit l’équation D’Arrhenius. Si l’enzyme était complètement stable même à des températures élevées, la vitesse de réaction continuerait d’augmenter avec la température jusqu’à ce que quelque chose d’autre se produise, comme l’un des réactifs s’évapore, par exemple.
la vitesse de réaction commence à plateau puis à tomber dans la section en surbrillance jaune du graphique., Cela est dû à la température approchant le point auquel l’enzyme commence à se dénaturer (et donc à perdre son activité). À des températures encore plus élevées (la section jaune plus foncée), l’enzyme est complètement dénaturée et aucune activité ne reste.
La température de dénaturation se produit dépend de la structure de l’enzyme, qui à son tour est liée à son origine évolutive. Ainsi, E., les enzymes coli ont évolué pour faire face à des températures d’environ 37°C, tandis que les enzymes des bactéries de ventilation thermique ont été forcées d’évoluer de telle manière qu’elles peuvent rester stables à des températures beaucoup plus élevées (yay pour PCR!).
La température optimale d’une enzyme est donc un compromis entre la dépendance de type Arrhenius à la température (plus la réaction est chaude, plus la vitesse est rapide) et l’instabilité de l’enzyme à l’approche, puis à l’atteinte de sa température de dénaturation.
Initialement publié le 11 octobre 2007. Révisé et mis à jour le 20 mai 2016.,
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