Công nghệ Enzyme – Protein pot

Công nghệ Enzyme – Protein Công ngh Enzyme – Proteinệ M c l cụ ụ PH N IẦ CÔNG NGH ENZYMEỆ 3 Ch ng 1ươ Nh ng khái ni m c b n v enzymeữ ệ ơ ả ề 7 1.1. Đ nh nghĩa enzymeị 7 1.2. Thành ph n c u t o c a enzymeầ ấ ạ ủ 7 1.3. Trung tâm ho t đ ng c a enzymeạ ộ ủ 14 1.3.1. Trung tâm ho t đ ng c a enzyme đ n c u t ạ ộ ủ ơ ấ ử 7 1.3.2. Trung tâm ho t đ ng c a enzyme đa c u t ạ ộ ủ ấ ử 8 1.3.3. Vai trò c a các nhóm trung tâm ho t đ ngủ ạ ộ 9 1.3.4. S t o thành trung tâm ho t đ ngự ạ ạ ộ 12 1.4. Tính đ c hi u c a enzymeặ ệ ủ 16 1.4.1. Khái ni m chungệ 7 1.4.2. Các hình th c đ c hi uứ ặ ệ 8 1.4.2.1 Đ c hi u ki u ph n ngặ ệ ể ả ứ 9 1.4.2.2 Đ c hi u c ch tặ ệ ơ ấ 12 1.5. C ch tác d ng c a enzymeơ ế ụ ủ 17 Ch ng 2ươ Đ ng h c enzymeộ ọ 19 2.1. Ý nghĩa c a vi c nghiên c u đ ng h c enzymeủ ệ ứ ộ ọ 19 2.2. Đ ng h c các ph n ng enzymeộ ọ ả ứ 21 2.2.1. nh h ng c a n ng đ enzyme Ả ưở ủ ồ ộ 21 2.2.2. nh h ng c a n ng đ c ch tẢ ưở ủ ồ ộ ơ ấ 26 2.2.3. nh h ng c a ch t kìm hãmẢ ưở ủ ấ 28 2.2.3.1 Các ch t kìm hãm không thu n ngh chấ ậ ị 9 2.2.3.2 Các ch t kìm hãm thu n ngh chấ ậ ị 12 2.2.4. nh h ng c a ch t ho t hóaẢ ưở ủ ấ ạ 38 2.2.5. nh h ng c a nhi t đẢ ưở ủ ệ ộ 39 2.2.6. nh h ng c a pHẢ ưở ủ 38 Ch ng 3ươ Cách g i tên và phân lo i enzymeọ ạ 44 3.1. Cách g i tên enzymeọ 44 3.2. Phân lo i enzymeạ 44 1 Công ngh Enzyme – Proteinệ 3.2.1. Các l p enzymeớ 44 3.2.2. Các ph n ng enzymeả ứ 46 3.2.2.1 L p enzyme oxydoreductaseớ 51 3.2.2.2 L p enzyme transferaseớ 51 3.2.2.3 L p enzyme hydrolaseớ 3.2.2.4 L p enzyme lyaseớ 3.2.2.5 L p enzyme isomeraseớ 3.2.2.6 L p enzyme ligaseớ Ch ng 4 ươ Ph ng pháp nghiên c u enzymeươ ứ 52 4.1. Nh ng nguyên t c chung khi nghiên c u enzymeữ ắ ứ 52 4.2. Tách và làm s ch (tinh ch ) enzymeạ ế 53 4.2.1. Ngu n nguyên li uồ ệ 38 4.2.1.1 Ngu n th c v tồ ự ậ 4.2.1.2 Ngu n đ ng v tồ ộ ậ 4.2.1.3 Ngu n vi sinh v tồ ậ 4.2.2. Thu h i ch ph m enzyme ồ ế ẩ 39 4.3. Ho t đ enzyme ạ ộ 54 4.3.1. Ph ng pháp xác đ nh ho t đ enzymeươ ị ạ ộ 56 4.3.2. Đ n v ho t đ enzyme ơ ị ạ ộ 57 Ch ng 5ươ Sinh h c enzymeọ 64 5.1. Đi u hòa ho t tính enzymeề ạ 64 5.2. Đi u hòa sinh t ng h p enzymeề ổ ợ 64 5.2.1. Đi u hòa theo ki u đóng m gen tác đ ngề ể ở ộ 64 5.2.2. Đi u hòa t ng tác gi a RNA – polymerase v i gen promotorề ươ ữ ớ 64 Ch ng 6ươ Công ngh enzyme và ng d ngệ ứ ụ 69 6.1. Công ngh enzymeệ 69 6.1.1. Enzyme v i công ngh sinh h cớ ệ ọ 111 6.1.2. Enzyme không tan 112 6.2. ng d ngỨ ụ 69 6.2.1. ng d ng trong y d cỨ ụ ượ 111 6.2.2. ng d ng trong hóa h cỨ ụ ọ 112 6.2.3. ng d ng