HÓA SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG - ENZYME pps

NTTS Biochemistry 1 Chương 7 ENZYME HÓA SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG II. CẤU TẠO CỦA ENZYME III. CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA ENZYME III. TIỀN ENZYME VÀ SỰ HOẠT HÓA IV. TÍNH ĐẶC HIỆU CỦA ENZYME V. GỌI TÊN VÀ PHÂN LOẠI ENZYME THEO TÍNH ĐẶC HIỆU VI. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VẬN TỐC PHẢN ỨNG ENZYME VII. ĐƠN VỊ HOẠT TÍNH CỦA ENZYME VIII. ỨNG DỤNG ENZYME IX. NGUỒN THU NHẬN ENYME NTTS Biochemistry 2 BẢN CHẤT HÓA HỌCBẢN CHẤT HÓA HỌC CẤU TẠOCẤU TẠO - Enzyme là tên gọi một nhóm các chất hữu cơ có hoạt tính sinh học - Enzyme không chỉ xúc tác cho các phản ứng trong hệ thống sống - Số lượng các enzyme - Bản chất enzyme : là protein    có tính chất của protein I. I. GiGiỚỚII THITHIỆỆU CHUNGU CHUNG Enzyme PTL (Dalton) Hydrogenase 9000 Ribonuclease 12700 Beta-amylase 15500 Glutamate dehydrogenase 1000000 Piruvat decacboxylase >1000000 Bảng : PHÂN TỬ LƯNG CỦA MỘT SỐ ENZYME - Cấu trúc NTTS Biochemistry 3 -Enzyme không bền -Enzyme có tính lưỡng tính: - Hệ thống đa enzyme (mutilenzyme): A B C D Z E1 E2 E3 E4 SOSO SÁNHSÁNH GIỮAGIỮA ENZYMEENZYME && CHẤTCHẤT XÚCXÚC TÁCTÁC VÔVÔ CƠCƠ Enzyme có nguồn gốc sinh học… VD: phản ứng thủy phân protein - Bằng enzyme : pH acid yếu hay trung tính hay kiềm tùy enzyme, nhiệt độ 37 0 C, vài chục phút. - Bằng xúc tác vô cơ : acid đặc, nhiệt độ>100oC, 1- 3ngày Điều kiện phản ứng: NTTS Biochemistry 4 Cường độ phản ứng : VD : - Khi nằm ngoài tế bào H 2 O 2 phân giải từ từ. Nếu có Fe 3+ xúc tác phản ứng xảy ra vô cùng yếu; nếu có platin xúc tác sự phân giải H 2 O 2 sẽ tăng lên 20 000 lần - Trong tế bào khi phân giải có catalase xúc tác thì sự phân giải H 2 O 2 sẽ tăng lên 3.10 11 lần. SOSO SÁNHSÁNH GIỮAGIỮA ENZYMEENZYME && CHẤTCHẤT XÚCXÚC TÁCTÁC VÔVÔ CƠCƠ Tính đặc hiệu: Hoạt tính của enzyme VD: Tác nhân acid H+ có thể xúc tác cho cả phản ứng thủy phân tinh bột hay protein thì enzyme amylase chỉ xúc tác cho phản ứng thủy phân tinh bột, và protease xúc tác cho phản ứng thủy phân protein. SOSO SÁNHSÁNH GIỮAGIỮA ENZYMEENZYME && CHẤTCHẤT XÚCXÚC TÁCTÁC VÔVÔ CƠCƠ NTTS Biochemistry 5 II. CẤU TẠO CỦA ENZYMEII. CẤU TẠO CỦA ENZYME 1. 1. ThànhThành phầnphần cấucấu tạotạo củacủa enzymeenzyme Enzyme đơn giản -Cấu tạo: -Thường là loại enzyme thủy phân . Enzyme phức tạp - Cấu tạo: +Apoenzyme + Cofactor (yếu tố phối hợp) : - Thường là enzyme oxy hoá khử enzym apoenzym cofactor (prostetic, coenzyme) + Cofactor có thể là: -Nhóm prostetic (nhóm ngoại): -Các ion kim loại: -Coenzyme: NTTS Biochemistry 6 2. MỘT SỐ COFACTOR QUAN TRỌNG 2.1. Coenzyme là các vitamin hoặc dẫn xuất của chúng a.Vitamin B1 - Tiamin pirophotphat (TPP), TPP có chức năng: -Đề carboxyl các α αα α-cetoaminoacid -Đề cacboxyl oxy hóa các α αα α-ceto acid -Chuyển nhóm ceto (transcetolase). b. Vitamin B2 - Các coenzyme Flavin FMN Coenzyme của các enzyme oxy hoá khử, gồm có - FMN (Flavin mononucleotic) - FAD (Flavin Adenin Dinucleotide) FAD NTTS Biochemistry 7 Chức năng: Tham gia quá trình hô hấp, vận chuyển hydro; vòng izoalloxazin nhận cả 2 proton H+ và 2e, coenzyme từ dạng oxy hoá trở thành dạng khử. C=O NH C=O N H N H NN CH 3 CH 3 R C=O NH C=O N N NN CH 3 CH 3 R +2H -2H Dạng oxy hoá Dạng khử c.Vitamin B6-Pirydoxal photphat,Pirydoxamin photphat