bài giảng môn học công nghệ enzim

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC YERSIN – ĐÀ LẠT  MÔN HỌC  Gv: ThS. Phạm Nữ Kim Hoàng  Môn học cung cấp những kiến thức cơ bản về:  Enzyme  Công nghệ Enzyme  Một số Enzyme thường gặp  Ứng dụng của Enzyme trong đời sống  Sau khi kết thúc môn học, sinh viên có thể hiểu được một số nội dung:  Khái niệm E, vai trò của E trong cơ thể  Các yếu tố ảnh hưởng hoạt tính E  Thu nhận E   Tiểu luận nhóm: 30%  Thi cuối kỳ: 70% YÊU CẦU ĐỐI VỚI SINH VIÊN  Dự lớp đầy đủ để nắm vững các nội dung quan trọng của môn học  Đọc tài liệu trước để trang bị thêm kiến thức môn học  1. Nguyễn Đức Lượng (Chủ biên), 2004. Công nghệ Enzyme. NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh. 2. Phạm Thị Trân Châu, Phan Tuấn Nghĩa, 2007. Công nghệ Sinh học – Tập 3: Enzyme và Ứng dụng. NXB Giáo dục. 3. Trần Xuân Ngạch. Công nghệ Enzyme. http://www.ntu.edu.vn/canbo/cucntk/privateres/canbo/cucntk/file/cong. 4. Andrés Illanes (Ed.), 2008. Enzyme Biocatalysis – Principles and Applications. Springer Science. NỘI DUNG Enzyme & Công nghệ Enzyme 3 Enzyme cố định 3 Phương pháp & kỹ thuật cơ bản trong Công nghệ E 3 Thu nhận Enzyme 3! Ứng dụng Enzyme 3" Phương pháp lên men vi sinh vật 3# $%  &'()*+,-./+(0+(1'2.3 Cơ thể là một hệ thống mở quan hệ chặt chẽ đến quá trình trao đổi chất ở bên trong tế bào cũng như giữa tế bào với môi trường ngoài Quá trình trao đổi chất diễn ra trong và ngoài tế bào tạo nên sự biến đổi liên tục của vật chất trong tự nhiên &'()*+,-./+(0+(1'2.3  Trong p/ứng hóa học, nếu bổ sung vào p/ứng chất có tác dụng làm tăng tốc độ lên hàng chục lần => chất xúc tác  Trong p/ứng sinh học (xảy ra trong & ngoài tế bào cơ thể), chất có tác dụng làm tăng tốc độ p/ứng => Enzyme  Tùy thuộc vị trí xúc tác để phân biệt 2 loại E E ngoại bào: x/tác p/ứng ngoài t/bào E nội bào: x/tác p/ứng trong t/bào 4'('2(56'78.9 Enzyme (men) là những đại phân tử tồn tại trong tự nhiên hay được tổng hợp, có thể xúc tác cho một hay nhiều phản ứng với mức độ đặc hiệu khác nhau ở t0 & P bình thường [...]... đối • Đặc hiệu quang học ĐẶC HIỆU TUYỆT ĐỐI Tác dụng lên 1 cơ chất nhất định Urea Acetamide Urease H2O Urease H2O CO2 + 2NH3 Không xảy ra ĐẶC HIỆU TƯƠNG ĐỐI Tác dụng lên 1 kiểu liên kết hóa học của cơ chất nhưng không phụ thuộc vào cấu tạo của các thành phần tham gia kiểu liên kết này ĐẶC HIỆU QUANG HỌC Tác dụng lên 1 trong 2 dạng đồng phân không gian (D hay L) và đồng phân hình học (cis hay trans)... và điều kiện phản ứng (Gene quyết định tổng hợp một loại E nào đó, mỗi E quyết định một phản ứng sinh hóa) Một gene -> một E -> một phản ứng Bản chất hóa học của Enzyme  Là protein, đóng vai trò x/tác sinh học trong cơ thể  Dựa vào bản chất hóa học, phân loại E: • E đơn cấu tử (E 1 thành phần): cấu tạo chỉ từ protein, tính x/tác được qui định bởi cấu trúc phân tử protein đó VD: pepsin, trypsin, urease,... h/cơ đặc hiệu gắn lỏng lẻo