trong công nghi pỨ ụ ệ 113 6.2.4. ng d ng trong công nghi p th c ph mỨ ụ ệ ự ẩ 111 2 Công ngh Enzyme – Proteinệ 6.2.5. ng d ng trong công nghi p d tỨ ụ ệ ệ 112 6.2.6. ng d ng trong công nghi p thu c daỨ ụ ệ ộ 113 6.2.7. ng d ng trong nông nghi pỨ ụ ệ Ch ng 1ươ NH NG KHÁI NI M C B N V ENZYMEỮ Ệ Ơ Ả Ề 1.1. Đ nh nghĩa enzymeị Trong các ph n ng hóa h c, n u ta cho thêm vào ph n ng m t ch t nào đóả ứ ọ ế ả ứ ộ ấ ph n ng s x y ra v i t c đ tăng hàng ch c l n. Ch t cho thêm vào này đ cả ứ ẽ ả ớ ố ộ ụ ầ ấ ượ g i là ch t xúc tác.ọ ấ Trong các ph n ng sinh h c (các ph n ng x y ra trong c th sinh v t) cũngả ứ ọ ả ứ ả ơ ể ậ có ch t làm tăng các ph n ng, ch t đó đ c g i là enzyme. Enzyme đ c các cấ ả ứ ấ ượ ọ ượ ơ th sinh v t sinh t ng h p nên và tham gia các ph n ng hóa h c trong c th .ể ậ ổ ợ ả ứ ọ ơ ể Enzyme là m t ch t h u c , trong khi đó các ch t xúc tác hóa h c th ng là ch t vôộ ấ ữ ơ ấ ọ ườ ấ c . Sau này, các nhà khoa h c xác đ nh chúng là protein.ơ ọ ị 3 Công ngh Enzyme – Proteinệ Nh v y enzyme là m t protein có kh năng tham gia xúc tác các ph n ng hóaư ậ ộ ả ả ứ h c trong và ngoài c th . u đi m c b n c a enzyme khi tham gia các ph n ngọ ơ ể Ư ể ơ ả ủ ả ứ sinh hóa có th tóm t t nh sau:ể ắ ư - Enzyme có th tham gia hàng lo t các ph n ng trong chu i ph n ng sinhể ạ ả ứ ỗ ả ứ hóa đ gi i phóng hoàn toàn năng l ng hóa h c có trong v t ch t.ể ả ượ ọ ậ ấ - Enzyme có th tham gia nh ng ph n ng đ c l p nh kh năng chuy n hóaể ữ ả ứ ộ ậ ờ ả ể r t cao.ấ - Enzyme có th t o ra nh ng ph n ng dây chuy n. Khi đó s n ph m ph nể ạ ữ ả ứ ề ả ẩ ả ng đ u s là nguyên li u hay c ch t cho nh ng ph n ng ti p theo.ứ ầ ẽ ệ ơ ấ ữ ả ứ ế - Trong các ph n ng enzyme, s tiêu hao năng l ng th ng r t ít.ả ứ ự ượ ườ ấ - Enzyme luôn luôn đ c t ng h p trong t bào c a sinh v t. S l ngượ ổ ợ ế ủ ậ ố ượ enzyme đ c t ng h p r t l n và luôn luôn t ng ng v i s l ng các ph n ngượ ổ ợ ấ ớ ươ ứ ớ ố ượ ả ứ x y ra trong c th . Các ph n ng x y ra trong c th luôn luôn có s tham gia xúcả ơ ể ả ứ ả ơ ể ự tác b i enzyme.ở - Có nhi u enzyme không b m t đi sau ph n ng.ề ị ấ ả ứ Enzyme h c là khoa h c nghiên c u nh ng ch t xúc tác sinh h c có b n ch tọ ọ ứ ữ ấ ọ ả ấ protein. Hay nói cách khác, enzyme h c là khoa h c nghiên c u nh ng tính ch tọ ọ ứ ữ ấ chung, đi u ki n, c ch tác d ng và tính đ c hi u c a các enzyme.