Untitled TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC *** TIỂU LUẬN HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG Đềtài “Cấutạocủa enzyme” Hà Nội MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 3 NỘI DUNG 4 I BẢN CHẤT HÓA HỌC CỦA ENZYME 4 II THÀN[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC *** TIỂU LUẬN HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG Đềtài: “Cấutạocủa enzyme” Hà Nội MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU .3 NỘI DUNG I BẢN CHẤT HÓA HỌC CỦA ENZYME II THÀNH PHẦN CẤU TẠO CỦA ENZYME 2.1 Enzyme thành phần: 2.2 Enzyme hai thành phần: III TRUNG TÂM HOẠT ĐỘNG CỦA ENZYME .14 3.1 Khái niệm: 14 3.2 Đặc điểm: 14 IV TRUNG TÂM DỊ LẬP THỂ 18 4.1 Khái niệm: 18 4.2 Đặc điểm trung tâm dị lập thể: 19 V CÁC DẠNG PHÂN TỬ CỦA ENZYME 20 VI PHỨC HỢP MULTIENZYME 21 KẾT LUẬN 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 PHẦN MỞ ĐẦU Ngaybâygiờ, bêntrongcơthểbạn khibạnđọcđiềunày, Chúngxảy cóhàngtỷphảnứnghóahọcxảy ra vớitốcđộcựcnhanhbêntrongcáctếbào, nhưngkhicácphảnứngnàyđượcxảy ratrongcácốngnghiệmtrongphịngthínghiệmthayvìcơthể, chúngxảy vớitốcđộcủaốcsên Điềugìgiảithíchsựkhácbiệtvềtốcđộnày? Cáctếbàocủachúng màmộtốngnghiệmthiếu? Câutrảlờilà: Enzyme! ta cógì, Trongcơthểsống, hầunhưkhơngcómộtqtrìnhhóahọcnàolạikhơngliênquanmậtthiếtđếncácqtrìnhsinhhọc enzyme xúctác Cóthểnóirằngsựsốnggắnliềnvới cácđiềukiệncầnthiếtđểcácphảnứngsinhhóadiễn enzyme.Chúngtạo nhanhchóngmặcdù điềukiệnbìnhthườngvềnhiệtđộ, ápsuất, pH Tênchungmàcácnhàhóahọcsửdụngchomộtthựcthểhóahọclàmtăngtốcđộphảnứnglàchất xúctác Enzyme làchấtxúctácsinhhọcđượchìnhthànhtrongtếbàodướidạnghợpchất protein cócấutrúchóahọcrấtđặcthù Enzyme trongcơthểsinhvậtvớichứcnăngxúctácchọnlọc, đóngvaitrịđịnhhướngtấtcảmọiphảnứngxảy trongtếbào Khi ngồitếbàonhiều enzyme vẫncịnkhảnănghoạtđộngtươngtự Nếukhơngcó enzyme, tếbàosẽbịtêliệt Nên enzyme giữvaitrịquantrọngtrongsựhơhấp, di chuyển, phátâmcũngnhưduytrìsựhữuhiệucủahệmiễndịch suynghĩ, Mộtsố hành vi, enzyme cóthểvơhiệuhóacáchóachấtđộcgây ungthư, nhiễmmơitrường, … Nhưvậy, enzyme cókhảnăngvàhiệulựcxúctácrấtlớn, cótínhđặchiệurấtcao Đểđảmbảochochứcnăngcủa enzyme làchấtxúctácsinhhọc, cấutạocủa enzyme phảirấttinh vi phứctạp Bàitiểuluậnnàychúng ta sẽlàmrõcấutạocủa enzyme NỘI DUNG I BẢN CHẤT HÓA HỌC CỦA ENZYME Cấutrúcprotein củaenzym TIM TIM mộtenzymcựckỳhiệuquảtrongqtrìnhchuyểnđổi đường thànhnănglượngchocơthể[1] Từgầnmộtthếkỷtrướcđây, cácnhàkhoahọcđãđổxơvàoviệcxácđịnhbảnchấthóahọccủa enzyme Cho đếnnay, cóthểnóirằng, ngồinhómnhỏphântử RNA cóhoạttínhxúctác, tuyệtđạiđasố enzyme cóbảnchấtlàproteinvàsựthểhiệnhoạttínhxúctácphụthuộcvàocấutrúcbậc 