Définition de l'amylase
Tout d'abord, qu'est-ce que l'amylase? C'estune protéine fabriquée par les glandes salivaires dans et autour de la bouche des humains, où elle déclenche le processus de digestion. L'amylase est classée parmi les enzymes car elle aide l'organisme à catalyser l'hydrolyse des hydrates de carbone en sucres.
Apprends-en plus sur les enzymes digestives et la digestion en consultant nos articles !
L'amylase est une enzyme digestive qui accélère la décomposition de l'amidon en maltose.
L'hydrolyse est le processus de division d'un composé à l'aide d'eau.
L'amylase est également produite dans le pancréas, où l'amidon alimentaire est encore décomposé en sucres simples. Ces sucres sont ensuite transformés par l'organisme (par d'autres enzymes) en énergie sous forme de glucose.
Les plantes, ainsi que certains types de bactéries, produisent également de l'amylase.
L'amylase est une enzyme
L'amylase est une enzyme. Les enzymes sont des protéines spécialisées qui accélèrent les réactions chimiques (dans ce cas, la digestion) en agissant comme des catalyseurs biologiques.
Pour en savoir plus sur les enzymes, consulte notre article !
L'amylase décompose l'amidon (un saccharide à longue chaîne) en sucres plus petits tels que le maltose. Pour ce faire, elle utilise une molécule d'eau pour rompre les liaisons glycosidiques du composé d'amidon.
Un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction sans être utilisée.
Une liaison glycosidique est un type de liaison covalente qui relie les sucres entre eux.
Les enzymes contribuent à augmenter la vitesse de réaction en abaissant l'énergie d'activation d'une réaction.
L'énergie d'activation est l'énergie minimale requise pour une réaction chimique.
La faisabilité d'une réaction repose généralement sur une température élevée. Pour que lesréactions puissent avoir lieu à des températures plus basses, les enzymes réduisent la quantité d'énergie d'activation nécessaire - ce qui augmente le taux de réaction.
Les enzymes sont des protéines globulaires tridimensionnelles. Chaque enzyme possède un site actif spécifique. C'est là qu'un substrat spécifique (la substance qui interagit) se lie à l'enzyme.
Considère l'enzyme comme une serrure et le substrat comme une clé. Seule une "clé" spécifique (le substrat) peut "ouvrir" (interagir avec) l'enzyme.
Chaque enzyme a une température et un pH optimaux pour fonctionner au mieux.
L'amylase fonctionne mieux à 37 °C et à un pH de 7.
En dehors de ces conditions, les enzymes peuvent se dénaturer. Les liaisons qui maintiennent la forme de la protéine se brisent, et l'enzyme ne fonctionnera plus correctement. Mais une enzyme dénaturée n'est pas un problème pour l'organisme. Si une enzyme est dénaturée, le corps en synthétisera d'autres.
Structure de l'amylase
L'amylase est une protéine globulaire. Tout d'abord, récapitulons les quatre catégories de structure des protéines :
- Lesprotéines primaires - la séquence des acides aminés dans une chaîne polypeptidique détermine la structure primaire d'une protéine.
Lesacides aminés sont des acides organiques qui contiennent :
- un groupe fonctionnel carboxyle (-COOH)
- un groupe fonctionnel amine (-NH2)
- une chaîne latérale spécifique à l'acide aminé (-R).
Les acides aminés agissent généralement comme des monomères, de petites unités de molécules plus grandes. La liaison de quelques acides aminés entre eux crée un peptide. Une grande chaîne contenant de nombreux acides aminés est un polypeptide.
- Protéines secondaires - desliaisons hydrogène se forment entre les acides aminés des chaînes, ce qui modifie leur forme.
- Il existe deux types de protéines secondaires : les hélices alpha en spirale et les feuilles bêta repliées.
- Protéines tertiaires - la protéine se plie et se replie à partir d'une protéine secondaire pour prendre une forme complexe et tridimensionnelle .
- Protéinesquaternaires - ces protéines sont constituées de différentes chaînes polypeptidiques.
L'amylase, comme toutes les enzymes humaines, est une protéine tertiaire. Elle possède quelques caractéristiques structurelles particulières qui l'aident à remplir son rôle efficacement.
Elle a une forme globulaire (à peu près sphérique). Les chaînes polypeptidiques étroitement repliées sont à l'origine de ces formes globulaires. Cette forme permet à l'amylase de former un site actif où la molécule de substrat peut se lier.
L'extérieur de l'enzyme amylase contient des groupes hydrophiles (qui aiment l'eau) qui la rendent soluble. Cela permet à l'amylase d'être facilement transportée dans le corps.
La fonction de l'amylase
L'amylase catalyse la décomposition des molécules d'amidon (polysaccharides) en molécules de maltose (disaccharides) - mais comment y parvient-elle ?
L'enzyme amylase entre en collision avec les molécules d'amidon et forme un complexe enzyme-substrat. L'amylase permet à la molécule d'amidon de se décomposer en de nombreuses molécules de maltose plus petites. Les molécules de maltose sont libérées et l'enzyme est libre d'agir à nouveau.
Un polysaccharide est une grosse molécule d'hydrate de carbone, composée de nombreuses molécules de sucre.
Un disaccharide est une molécule de sucre composée de deux unités de glucose.
L'amylase favorise la digestion dans la bouche et le pancréas. En décomposant les glucides complexes de grande taille en sucres plus petits, il est plus facile pour le corps de les digérer et d'obtenir l'énergie qu'ils fournissent.
Les sources de glucides complexes comprennent le pain, les pâtes, les pommes de terre et le riz.