ề ệ ơ ế ụ ặ ệ ủ 1.2. Thành ph n c u t o c a enzymeầ ấ ạ ủ Enzyme là nh ng protein có phân t l ng t 20.000 đ n 1.000.000 dalton (cóữ ử ượ ừ ế kích th c nh nh t là Ribonuclease 12.700 dalton)ướ ỏ ấ Enzyme đ c c u t o t các L – α – axitamin k t h p v i nhau b i liên k tượ ấ ạ ừ ế ợ ớ ở ế peptit. D i tác d ng c a các peptithydrolase, axit ho c ki m các enzyme b th yướ ụ ủ ặ ề ị ủ phân hoàn toàn t o thành các L – α – axitamin. Trong nhi u tru ng h p ngoài axitạ ề ờ ợ amin còn thu đ c nh ng thành ph n khác, ng i ta chia thành hai nhóm:ượ ữ ầ ườ  Nhóm enzyme đ n c u t (enzym đ n gi n): enzyme ch đ c c u t o m tơ ấ ử ơ ả ỉ ượ ấ ạ ộ thành ph n hóa h c duy nh t là protein.ầ ọ ấ  Nhóm enzyme đa c u t (enzym ph c t p): enzyme có hai thành ph n:ấ ử ứ ạ ầ - Ph n protein đ c g i là feron hay apoenzyme. Apoenzyme th ng quy tầ ượ ọ ườ ế đ nh tính đ c hi u cao c a enzyme và làm tăng ho t tính xúc tác c a coenzyme.ị ặ ệ ủ ạ ủ 4 Công ngh Enzyme – Proteinệ - Ph n không ph i protein g i là nhóm ngo i “agon”: nh ion kim lo i,ầ ả ọ ạ ư ạ vitamin, glutation d ng kh , nucleotide và d n xu t este phosphat c aạ ử ẫ ấ ủ monosacaride, Tr ng h p khi nhóm ngo i tách kh i ph n “apoenzyme” (khi choườ ợ ạ ỏ ầ th m tích qua màng bán th m) và có th t n t i đ c l p thì nh ng agon đó còn cóẩ ấ ể ồ ạ ộ ậ ữ tên riêng là coenzyme. Ph n agon quy t đ nh ki u ph n ng mà enzyme xúc tác,ầ ế ị ể ả ứ tr c ti p tham gia trong ph n ng và làm tăng đ b n c a apoenzyme đ i v i cácự ế ả ứ ộ ề ủ ố ớ y u t gây bi n tính.ế ố ế Đa s enzyme thu c lo i enzyme đa c u t . Hi n nay ng i ta cũng đã xácố ộ ạ ấ ử ệ ườ đ nh đ c r ng ph n l n các enzyme trong t bào là nh ng protein có c u trúc b cị ượ ằ ầ ớ ế ữ ấ ậ b n. nh ng đi u ki n xác đ nh, phân t c a chúng có th phân ly thu n ngh chố Ở ữ ề ệ ị ử ủ ể ậ ị t o thành các ph n d i đ n v (protome), khi đó ho t đ enzyme b gi m ho c bạ ầ ướ ơ ị ạ ộ ị ả ặ ị m t hoàn toàn. nh ng đi u ki n thích h p các ph n d i đ n v l i có th k tấ Ở ữ ề ệ ợ ầ ướ ơ ị ạ ể ế h p l i v i nhau và ho t đ xúc tác c a enzyme đ c ph c h i.ợ ạ ớ ạ ộ ủ ượ ụ ồ 1.3. Trung tâm ho t đ ng c a enzymeạ ộ ủ Trong quá trình xúc tác, ch m t ph n r t nh c a phân t enzyme tham gia k tỉ ộ ầ ấ ỏ ủ ử ế h p đ c hi u v i c ch t, ph n đó đ c g i là trung tâm ho t đ ng c a enzyme.ợ ặ ệ ớ ơ ấ ầ ượ ọ ạ ộ ủ Trung tâm c a enzyme đ c t o nên do m t s axit amin đ m trách. Các axit aminủ ượ ạ ộ ố ả khác trong protein không tham gia g n v i c ch t mà ch làm nhi m v nh m tắ ớ ơ ấ ỉ ệ ụ ư ộ chi c khung c u trúc không gian c a chi c khung đó.