1, 2, củaphântửproteinvàtrạngtháitựnhiêncủachúng [2].Thựcchấtbảnchấthóahọccủa enzyme chỉđượcxácđịnhđúngđắntừsau kếttinhđược enzyme Enzyme đầutiênnhậnđược dạngtinhthểlàureasecủađậutương (Summer, 1926), tiếptheo pepsinvàtrypsin (Northrop vàKunitz, 1930, 1931) Sauđónhữngtácgiảkháccũngđãkếttinhđượcmộtsố enzyme khácvàcóđủbằngchứngxácnhậncáctinhthểproteinnhậnđượcchínhlàcác enzyme[3] Kếtquảnghiêncứutínhchấthóalýcủa enzyme đãchothấy enzyme cótấtcảcácthuộctínhhóahọccủacácchấtprotein Tínhchấtxúctácphụthuộcvàocấutạocủaprotein Nếumột enzyme bịbiếntínhhayphântáchthànhnhữngtiểuđơnvịthìhoạttínhxúctácthườngbịmấtđi, tươngtự bảnthânprotein enzyme bịphâncắtthànhnhữngaminoaxit.[3] Phầnlớn enzyme códạnghạtnhưcácproteinhìnhhạt, tỷlệgiữatrụcdàivàtrụcngắncủaphântửvàokhoảng 1-2 4-6 Vềkhốilượngphântử enzyme cũngnhưcácproteinkháccókhốilượngphântửlớnkhoảng 12000 dalton đến 1000000 dalton hoặclớnhơn Enzyme cókhốilượngphântử bé nhấtlàribonuclease (12700 dalton), đasố enzyme cókhốilượngphântửtừ 20000 đến 90000 hoặcvàitrămnghìn Dalton [3] Do kíchthướcphântửlớn, enzyme khơngđi qua đượcmàngbánthấm Enzyme cóthểhịa tan trongnước, trongdungdịchmuốilỗngnhưngkhơng tan trongdungmơikhơngphâncực Enzyme khơngbềnvàdễdàngbịbiếntínhdướitácdụngcủanhiệtđộcao, muốikimloạinặng nồngđộcao), phầnlớn enzyme axithoặckiềmđặc, bịmấtkhảnăngxúctác Mứcđộgiảmhoạttínhcủa enzyme tươngứngvớimứcđộbiếntínhcủaprotein Ngồi ra, mộtsốphântử RNA cịncóhoạttínhxúctácgiống enzyme, đượcgọichung ribozyme Do chúngcócấutrúcmạchđơnnêncóthểtựcuộngậpthànhcấuhìnhkhơnggianđặctrưngđểxúctáchoặ cchúngcóthểliênkếtvớiphântửnucleicacidhayproteinkhácđểhìnhthànhcấutrúckhơnggianđặc trưng, phùhợpvớinhiệmvụxúctác Mộtsố ribozyme tiêubiểulàthểtựcắtnối intron, ribozyme virus HIV ( gâybệnhviêm gan), viroid, …[1] II THÀNH PHẦN CẤU TẠO CỦA ENZYME Cũngnhưprotein, enzyme cóthểlàproteinđơnloạigiảnhoặcproteinphứctạp Trêncơsởđó, xétvềcấutrúc, người ta phân enzyme thành loại : enzyme đơngiản (mộtthànhphần) enzyme phứctạp (haithànhphần) Trườnghợp enzyme mộtproteinđơngiảngọi enzyme mộtthànhphần Trườnghợp enzyme mộtproteinphứctạp(chiếm 60-70%) nghĩalàngồiproteinđơngiảncịngắnthêmnhómkhơngphảiproteinnhưlipid, glucid… gọi enzyme haithànhphần II.1 Enzyme mộtthànhphần: Trongphântửchỉchứamộtcấutử protein cònđượcgọilà “feron” hay “apoenzyme” Protein đượctạothànhtừmộtphântửhoặcmộtsốmạchpolypeptit, mỗimạchnhưvậychứacác amino acid nốivớinhaubằngliênkếtpeptit Tấtcảcác protein đượcxâydựngtừ 20 loại amino acid khácnhau Các amino acid nàychứacáchợpchấtbéovịngthơmhoặcdịvịngcóítnhấtmộtnhóm amin vànhómcacboxyl Vídụ: Amilase, urease, pepxin, … II.2 