Fig. 1 - Les glucides complexes sont un élément essentiel de notre alimentation. Ils fournissent de l'énergie à notre corps et à notre cerveau, facilitent la digestion et peuvent réduire le risque de maladies cardiaques, unsplash.com
Lesmolécules de maltose sont composées de seulement deux unités de glucose ; le corps peut les décomposer rapidement pour former des molécules de glucose simples . Les molécules deglucose sont la principale source d'énergie de l'organisme à partir des aliments.
L'amylase est le principal composant de la salive. Mais la salive ne nous aide pas seulement à digérer nos aliments - elle joue également un rôle essentiel dans l'entretien de nos dents. La salive neutralise les acides, empêche la formation de la plaque dentaire et tue les bactéries.
Exemple de test de l'amylase
Il estnormal d'avoir unepetite quantité d'amylase dans le sang et l'urine.
Le taux sain d'amylase dans le sang se situe entre 30 et 110 unités par litre.
Dans l'urine, il s'agit de 2,6 à 21,2 unités internationales par heure.
Si ton taux d'amylase se situe en dehors de la fourchette habituelle, il se peut que tu aies un problème de santé. Un taux d'amylaseélevé indique généralement un problème au niveau du pancréas. Un faible taux d'amylase suggère des problèmes au niveau du pancréas, du foie ou des reins. Un faible taux peut également indiquer une mucoviscidose.
La mucoviscidose est une maladie génétique qui touche 0,04 % de la population (soit 1 personne sur 2500). Il s'agit d'une maladie multisystémique qui affecte le pancréas, les intestins, l'appareil reproducteur et les poumons. Les malades ont du mal à absorber les nutriments adéquats, ce qui entraîne des problèmes liés à la fatigue.
Les tests d'amylase peuvent être utilisés pour diagnostiquer ou surveiller plusieurs maladies, telles que :
La mucoviscidose
l'infection
Problèmes de pancréas (par exemple, pancréatite, calculs biliaires, cancer)
Troubles de l'alimentation
l'alcoolisme
Comment se déroule un test d'amylase ?
L'amylase est une enzyme qui augmente la vitesse de digestion de l'amidon. Comme toutes les enzymes, l'amylase fonctionne mieux à une température et à un pH spécifiques.
Au cours de tes GCSE, tu réaliseras une expérience pour voir comment le pH affecte la vitesse de réaction de l'amylase.
Méthode :
Prépare des tubes à essai à différents pH en utilisant une solution tampon.
Ajoute de l'amylase et de l'amidon dans chaque tube à essai, puis ajoute une goutte de solution d'iode. L'iode devient bleu-noir en présence d'amidon.
Lorsque l'iode a repris sa couleur orange naturelle, tout l'amidon a été décomposé en maltose.
Utilise un chronomètre pour chronométrer le temps nécessaire pour que la solution d'iode change de couleur - plusle changement de couleur est rapide, plus la vitesse de réaction est élevée.
Variable de contrôle
Les enzymes sont affectées par le pH et la température. Nous voulons seulement tester l'effet du pH, la température doit donc rester la même. Elle peut être contrôlée à l'aide d'un bain-marie ou d'un radiateur électrique pour maintenir les tubes à essai à 35°C.
Évaluation des risques
Porte des lunettes de protection.
Évite le contact des produits chimiques avec la peau.
Résultats
Présente tes résultats dans un tableau. Calcule le taux de décomposition de l'amidon à l'aide de l'équation suivante : 1 / temps en secondes
Enfin, trace un graphique de la vitesse de réaction en fonction du pH.
| pH | Temps nécessaire à la dégradation de l'amidon (secondes) | Taux de dégradation de l'amidon (1/t) |
| 5 | 85 | 0.012 |
| 6 | 30 | 0.033 |
| 7 | 25 | 0.040 |
| 8 | 40 | 0.025 |
| 9 | 100 | 0.010 |
Tableau 1 : taux de dégradation de l'amidon par l'amylase (en fonction du temps nécessaire) pour différentes conditions de pH.
Fig. 2 - Vitesse de réaction de l'amylase en fonction de la valeur du pH.
Amylase - Points clés
L'amylase est une enzyme digestive qui catalyse la décomposition de l'amidon en maltose. Elle est produite dans les glandes salivaires et le pancréas.
Les enzymes sont des catalyseurs biologiques. Elles accélèrent le rythme des réactions chimiques sans être utilisées.
L'amylase a une forme globulaire et des groupes hydrophiles à l'extérieur qui rendent l'enzyme soluble.
L'amylase joue un rôle essentiel dans la digestion. Elle décompose les glucides complexes en sucres simples plus petits, ce qui les rend plus accessibles à la digestion par l'organisme. L'amylase salivaire contribue également à la santé dentaire.
Un taux anormal d'amylase dans le sang ou l'urine peut indiquer un problème de santé - en particulier ceux qui affectent le pancréas.
Références
- Anne Marie Helmenstine, Définition des acides aminés et exemples, ThoughtCo, 2019.
- CGP, Guide de révision de biologie de l'AQA A-Level, 2015
- Cleveland Clinic, Test d'amylase, 2022
- David J. Culp, L'amylase salivaire murine protège contre les caries induites par Streptococcus mutans, Frontiers in Physiology, 2021.
- Edexecel, Salters-Nuffield Advanced Biology, 2015
- Keith Pearson, Quelles sont les principales fonctions des glucides, Healthline, 2017
- Regina Bailey, L'amylase salivaire et les autres enzymes présentes dans la salive, ThoughtCo, 2019.
- Fig. 1. Image (https://unsplash.com/es/fotos/m5Ft3bsalhQ) par Bozhin Karaivanov, utilisation libre sous licence Unsplash.
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