ế ấ ủ ế 1.3.1. Trung tâm ho t đ ng c a enzyme đ n c u t ạ ộ ủ ơ ấ ử Trung tâm ho t đ ng c a các enzyme đ n c u t th ng bao g m m t t h pạ ộ ủ ơ ấ ử ườ ồ ộ ổ ợ các nhóm đ nh ch c c a axit amin không tham gia t o thành tr c chính c a s iị ứ ủ ạ ụ ủ ợ polypeptit. Các nhóm ch c c a axit amin th ng g p trong trung tâm ho t đ ng c aứ ủ ườ ặ ạ ộ ủ enzyme là: - Nhóm SH (sunfidryl) c a Cysteineủ - Nhóm ε - NH2 (amin) c a Lysineủ - Nhóm OH (Hydroxyl) c a Serine, Threonine và Tyrosineủ - Nhóm COOH (Cacboxyl) c a axit Glutamic, Aspacticủ - Vòng imidazol c a Histidineủ - Vòng indol c a Tryptophanủ 5 Công ngh Enzyme – Proteinệ - Nhóm guanilic c a Acginineủ Khi t o thành trung tâm ho t đ ng các nhóm này ph i v trí g n nhau và đ cạ ạ ộ ả ở ị ầ ượ đ nh h ng trong không gian sao choị ướ chúng có th t ng tác v i nhau trongể ươ ớ quá trình ph n ng.ả ứ Ví d , Trung tâm ho t đ ng c aụ ạ ộ ủ Colinesteraza bao g m các nhóm: -OHồ c a serine, tyrosine, -COOH c aủ ủ glutamic, imidazolit c a histidine.ủ Hình 1.1 : Trung tâm ho t đ ng c a enzym colinesterazaạ ộ ủ Các trung tâm ho t đ ng có th hình thành d dàng khi các nhóm ch c g nạ ộ ể ễ ứ ở ầ nhau trên Apoenzyme. Nh ng có khi chúng xa nhau thì ph i ho t hóa b ng cáchư ở ả ạ ằ c t đi m t đo n peptide nào đó, chúng xích l i g n nhau và t o thành trung tâm ho tắ ộ ạ ạ ầ ạ ạ đ ng.ộ Ví d , Tripxinogen là tr ng thái không ho t đ ng, nh ng khi d i tác d ng c aụ ạ ạ ộ ư ướ ụ ủ enzyme Enterokinaza thì 6 axit amin b lo i ra, các nhóm ch c lúc này xích l i g nị ạ ứ ạ ầ và trung tâm ho t đ ng đ c d dàng.ạ ộ ượ ễ 1.3.2. Trung tâm ho t đ ng c a enzyme đa c u t ạ ộ ủ ấ ử Trung tâm ho t đ ng c a các enzyme đa c u t th ng bao g m nhóm ngo iạ ộ ủ ấ ử ườ ồ ạ (vitamin, ion kim lo i ) và các nhóm đ nh ch c c a các axit amin ph nạ ị ứ ủ ở ầ apoenzyme. Các kim lo i th ng g p trong trung tâm ho t đ ng c a enzyme là nh ng kimạ ườ ặ ạ ộ ủ ữ lo i hóa tr 2: Fe, Co, Mn, Zn, Cu…các kim lo i này có th tr c ti p tham gia trongạ ị ạ ể ự ế ph n ng xúc tác, liên k t b n v i các phân t enzyme. Enzyme b m t ho t đ ngả ứ ế ề ớ ử ị ấ ạ ộ sau khi lo i b ion kim lo i, tuy nhiên ho t đ ng có th đ c ph c h i l i hoànạ ỏ ạ ạ ộ ể ượ ụ ồ ạ toàn ngay sau khi thêm ion kim lo i v n có trong phân t c a nó. M t s enzyme cóạ ố ử ủ ộ ố th đ c tái ho t hóa d i tác d ng c a các ion kim lo i khác. Tuy nhiên s thayể ượ ạ ướ ụ ủ ạ ự th này th ng làm thay đ i ho t đ và tính đ c hi u c a enzyme.ế ườ ổ ạ ộ ặ ệ ủ 1.3.3. Vai trò c a các nhóm trung tâm ho t đ ngủ ạ ộ 6 Công ngh Enzyme – Proteinệ D a vào vai trò c a trung tâm ho t đ ng các nhóm ch c năng có th phân thànhự ủ ạ ộ ứ ể các nhóm sau đây: - Các nhóm xúc tác: là nh ng nhóm tr c ti p tham gia trong ph n ng k t h pữ ự ế ả ứ ế ợ v i ph n phân t c ch t b chuy n hóa, k t h p v i cofacto.