Enzyme haithànhphần: Trongphântửngồi protein cịnphầnkhơngphải protein gọilànhómngoại(Cofactor).Loạinàythườnglànhữngchấthữucơđặchiệucóvaitrịthúcđẩyxúct ác Ở enzyme đacấutử, đóngvaitrịxúctácnhưngnếuthiếuthànhphầnthứhai phần apoenzyme (cácchấthữucơđặchiệu) enzyme khơngthểhoạtđộngđược Chínhvìthếchấthữucơđặchiệunàycịnđượcgọilàchấtcộngtác.Vídụ: Catalase, peroxidase; anhydrase cacbonic – mộtloại enzyme giúpduytrìđộ pH củacơthểkhơngthểhoạtđộngtrừkhinóđượcgắnvàomột ion kẽm, … Cofactor cócấutrúcnhỏ, khơngđượccấutạotừcác acid amin, làmnhiệmvụvậnchuyểncácnguntử hay electron trongcácphảnứnghóahọcmà enzyme củanóxúctác Nhómngoạirấtđadạng, chia làmhailoại: nhómghépvà coenzyme Phầnkhơngphải protein enzyme đượcgọilànhómghép (prosthetic group) khinóliênkếtchặtchẽvớiphần protein enzyme bằngliênkếtđồnghóatrị, làthànhphầncốđịnhcủaphântửvàthamgiachuyểnhóahidro, điệntử.Vídụ: FMN, FAD dehydrogenase, PLP aminotransferase, Hem cytochrome Coenzyme làphầnkhơngphải trongtrườnghợpnógắnlỏnglẻovới protein apoenzyme, dễtách enzyme vànhậplại, chạytừapoenzyemenàytới apoenzyme kiavàcóthểtồntạiđộclập [4].Vídụ: NAD+, NADP+ củanhiềudehydrogenase Coenzyme trựctiếpthamgiaphảnứngxúctác, giữvaitrịquyếtđịnhkiểuphảnứngmà apoenzyme enzyme đốivớicácyếutốgâybiếntính cótácdụngnângcaohoạttínhxúctáccủa coenzyme xúctácvàlàmtăngđộbềncủa Cịn apoenzyme vàquyếtđịnhtínhđặchiệucủa enzyme Tuynhiênsựphânbiệtnàychỉmangtínhchấttươngđối, vìkhócóthểcómộttiêuchuẩnthậtrõràngnàođểphânbiệtgắnchặt hay khơnggắnchặt, hơnnữanhữngnghiêncứugầnđâyđãthấyrằng, nhiều coenzyme cũngkếthợpvới apoenzyme bằngliênkếtcộnghóatrị Ngồi cácnhà khoa họccũngchothấy, trongthànhphầncủanhững enzyme cósựhiệndiệncủamộtsốkimloại Cáckimloạinàythườnglàmộttrongnhữngthànhphầncủachấthữucơđặchiệu.Vídụ, tronghệ enzyme cytochrome, catalase, peroxydase, sắt (Fe) gắnchặtvớinhân porphyrin Cáckimloạicótrongthànhphầncủa Trongtrườnghợp enzyme đưacáckimloạitươngứngvàocác enzyme mấtkimloại, enzyme, Tínhchấtnàymangtínhchấtthuậnnghịch vẫnchưathựcsựlàmsángtỏ cóthểkimloạiđóngvaitrịliênkếtgữa coenzyme, thườngrấtdễtách khỏi chúngsẽmấthoạttính hoạttính enzyme enzyme Khi lạiđượckhơiphục Vaitrịcủakimloạitronghoạtđộngcủa Tuynhiêncácnhà enzyme vàcơchất, ta enzyme khoa họccũngchorằng, liênkếtgiữa apoenzyme thamgiatrựctiếpvàoqtrìnhvậnchuyểnđiệntử, nhưvaitrịcủasắttrong cytochrome vàperoxidase [5] II.3 Cấutrúccủa cofactor Các cofactor cóbảnchấthóahọckhácnhau; phântửthườngchứadịvịng làphầntrựctiếpthamgiaphảnứnghoặccóchứcnăngnhậnbiếtcácđạiphântử Nhiều Cofactor cofactor làdẫnxuấtcủacác vitamin tan trongnướcvàphầnlớnthườngchứa phosphate trongnucleotid [4] II.3.1 