La principale différence entre les enzymes libres et immobilisées est que les enzymes libres sont des enzymes qui ne sont liées à aucun substrat, alors que les enzymes immobilisées ne peuvent pas se déplacer d'un endroit à un autre.
Pour certaines fonctions importantes de notre corps comme la digestion, la respiration et l'excrétion, nous avons besoin de produits chimiques qui peuvent accélérer le processus. Ces produits chimiques sont appelés enzymes. Ces enzymes jouent un rôle important dans tous les êtres vivants et régissent ainsi tous les processus biologiques.
Les enzymes sont des protéines. Ils ont des capacités catalytiques. Habituellement, les processus métaboliques à l'intérieur des cellules sont effectués par des enzymes. Parfois, il existe un ensemble d'enzymes dont nous avons besoin pour un processus particulier. Dans le processus catalytique, la substance sur laquelle agit l'enzyme est appelée le substrat. Une enzyme peut convertir un substrat en une ou plusieurs autres substances appelées produits.
Que sont les enzymes libres ?
Les enzymes libres sont des enzymes qui ne sont liées à aucune molécule de substrat. Une réaction catalytique impliquant une enzyme progresse par la liaison de l'enzyme avec un substrat. Il existe un site actif sur une enzyme qui permet au substrat de s'y lier. Par conséquent, la catalyse dépend principalement de l'activité des chaînes latérales d'acides aminés qui sont disposées dans le site actif. Le complexe enzyme-substrat est désigné comme le produit intermédiaire de la réaction de catalyse.
Figure 1: Une image de l'enzyme glycosidase
Plus important encore, le substrat doit avoir une forme correspondant au site actif de l'enzyme; sinon, il ne se liera pas. Par conséquent, le substrat a une structure spécifique qui leur permet de s'adapter à une enzyme particulière. Lorsque l'enzyme fournit au substrat une surface à lier, l'énergie d'activation de la réaction est réduite. Après la liaison du substrat, il forme le produit intermédiaire, et cette étape de production intermédiaire est appelée état de transition. À cette étape, la rupture de liaison et la formation de liaisons se produisent là où la structure chimique du substrat change tandis que la structure de l'enzyme reste constante. Une fois les produits formés, ces produits ont une forme qui ne correspond pas au site actif de l'enzyme et, par conséquent, les produits sont libérés de l'enzyme. Par la suite, nous pouvons observer l'enzyme libre qui peut se lier à nouveau avec d'autres substrats pour donner des produits similaires. De même, le cycle catalytique continue.
Que sont les enzymes immobilisées ?
Les enzymes immobilisées sont des enzymes fixées à un matériau inerte. Ces enzymes ne peuvent pas se déplacer d'un endroit à un autre. Habituellement, le matériau auquel l'enzyme est liée est inerte et insoluble, par ex. alginate de calcium produit à partir d'un mélange de solution d'alginate de sodium et de solution enzymatique en présence de chlorure de calcium. L'immobilisation d'une enzyme peut fournir une résistance accrue aux changements de pH et aux changements de température. Il permet également à l'enzyme d'être attachée à un seul endroit jusqu'à la fin de la réaction. Par conséquent, nous pouvons facilement séparer l'enzyme des produits pour les réutiliser dans une réaction.
Il existe de nombreuses utilisations commerciales des enzymes immobilisées en raison de leur commodité (une petite quantité d'enzyme suffit pour effectuer une réaction), de leur économie (facilité de recycler le biocatalyseur) et de leur stabilité (généralement, ce type d'enzyme a une grande stabilité thermique et opérationnelle que l'enzyme libre).
Figure 02: Gel d'alginate pour l'immobilisation d'enzymes
Nous pouvons utiliser différentes méthodes pour immobiliser une enzyme, notamment la liaison par étiquette d'affinité, l'adsorption sur du verre, des billes d'alginate ou une matrice, le piégeage, la méthode de réticulation, la liaison covalente, etc.
Quelle est la différence entre les enzymes libres et immobilisées ?
Les enzymes libres et immobilisées sont deux phases différentes d'enzymes. La principale différence entre les enzymes libres et immobilisées est que les enzymes libres sont des enzymes qui ne sont liées à aucun substrat, alors que les enzymes immobilisées ne peuvent pas se déplacer d'un endroit à un autre.
Le tableau ci-dessous répertorie davantage de différences entre les enzymes libres et immobilisées.
Résumé - Enzymes libres vs immobilisées
Les enzymes sont des protéines. Il existe différentes enzymes utiles dans les processus biologiques. Une enzyme se lie à un substrat pour donner des produits. Lorsqu'il n'y a pas de substrat lié, l'enzyme est dans un état "libre". De plus, nous pouvons immobiliser une enzyme à des fins commerciales. La principale différence entre les enzymes libres et immobilisées est que les enzymes libres sont des enzymes qui ne sont liées à aucun substrat, alors que les enzymes immobilisées ne peuvent pas se déplacer d'un endroit à un autre.