ớ ầ ử ơ ấ ị ể ế ợ ớ - Các nhóm ti p xúc: k t h p v i ph n c ch t không b chuy n hóa có vaiế ế ợ ớ ầ ơ ấ ị ể trò t ng t dây neo bu c c ch t l i.ươ ự ộ ơ ấ ạ - Các g c c u t o hay c đ nh: không tr c ti p k t h p v i c ch t, nh ngố ấ ạ ố ị ự ế ế ợ ớ ơ ấ ư t ng tác v i các nhóm xúc tác và ti p xúc, c đ nh các g c này trong nh ng v tríươ ớ ế ố ị ố ữ ị không gian nh t đ nh và gi chúng tr ng thái ho t đ ng xúc tác. S liên h gi aấ ị ữ ở ạ ạ ộ ự ệ ữ trung tâm ho t đ ng v i ph n còn l i c a c ch t đ c th c hi n qua g c này.ạ ộ ớ ầ ạ ủ ơ ấ ượ ự ệ ố 1.3.4. S t o thành trung tâm ho t đ ngự ạ ạ ộ Theo quan ni m c a Fisher thì trung tâm ho t đ ng c a enzyme v n có c u trúcệ ủ ạ ộ ủ ố ấ không gian t ng ng v i c u trúc c a phân t c ch t cũng gi ng nh khóaươ ứ ớ ấ ủ ử ơ ấ ố ư ổ t ng ng v i chìa khóa. (Hình a)ươ ứ ớ Hình 1.2 Mô hình Fisher (a) và mô hình Koshland (b) T đó có th suy ra r ng enzyme có hình th t ng đ i v ng ch c, c đ nh, k từ ể ằ ể ươ ố ữ ắ ố ị ế h p v i c ch t nh m t khuôn nào đó. Tuy nhiên d n d n ng i ta th y quanợ ớ ơ ấ ư ộ ầ ầ ườ ấ ni m c a Fisher đã không gi i thích th a đáng đ c nhi u d n li u th c nghi m.ệ ủ ả ỏ ượ ề ẫ ệ ự ệ Đ n năm 1958, Kosland đã đ ra thuy t “t ng ng c m ng” cho r ng phân tế ề ế ươ ứ ả ứ ằ ử enzyme cũng nh trung tâm ho t đ ng c a nó không có c u t o r n ch c mà có tínhư ạ ộ ủ ấ ạ ắ ắ m m d o, c u hình không gian c a nó có th thay đ i khi ti p xúc v i c ch t…ề ẻ ấ ủ ể ổ ế ớ ơ ấ Theo Kosland thì trong phân t enzyme có s n các nhóm đ nh ch c c a trung tâmử ẵ ị ứ ủ 7 Công ngh Enzyme – Proteinệ ho t đ ng nh ng chúng ch a đ c s p x p d ng thích h p cho ho t đ ng xúcạ ộ ư ư ượ ắ ế ở ạ ợ ạ ộ tác. Khi t ng tác v i c ch t, các nhóm đ nh ch c ph n trung tâm ho t đ ng c aươ ớ ơ ấ ị ứ ở ầ ạ ộ ủ phân t enzyme s thay đ i v trí không gian t o thành hình th kh p v i hình thử ẽ ổ ị ạ ể ớ ớ ể c ch t (Hình b). Trong tr ng h p này c ch t và enzyme có s t ng tác y u. Doơ ấ ườ ợ ơ ấ ự ươ ế đó, chúng r t d b c t đ t trong quá trình ph n ng đ gi i phóng enzyme và s nấ ễ ị ắ ứ ả ứ ể ả ả ph m ph n ng.ẩ ả ứ Các ch t có cùng ki u c u trúc v i c ch t th c nh ng có s thay đ i m tấ ể ấ ớ ơ ấ ự ư ự ổ ở ộ ph n nào đó trong phân t có th v n k t h p v i enzyme nh ng t o thành ph cầ ử ể ẫ ế ợ ớ ư ạ ứ ch t không ho t đ ng vì các nhóm đ nh ch c c a trung tâm ho t đ ng không đ cấ ạ ộ ị ứ ủ ạ ộ ượ đ nh h ng đúng đ n.ị ướ ắ nh ng enzyme alosteric (enzym d l p th , enzym đi u hòa) còn có trung tâmỞ ữ ị ậ ể ề d l p th (trung tâm đi u hòa). Các trung tâm này có kh năng t ng tác v i cị ậ ể ề ả ươ ớ ơ ch t khác. Các c ch t t ng tác v i trung tâm này g i là ch t đi u hòa alosteric.