Cofactor củacác oxidoreductase NAD+ (Nicotinamid-Adenine-Dinucleotid) NADP+ (Nicotinamid-Adenine-Dinucleotid-Phosphate) Chúnglàdẫnxuấtcủavitamin PP (nicotinamid, niacin) NAD+ NADP+ dẫnxuấtcủakhoảng 250 dehydrogenase Cơchếhoạtđộng: Dạngoxihóa Dạngkhử Trongqtrìnhoxihóakhử, nhânnicotinamidtrựctiếpthamgiaphảnứng, C4củanhâncókhảnăngnhườnghoặcnhậnmộtnguyêntử hydro Trongphảnứng nguyêntử hydro củacơchấtgắnlênnhânnicotinamid, nguyêntử hydro nằmtrongmôitrườngdướidạng proton [6] FMN: Flavin mononucleotide FAD: Flavin – Adenine – Dinucleotid Chúnglàdẫnxuấtcủavitamin B2 (Riboflavin) FMN FAD liênkếtchặtvới apoenzyme, tạothànhflavoprotein Dạngoxihóa (FAD, lõihoạtđộnglàvịngisoalloxasine FMN) cómàuvàng, Cơchếhoạtđộng: FMN FAD đềucónhân Flavin lànơitrựctiếpthamgiaphảnứng oxy hóakhử Lipoate (6,8 dithioctanate) Dạng OXH DạngKhử Coenzyme Q - Thamgiavậnchuyểnhidrovàlàthànhviêncủachuỗihôhấptếbào (trong ty thể) - CónhiềuloạiCoEQtùythuộcvàomạchnhánh (gốcterpen) dài hay ngắn (có n gốcterpenkhácnhau n=10, n=9, n=8, n=7, n=6) - CoE Q10 thườngcó độngvậtcóvú (n=10) - CácCoEnàylànhững coenzyme oxy CoEnàyhoạtđộngđượclànhờsựbiếnđổigiữaquinonvà quinol [6] 10 hóakhử Dạngquinon hay dạngoxihóa Dạngkhử hay hydroquinon Hem Nhómghépcủa oxidoreductase (catalase, peroxidase, cytochrome) vậnchuyển electron Hemoglobin Heme 11 II.3.2 Cofactor củacác transferase ATP (adenosine triphosphate): cofactor củacác transferase cótênlà kinase TPP (thiaminepyrophosphate) Làdẫnxuấtcủa vitamin B1, Phầnthamgiaphảnứnglàvòngthiazol, vòng pyrimidine vòng làmnhiệmvụgắnvới apoenzyme PLP (pyridoxalphosphate) 12 gắnvớithiazolnhờcầu pyrimidine vànhóm –CH2- diphosphate Là dẫnxuấtcủavitamin B6 Nhómghépcủa transaminase – chuyển amin vàdecarboxylase – khửcarboxylchoacid amin Ngồi NAD(P+), PLP làcofactorthứ cónhân pyridine Thànhphầncấutạocủapyrimidincónhómaldehyde- nhómbàylàbộphậntrựctiếphoạtđộngcủaCoE Coenzyme A, CoASH (coenzyme acyl hóa) Vậnchuyển acyl, acyl đượcgắnvàonhóm thiol (-SH) nhờliênkết thioester 13 III TRUNG TÂM HOẠT ĐỘNG CỦA ENZYME III.1 Kháiniệm: Enzyme proteinđặcbiệt.Ngồicấutrúcgiốngnhưcấutrúcbìnhthườngcủaprotein, enzyme cịncócấutrúcrấtđặcbiệtliênquanđếnhoạttínhxúctáccủa enzyme.Khơngphảitồnbộcácphầncủa enzyme đềuthamgiavàohoạtđộngxúctác, mà có phần nhỏ phân tử enzyme chứa nhóm chức trực tiếp kết hợp với chất (chất phản ứng bị chuyển hóa tác dụng enzyme) tham gia trực tiếp việc hình thành, cắt đứt liên kết vv, … để tạo thành sản phẩm phản ứng gọi trung tâm hoạt động (TTHĐ) enzyme Từ kết nghiên cứu chất hóa học chế tác động trung tâm hoạt động, có số nhận xét chung trung tâm hoạt động sau: - Là phận dùng