Chức năng: Vận chuyển nhóm amin -NH 2 từ 1 α acid amin này sang α acid amin khác. R - C H - C O O H NH 2 CO COOHR C H COOHR1 NH 2 CO COOHR1 pirodoxamin P pirodixal P Cơ chế cụ thể như sau: NTTS Biochemistry 8 N C=OH CH 2 OP CH 3 OH N H CH 2 OP CH 3 OH C H NH 2 COOHR COOHR N H -H 2 O piridoxal photphat acid amin C COOHR NH H CH N H CH 2 OP CH 3 OH NH 2 CH N H CH 2 OP CH 3 OH R - C - C O O H O alpha cetoaxit piridoxamin photphat bazơ ship C Nhóm -CHO của pirodoxal photphat là chất nhận nhóm NH 2 để chuyển thành Bazơ-ship, khi nhóm này bò thuỷ phân sẽ chuyển thành α-cetoacid và pirydoxamin NH 2 CH N H CH 2 OP CH 3 OH O COOHR1 N H CH 2 OP CH 3 OH O C O O H R1 NH 2 -H 2 O + O +H 2 + Qua giai đoạn trung gian bazơ Ship piridoxal photphatpiridoxamin photphat một cetoacid khác Pirydoxamin photphat lại tác dụng với α- cetoacid khác để tạo thành pirydoxal photphat và acid amin khác NTTS Biochemistry 9 d.Vitamin PP - Nicotin amid nucleotide (NAD, NADP) Coenzym của enzym oxy hóa khử: NAD và NADP Chức năng: Tham gia vào quá trình hô hấp _ vận chuyển hydro. Vòng nicotin amid của NAD nhận proton H+ và 2 điện tử trở thành dạng khử NADH Coenzyme NAD Coenzyme NADH Cơ chế vận chuyển điện tử của NADH Sự chuyển hóa các dạng xúc tác NTTS Biochemistry 10 e. Vitamin B3 - Coenzyme A (coA, CoASH) thường gặp trong các quá trình trao đổi chất, gọi là coenzyme A vì nó xúc tác cho quá trình acetyl hoá. Vò trí hoạt động là nhóm –SH. O O OH H H N NN N NH 2 CH 2 -O-P P CO N H C H 2 C H 2 CO NH CH 2 CH 2 SH CH 2 -C-CHOH OP CH 3 CH 3 axit panthotenic (vit B3) Thioethylamin Nhóm hoạt động Adenin Chức năng: nhóm – SH liên kết với 1 gốc acid tạo thành liên kết cao năng xúc tác cho quá trình acetyl hóa COOH HSCoA CH 3 COOH CH 3 CO SCoA R CoA HSCoA + + ~ acyl- + + H 2 O H 2 O R - CO~SCoA [...]... acyl coenzyme A (R-CO-S-CoA) Acetyl coA Acyl-coA acetyl sẽ tạo thành acetyl coenzyme A (CH3-CO-S-CoA) f Acid lipoic: (1,2-dithione-3-pentanoic acid) antioxidant có chứa S, hoạt động trong pha béo và nước Biochemistry 11 NTTS g Biotin (vitamin H) Là coenzyme của các enzyme vận chuyển CO2 +Biotin gắn với CO2 tại nhóm NH tạo thành Biotin cacboxylated Biotin cacboxylated Biotin +Biotin gắn với apoenzyme... chỉ tác dụng lên L-malic acid mà không tác dụng lên D-malic acid COOH HO CH CH2 fumarahydratase CH- COOH HOOC - CH COOH L- malic Biochemistry acid furamic 24 NTTS V GỌI TÊN VÀ PHÂN LOẠI ENZYME -Theo tên thông dụng : papain, pepsin, chymotripsin -Theo tên cơ chất gắn đuôi aza (ase): peptidase, amylase -Tên cơ chất ghép với tên kiểu phản ứng: pyruvate dehydrogenase Hội đồng Hóa sinh học quốc tế đã thống... Oxidoreductase EtOH + NAD Acetaldehyde + NADH 2 Transferase Glucose + ATP Glucose-6 phosphate + ADP 3 Hydrolase Peptiden Peptiden-1 + amino acid 4 Lyase Acetoacetate Acetone + CO2 5 Isomerase D-alanine L-alanine 6 Ligase Fatty acid + CoA + ATP  Fatty acyl CoA + AMP + PP STT Biochemistry 26 NTTS VI CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VẬN TỐC PHẢN ỨNG ENZYME 1 Nồng độ enzyme Trong điều kiện dư... CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA ENZYME S (subtrate-cơ chất), E (enzyme) , ES: phức hợp enzyme- cơ chất, EP: phức hợp enzyme- sản phẩm 2 CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA ENZYME Phản ứng chia làm 3 giai đoạn: (1) Giai đoạn hình thành phức ES (2) Giai đoạn hoạt hóa và biến đổi cơ chất (3) Giai đoạn tạo thành sản phẩm P và giải phóng E Biochemistry 20 NTTS Có 2 giả thiết về cơ chế tác dụng của enzym cơ chế khóa và chìa cơ chế cảm... VD: enzyme lipase thủy phân tất cả các liên kết ester 2.3 Đặc hiệu nhóm VD: protease xúc tác thuỷ phân liên kết peptide gồm: +Exopeptidase: thủy phân liên kết ở đầu tận cùng +Endopeptidase: thủy phân liên kết peptide bên trong cacboxylpeptidase thuỷ phân lk gần nhóm cacboxyl tự do cacboxylpeptidase R- C - N - CH - COOH RCOOH + H2N - CH - COOH O H R' R' 2.4 Đặc hiệu quang học (đặc hiệu lập thể) VD: enzyme. .. (homotropic): Chất điều hòa dò hướng (heterotropic): III CƠ CH TÁC D NG C A ENZYME 1 Các lo i liên k t trong [ES] a).Liên kết ion (tương tác tónh điện): nhóm tích điện của cơ chất với nhóm tích điện trái dấu trên enzyme hình thành liên kết ion giữa dipeptide glixil - L - tyrozin và cacboxylpeptidase O NH2+ + NH3 Gly Tyr CO - + C-NH-CH2-CH2_E glixil -LTyrozin Biochemistry NH2 mạch bên của gốc Arg của enz 18 NTTS... dụng của enzyme hoạt hóa, zymogen bò cắt bớt một số liên kết peptide Bảng: Proenzyme và các enzyme hoạt hóa tương ứng g: Proenzyme Pepsinogen Chymotrypsinogen Trypsinogen Procacboxypeptidase Proelastase Biochemistry Enzyme Pepsin Chymotrypsin Trypsin Cacboxypeptidase Elastase Hoạt hóa Pepsin Trypsin, Chymotrypsin Trypsin, enteropeptidase Trypsin Trypsin 22 NTTS Ví dụ: Tripsinogen có thể được hoạt hóa nhờ... hưởng đến mức độ ion hóa của cơ chất và enzyme Đối với enzyme: pH gây ra sự thay đổi mức ion hóa trong các nhóm chức trong TTHĐ Đối với cơ chất: pH ảnh hưởng tới mức độ ion hoá Biochemistry 31 NTTS pH tối thích (pHopt): Đa số enzyme có pHopt trung tính ( 6-8 ), có enzyme có pHopt rất acid như pepsin (từ 1,52) hay rất kiềm như acginase, phosphatase kiềm (9,5 -1 0) VII ĐƠN V HO T TÍNH C A ENZYME Cơ s tính xác... tính với nồng độ enzyme V = k [E] V : vận tốc phản ứng [E] : nồng độ enzym k : hằng số vận tốc của phản ứng (phụ thuộc bản chất hóa học của chất phản ứng) 2 nh hưởng của cơ chất [ET] nồng độ enzyme tổng; [E] nồng độ enzyme tự do Km được gọi là hằng số [ES] Michaelis Phương trình động học do L.Michaelis và M.Menten đề xuất Biochemistry 27 NTTS + mối quan hệ V và [S] + mô hình động học học phản ứng E Xét... hoạt hóa (Activator) ĐN và bản chất: -Activator trực tiếp: + phá vỡ lk một số liên kết + phục hồi nhóm chức trong TTHĐ - Activator gián tiếp: Biochemistry 30 NTTS 5 nh hưởng của nhiệt độ : Trong điều kiện sinh lí nhất đònh khi tăng nhiệt độ thì vận tốc phản ứng tăng lên từ 0- 50oC Nhiệt độ tối thích: topt phụ thuộc time, [E], [S], trạng thái tồn tại của Enz Enz thực vật: 5 0-7 00C Enz động vật : 4 0-5 00C . HỌCBẢN CHẤT HÓA HỌC CẤU TẠOCẤU TẠO - Enzyme là tên gọi một nhóm các chất hữu cơ có hoạt tính sinh học - Enzyme không chỉ xúc tác cho các phản ứng trong hệ thống sống - Số lượng các enzyme -. NTTS Biochemistry 1 Chương 7 ENZYME HÓA SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG II. CẤU TẠO CỦA ENZYME III. CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA ENZYME III. TIỀN ENZYME VÀ SỰ HOẠT HÓA IV. TÍNH ĐẶC HIỆU CỦA ENZYME V. GỌI TÊN. CỦA MỘT SỐ ENZYME - Cấu trúc NTTS Biochemistry 3 -Enzyme không bền -Enzyme có tính lưỡng tính: - Hệ thống đa enzyme (mutilenzyme): A B C D Z E1 E2 E3 E4 SOSO SÁNHSÁNH GIỮAGIỮA ENZYMEENZYME &&