ấ ơ ấ ươ ớ ọ ấ ề Khi trung tâm đi u hòa này t ng tác v i ch t đi u hòa alosteric s làm thay đ iề ươ ớ ấ ề ẽ ổ c u trúc không gian c a trung tâm ho t đ ng. Do đó ho t tính xúc tác c a enzymeấ ủ ạ ộ ạ ủ s b thay đ i theo. ẽ ị ổ N u quá trình này làm tăng ho t tính c a enzyme thì ch t đi u hòa alosteric nàyế ạ ủ ấ ề g i là ch t đi u hòa d ng. Ng c l i, n u quá trình này làm gi m ho t tính c aọ ấ ề ươ ượ ạ ế ả ạ ủ enzyme thì ch t đi u hòa alosteric này g i là ch t đi u hòa âm. Ch t đi u hòa nàyấ ề ọ ấ ề ấ ề hoàn toàn không b bi n đ i khi chúng t ng tác v i enzyme.ị ế ổ ươ ớ 1.4. Tính đ c hi u c a enzymeặ ệ ủ 1.4.1. Khái ni m chungệ Tính đ c hi u cao c a enzyme là m t trong nh ng khác bi t ch y u gi aặ ệ ủ ộ ữ ệ ủ ế ữ enzyme v i các ch t xúc tác khác. M i enzyme ch có kh năng xúc tác cho sớ ấ ỗ ỉ ả ự chuy n hóa m t hay m t s ch t nh t đ nh theo m t ki u ph n ng nh t đ nh. Sể ộ ộ ố ấ ấ ị ộ ể ả ứ ấ ị ự tác d ng có tính l a ch n cao này g i là tính đ c hi u ho c tính chuyên hóa c aụ ự ọ ọ ặ ệ ặ ủ enzyme. 1.4.2. Các hình th c đ c hi uứ ặ ệ Có th phân bi t hai ki u đ c hi u: đ c hi u ki u ph n ng và đ c hi u cể ệ ể ặ ệ ặ ệ ể ả ứ ặ ệ ơ ch t.ấ 8 Công ngh Enzyme – Proteinệ 1.4.2.1 Đ c hi u ki u ph n ngặ ệ ể ả ứ Đ c hi u này th hi n ch m i enzyme ch có th xúc tác cho m t trong cácặ ệ ể ệ ở ỗ ỗ ỉ ể ộ ki u ph n ng chuy n hóa m t ch t nh t đ nh. ể ả ứ ể ộ ấ ấ ị Ví d , amino axit có kh năng x y ra ph n ng kh carboxyl, ph n ng khụ ả ả ả ứ ử ả ứ ử amin b ng cách oxy hóa và ph n ng v n chuy n nhóm amin, vì v y m i ph n ngằ ả ứ ậ ể ậ ỗ ả ứ y c n có m t enzyme đ c hi u t ng ng xúc tác theo th t là decarboxylase,ấ ầ ộ ặ ệ ươ ứ ứ ự aminoacid oxydase và aminotransferase. 1.4.2.2 Đ c hi u c ch tặ ệ ơ ấ M i m t c ch t có m t lo i enzyme t ng tác t ng ng. Các enzyme có thỗ ộ ơ ấ ộ ạ ươ ươ ứ ể phân bi t đ c nh ng c ch t mà nó s tác d ng. M c đ đ c hi u c a cácệ ượ ữ ơ ấ ẽ ụ ứ ộ ặ ệ ủ enzyme không gi ng nhau, ng i ta th ng phân bi t thành các m c sau:ố ườ ườ ệ ứ  Đ c hi u tuy t đ iặ ệ ệ ố Enzyme ch tác d ng trên m t c ch t nh t đ nh và h u nh không có tác d ngỉ ụ ộ ơ ấ ấ ị ầ ư ụ v i ch t nào khác. Ví d , urease h u nh ch tác d ng v i ure, th y phân nó thànhớ ấ ụ ầ ư ỉ ụ ớ ủ khí cacbonic và amoniac: Tuy nhiên, ure cũng tác d ng đ c v i các ch t khác có c u trúc g n gi ng ureụ ượ ớ ấ ấ ầ ố (hydroxyure) nh ng v i v n t c bé h n 120 l n.