để liên kết với chất - Chỉ chiếm tỷ lệ bé so với thể tích tồn enzyme, nằm “túi” “khe”, gần bề mặt phân tử - Gồm nhóm chức amino acid ngồi có ion kim loại nhóm chức coenzyme (enzyme đa cấu tử) [7] Phần lại đóng vai trị khung, giữ cho cấu trúc khơng gian thích hợp với khả xúc tác Nếu bị tác động điều kiện bên nhiệt độ, pH, nồng độ chất, khung biến đổi cấu trúc khơng gian Từ làm thay đổi sâu sắc hoạt tính hoạt tính enzyme Phần phân tử enzyme khơng có liên quan đến hoạt tính enzyme, bị tác động, bị bị biến đổi hồn tồn khơng ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme [8] III.2 Đặcđiểm: Trungtâmhoạtđộngcódạng khehởbachiều bao từcácdưlượngkhácnhaucủachuỗiaxit amin gồmcácaxit amin Cácaxit amin đóngmộtvaitrịquantrọngtrongtínhđặchiệuliênkếtcủavịtríhoạtđộngthườngkhơngliềnkềvớin 14 hautrongcấutrúcchính, nhưngtạothànhvịtríhoạtđộng kếtquảcủaviệctạocấutrúcbậc3, bậc Trong enzyme mộtthànhphần, acid amintạo trungtâmhoạtđộngthườngphânbốtrênnhữngphầnkhácnhaucủamạchpolypeptit (cấutrúccấpmột) nhưngthựctếchuỗipolypeptitcủa enzyme tồntại trạngtháikhônggian (cấutrúccấpbavàcấpbốn), nêncác amino acid nàythườngnằmkềnhautrongkhơnggian, đượcđịnhhướngxácđịnhtrongkhơnggiancáchnhaunhữngkhoảngcáchnhấtđịnhsaochochúngc óthểtươngtácvớinhautrongqtrìnhxúctáctạothànhtrungtâmhoạtđộng Sựkếthợpcủacácnhómchứccủacác acid amin thườnggặplànhóm –SH cysteine, -OH serine, thereoninevàtyrosine, ε-NH2 lysine, -COOH glutamic, aspatic, vòng imidazole histidine, indolcủa tryptophan, nhóm guanidine arginine Vídụ: Trungtâmhoạtđộngcủaα– chymotrypsin bao gồmnhóm hydroxyl Ser – 195, imidazole His – 57 vànhómcacboxylcủa Asp – 102 Cácgốcnày kháxanhautrongchuỗi polypeptide nhưnggiữacácnhómchứcnăngcủachúngchỉcáchnhau 2,8 – 3,0Ao Trong enzyme haithànhphần, TTHĐ cũngnhưtrên, cácnhómchứccủa amino acid thamgiatạothành TTHĐ liênkếtvớinhaubằngliênkết hydro Ngồi trongtrungtâmhoạtđộngloạinàycịncósựthamgiacủa coenzyme vàcóthểcả ion kimloạinhư Ca, Zn2+ (Cacboxypeptidase A), Cu+ (Ascorbatoxydase, Phenolxydase), …Các ion kimloạicómặttrongtrungtâmhoạtđộngcủa enzyme cóvaitrịxúctácrấtlớn Mỗimột enzyme thườngcómộttrungtâmhoạtđộng Tuynhiêncũngcónhững enzyme cóhaitrungtâmhoạtđộng (alcohol hydrogenase củagan), thâmchícó enzyme trungtâmhoạtđộngcủa enzyme, cótớibốntrungtâmhoạtđộng (alcohol dehydrogenase củanấm men) Cấutrúckhơnggiancủa thamgiavàoqtrìnhxúctác enzyme bao đãtạo gồmcác amino acid thamgiaxúctác, ion kimloạivànhómchứccủa coenzyme Vậytrungtâmhoạtđộngcủa enzyme hoạtđộngnhưnào? 