ư ớ ậ ố ơ ầ Các enzyme khác nh arginase, glucooxydase cũng thu c lo i có tính đ c hi uư ộ ạ ặ ệ tuy t đ i, vì arginase ch xúc tác th y phân L- arginin t o thành L-ornitin và ure màệ ố ỉ ủ ạ không tác d ng lên este metylic c a arginin.ụ ủ Nh ng enzym có tính đ c hi u tuy t đ i th ng đ c dùng đ đ nh l ngữ ặ ệ ệ ố ườ ượ ể ị ượ chính xác c ch t c a nó.ơ ấ ủ 9 [...]... theo Công nghệ Enzyme – Protein 21 Lineweaver – Burk khi có kìm hãm hỗn tạp Các giá trị α, α’ được định nghĩa như trên Trường hợp α = α’ gọi là kìm hãm không cạnh tranh (noncompetitive) Hình 2.10 Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ cơ chất theo Lineweaver – Burk khi có kìm hãm không cạnh tranh Bảng 2.1 Ảnh hưởng của kiểu kìm hãm lên Vmax và Km Công nghệ Enzyme – Protein 22 Trường hợp kìm hãm enzyme. .. Ví dụ enzyme xúc tác cho sự thủy phân ure (carbamid) có: có tên hệ thống là: Carbamid – amidohydrodase, tên thông dụng: urease 3.2 Phân loại enzyme 3.2.1 Các lớp enzyme Công nghệ Enzyme – Protein 26 Dựa vào tính đặc hiệu phản ứng của enzyme, Hội hóa sinh quốc tế (IUB) đã thống nhất phân loại enzyme thành sáu lớp, đánh số từ 1 đến 6 Các số thứ tự này là cố định cho mỗi lớp 1 Oxydoreductase: Các enzyme. .. enzym Công nghệ Enzyme – Protein 13 Mỗi loại liên kết đòi hỏi những điều kiện khác nhau và chịu ảnh hưởng khác nhau khi có nước Chương 2 ĐỘNG HỌC ENZYME 2.1 Ý nghĩa của việc nghiên cứu động học enzyme Nghiên cứu động học enzyme là nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố nồng độ cơ chất, enzyme, pH môi trường, nhiệt độ, các chất kìm hãm… đến tốc độ phản ứng do enzyme xúc tác Việc nghiên cứu động học enzyme. .. oxaloacetic Enzyme này có chứa nhóm phụ là biotin, cần acetyl - CoA và Mg++ cho phản ứng xúc tác Chương 4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ENZYME 4.1 Những nguyên tắc chung khi nghiên cứu enzyme Công nghệ Enzyme – Protein 32 Enzyme là những chất xúc tác sinh học có bản chất protein và rất không ổn định Trong những điều kiện bất lợi, chúng không bền, dễ bị biến tính và mất hoạt độ Do đó, khi nghiên cứu enzyme cần... enzyme 4.2.1 Nguồn nguyên liệu Enzyme có trong tất cả các cơ thể động vật, thực vật và vi sinh vật Một số nguyên liệu thường dùng làm nguồn nguyên liệu để tách enzyme như: 4.2.1.1 Nguồn thực vật Công nghệ Enzyme – Protein 34 Enzyme hay có mặt ở các cơ quan dự trữ như hạt, củ, quả, lá Cơ quan dự trữ giàu chất gì thì nhiều enzyme chuyển hóa chất ấy - Hạt thầu dầu (tách lipase) - Hạt đậu tương (tách enzyme. .. 