15 Hoạtđộngcủatrungtâmhoạtđộngcóliênquanđếncơchất DướiđâylàmộtsốmơhìnhTTHĐ enzyme: Mơhình Fischer Người ta nhậnthấy, cơchất (substrate) đặchiệuđểthamgiaphảnứngđặctrưngtươngứng.Chínhvìthế, sẽliênkếtvới enzyme mỗiloại enzyme chỉcóthểthamgiaxúctácphảnứngchomộtloạicơchấtnhấtđịnh.Vídụ: đường sucrose chỉcóthể enzyme sucrase xúctácthủyphânthànhhai monosaccharide tươngứnglàđường glucose vàđường fructose; hay chấttruyền tin trunggian acetylcholine bịphânhủybởi enzyme acetylcholinesterase đểtạothành acetyl choline… Đểgiảithíchchosựđặchiệunày, đềxuấtvàonăm 1894 Enzyme mơhình khóavàchìakhóa đãđược cóvaitrịgiống vịtríliênkếtcócấutrúcđặchiệumàchỉcócơchấtđặchiệu cócấutrúckhơnggiankhớpvớimiềnhoạtđộngcủa 16 “ổ khóa” (đóngvaitrị Emil thểhiện Fischer qua “chìakhóa”) enzyme Khóavàchìakhóalàmơhìnhsaochotrungtâmhoạtđộngcủa enzyme phùhợpvớicơchấtkhơngcầnthayđổicấutrúccủa enzyme saukhi enzyme liênkếtvớicơchất Thuyếtnàycóthểgiảithíchđượctínhđặchiệucủaenzyme nhưngkhơngthểgiảithíchđượcsựổnđịnhtrạngtháichuyểntiếpmà enzyme cóđược MơhìnhKoshland Vìvậy,năm 1958Koshlandđãđềxuấtgiảthuyếtbổ sung chomơhình Ơngchorằngcấutrúccủa Fischer enzyme linhhoạtvàđặcbiệtvùngtrungtâmhoạtđộnglàrấtmềmdẻovàlinhhoạt, cácnhómchứcnăngcủatrungtâmhoạtđộngcủa enzyme tự chưa tưthếsẵnsànghoạtđộng, khitiếpxúcvớicơchất, cácnhómchứcnăng trongphầntrungtâmhoạtđộngcủaphântử enzyme thayđổivịtrítrongkhơnggian, tạothànhhìnhthểkhớpvớihìnhthểcủacơchất Do đó, cơchấtcóthểliênkếtvới enzyme saochohoạtđộngxúctácdiễn hiệuquảnhất.Cũngvìvậy, người ta gọimơhìnhnàylàmơhình “tiếpxúccảmứng” “khớpcảmứng” 17 Đơikhi, phântửcơchấtcóbiếnđổinhẹvềcấutrúcđểtănghiệuquảxúctácnhưtrongtrườnghợp glycoside hydrolase Liênkếttrongtrungtâmhoạtđộngliênquanđếnliênkết hydro, tươngtáckỵnướcvàliênkếtcộnghóatrịkịpthời TTHĐđanghoạtđộngsauđósẽổnđịnhtrạngtháichuyểntiếptrunggianđểgiảmnănglượngkíchho ạt Nhưngchấttrunggianrấtcóthểkhơngổnđịnh, chophép enzyme giảiphóngcơchấtvàtrởvềtrạngtháikhơngliênkết Mơhìnhnàyđịihỏinănglượngđểthayđổihìnhdạngcủacơchất Mộtkhihìnhdạngđượcth ayđổi, cơchấtkhơngliênkếtvới enzyme, cuốicùngsẽthayđổihìnhdạngcủa enzyme Mộtkhíacạnhquantrọngcủamơhìnhnàylànólàmtănglượngnănglượngtự Cáccơchấtkếthợpvớitrungtâmhoạtđộngtạophứchợpenzym-cơchất (ES): E + S → ES → E + P S:cơchất P:sảnphẩm Giữacơchấtvàtrungtâmhoạtđộngtạothànhnhiềutươngtácyếu, đócóthểdễdàngbịcắtđứttrongqtrìnhphảnứngđểgiảiphóng enzyme vàsảnphẩmphảnứng Trungtâmhoạtđộngcủacác enzyme cócấutrúcbậc cóthểnằmtrênmộtphầndướiđơnvịhoặc bao gồmcácnhómchứcnăngthuộccácphầndướiđơnvịkhácnhau Trungtâmhoạtđộnglàmiền protein quantrọngnhấtđốivới enzyme Nếuxuấthiệnđộtbiếnsainghĩa, vô nghĩa, lệch khung đọc mở, triplet mã hóa cho amino acid nằm vùng có khả cao enzyme bị chức IV TRUNG TÂM DỊ LẬP THỂ IV.1 Kháiniệm: 18 Trong phân tử enzyme ngồi trung tâm hoạt động cịn số vị trí khác tương tác với chất khác gọi trung tâm alosteri (trung tâm dị lập thể hay trung tâm điều hòa) Các chất kết hợp vào trung tâm gọi chất điều hòa alosteric Khi chất kết hợp với enzyme làm thay đổi cấu trúc không gian phân tử enzyme, TTHĐ làm thay đổi hoạt độ xúc tác enzyme Nếu làm tăng hoạt độ gọi chất điều hòa dương, làm giảm hoạt độ gọi chất điều hòa âm Điều đáng lưu ý chất điều hòa kết hợp với enzyme khơng bị chuyển hóa tác dụng enzyme mà kết hợp Nguồn: http://www.mum.ca/biology/desmid/brian/BIOL2060-06/CB06/html IV.2 Đặcđiểmcủatrungtâmdịlậpthể: Hầu hết enzyme alosteric protein có cấu trúc bậc 4, phân tử thường có hay số trung tâm hoạt động, kết hợp với hay số phân tử chất, chất thực chức chất điều hòa – điều hịa homotropic (đồng hợp) Các chất điều hịa có cấu trúc khác chất – điều hòa heterotropic (dị hợp) Thơng thường enzyme alosteric điều hịa theo kiểu kết hợp vừa homotropic heterotropic 19 Ví dụ: Hoạt tính enzyme điều khiển đóng vai trị mấu chốt trình trao đổi điều khiển chất gây hiệu ứng dị lập thể V CÁC DẠNG PHÂN TỬ CỦA ENZYME Trong cấu trúc phân tử enzyme, tính chất tinh vi phức tạp không giới hạn phạm vi phân tử, từ thành phần cấu tạo bậc cấu trúc cấu tạo trung tâm hoạt động với vai trị nhóm chức mà cịn thể tính đa dạng phân tử enzyme Tính đa dạng nhiều enzyme khác phát thể sống khác từ người, động vật, thực vật đến vi sinh vật Người ta thấy có enzyme xúc tác phản ứng hóa học có tính đặc hiệu chất có nguồn gốc khác nên thể nhiều tính chất khác Aldolase có nguồn gốc từ nấm men có nhiều tính chất khác với aldolase mô động vật; pepsin, trypsin, chymotrypsin, xanthin - oxydase lysozyme có dạng phân tử khác Nhiều enzyme tương tự thu từ loại mơ lồi khác có tính chất khác biệt nhau: α - amylase dịch nước bọt dịch tụy người giống nhau, chúng khác với α - amylase thu từ tụy lợn độ hòa tan, pH thích hợp số tính chất khác Những enzyme có nguồn gốc từ mơ khác loài, xúc tác loại phản ứng hóa học, khác rõ rệt tính đặc hiệu chất trường hợp cholinesterase Các enzyme xúc tác phản ứng chuyển hóa giống tế bào nhiều mô khác có tính chất đặc hiệu quan, ví dụ lactat dehydrogenase tim xương khác rõ rệt tốc độ di chuyển điện di nhiều tính chất khác Ngay mơ hay quan, tồn dạng phân tử khác nhau: tim có hai dạng phân tử lactat dehydrogenase có tốc độ di chuyển điện di khác nhau, từ nấm men tách bốn dạng phân tử phosphoglyceraldehyde dehydrogenase Trong tế bào, enzyme có dạng phân tử khác tồn phần khác tế bào, ví dụ aspartat aminotransferase có dạng phân tử ty lạp thể khác với dạng phân tử enzyme bào tương 20