3.2.2.5 Lớp enzyme isomerase Lớp enzyme gồm 5 lớp phụ, trong quá trình này có sự sắp xếp lại trong phân tử cơ chất Có thể biểu thị như sau:  UDP - glucose - 4 – epimerase: xúc tác cho sự chuyển hóa tương hỗ phức tạp giữa galactose và glucose, tức là làm xoay nhóm OH xung quanh nguyên tử carbon ở vị trí thứ tư của đường galactose Enzyme có coenzyme NAD+, xúc tác cho phản ứng: Công nghệ Enzyme – Protein. .. sống, hoạt tính enzyme còn phụ thuộc vào giai đoạn sinh trưởng phát triển Công nghệ Enzyme – Protein 25 Chương 3 Cách gọi tên và phân loại enzyme 3.1 Cách gọi tên enzyme Theo qui ước quốc tế - tên gọi hệ thống của enzyme thường gồm hai phần: - Phần thứ nhất chỉ tên cơ chất (nếu có nhiều cơ chất thì tên các cơ chất cách nhau bằng dấu hai chấm) - Phần thứ hai chỉ tên kiểu phản ứng mà enzyme xúc tác,... giới hạn nào đó thì vận tốc phản ứng enzyme sẽ bị giảm do sự biến tính của protein Công nghệ Enzyme – Protein 23 Nhiệt độ ứng với vận tốc cực đại gọi là nhiệt độ tối thích, thường ở trong khoảng từ 40-600C Tuy nhiên, mỗi enzyme có một nhiệt độ tối thích khác nhau, nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nguồn enzyme, cơ chất, pH môi trường, thời gian phản ứng… Nhiệt độ mà enzyme bị mất hoàn toàn hoạt tính... hoặc trans Ví dụ, enzyme fumarathydratase chỉ tác dụng lên dạng trans của axit fumaric mà không tác dụng lên dạng cis để tạo thành axit L – malic Công nghệ Enzyme – Protein 11 Trong tự nhiên cũng có các enzyme xúc tác cho phản ứng chuyển hóa tương hổ giữa các cặp đồng phân không gian tương ứng Ví dụ, lactatracemase của vi khuẩn xúc tác cho phản ứng chuyển hóa lẫn nhau giữa axit D - và L – lactic, aldo... với enzyme ở chỗ khác với trung tâm hoạt động, làm thay đổi dạng không gian của phân tử enzyme theo hướng không có lợi cho hoạt Công nghệ Enzyme – Protein 20 động xúc tác của nó, do đó làm giảm vận độ phản ứng Vì vậy sau khi kết hợp với chất kìm hãm này, enzyme vẫn có thể tiếp tục kết hợp với cơ chất tạo thành phức chất Hình 2.8 Kiểu kìm hãm hỗn tạp Ngoài ra, chất kìm hãm không những kết hợp với enzyme . Công nghệ Enzyme – Protein Công ngh Enzyme – Protein M c l cụ ụ PH N IẦ CÔNG NGH ENZYME 3 Ch ng 1ươ Nh ng khái ni m c b n v enzyme ệ ơ ả ề 7 1.1. Đ nh nghĩa enzyme . phân lo i enzyme ạ 44 3.1. Cách g i tên enzyme 44 3.2. Phân lo i enzyme 44 1 Công ngh Enzyme – Protein 3.2.1. Các l p enzyme 44 3.2.2. Các ph n ng enzyme ứ 46 3.2.2.1 L p enzyme oxydoreductaseớ. cis đ t o thành axit L – malicụ ạ ể ạ 10 R – C – N – CH - COOH O H R’ RCOOH + H 2 N – CH - COOH R’ cacboxypeptidaza Công ngh Enzyme – Protein Trong t nhiên cũng có các enzyme xúc tác cho ph