hay chặt chẽ với phần 1 => thúc đẩy quá trình x/tác Còn được gọi là chất cộng tác (cofactor) vì có nó vtrò x/tác của phần 1 mới diễn ra Bản chất hóa học của Enzyme  Là protein,  Dựa vào bản chất hóa học, phân loại E: • E đơn cấu tử (E 1 thành phần): VD: pepsin, trypsin, urease, amylase,… • E đa cấu tử (E 2 thành phần): VD catalase, oxydase, … + Phần protein: apoprotein, apoenzyme... giảm Q hoạt hóa: p/ứng E xảy ra ở t 0 bình thường Trong khi đó, các p/ứng hóa học muốn thực hiện được thường cần Q rất lớn E làm tăng tốc độ p/ứng: khi đó v chuyển hóa cơ chất tăng  quá trình trao đổi chất tăng  số lượng và khối lượng tế bào tăng Cơ chế tác dụng của E  E làm S biến đổi mạnh về cấu trúc & tính chất hóa học tạo P Quá trình xúc tác diễn ra qua các giai đoạn: • E kết hợp S bởi các... sinh học của Enzyme  Có bản chất protein  Có trong mọi tế bào sống & được tổng hợp từ tế bào  X/tác cho p/ứng xảy ra trong cơ thể sống; ngoài cơ thể sống, ở điều kiện nhất định, vẫn giữ được tính x/tác  Tham gia phản ứng ở t0 & P bình thường  X/tác từ đầu đến khi giải phóng toàn bộ Q dự trữ trong hợp chất (tạo CO2, H20, chất khác và ↑ Q)  Có thể thực hiện 1 hay nhiều phản ứng Bản chất sinh học. .. phân không gian (D hay L) và đồng phân hình học (cis hay trans) của S fum arate hydra tase L- malic acid Fumaric acid Không xảy ra D – malic acid ĐẶC HIỆU QUANG HỌC Tác dụng lên 1 trong 2 dạng đồng phân không gian (D hay L) và đồng phân hình học (cis hay trans) của S Fumaric acid (dạng trans) fum arate hydra tase Fumaric acid (dạng cis) L- malic acid Không xảy ra Gọi tên Có đuôi là “ ase” hoặc “…aze”... gian & mức độ bền vững của các liên kết làm cho các liên kết bị phá vỡ & tạo P •Sản phẩm tạo thành tách khỏi E Cơ chế tác dụng của E  Dưới tác dụng của E, S biến đổi mạnh về cấu trúc & tính chất hóa học tạo P Quá trình xúc tác diễn ra qua các giai đoạn: • E kết hợp S bởi các liên kết yếu tạo phức hệ E-S không bền (Xảy ra nhanh, yêu cầu ít Q) •S trong phức hệ E-S thay đổi cấu hình không gian & mức... trong tế bào E làm giảm Q hoạt hóa: các p/ứng sinh hóa trong tế bào sinh vật đều được thực hiện ở t0 bình thường, trùng với t0 cơ thể  phản ứng E xảy ra ở t0 bình thường Trong khi đó, các p/ứng hóa học muốn thực hiện được thường cần Q rất lớn => Như vậy các p/ứng E có Q hoạt hóa thấp gắn liền với quá trình tiến hóa của sinh vật Nếu t0 cơ thể tăng sẽ làm rối loạn quá trình sinh lý tế bào ==> cơ thể... khám phá, hơn 200 E thu được ở dạng tinh thể Cấu trúc của Enzyme Giống protein, ngoài ra có TTHĐ (k phải tất cả các phần của E th/gia x/tác mà chỉ có 1 cơ quan có tính đặc hiệu) TTHĐ gồm các nhóm hóa học hay l/kết peptide tiếp xúc trực tiếp với cơ chất, hoặc không tiếp xúc trực tiếp nhưng có chức năng trực tiếp trong quá trình x/tác; Các phần khác trong TTHĐ như cái khung giữ cho E có cấu trúc thích . ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC YERSIN – ĐÀ LẠT  MÔN HỌC  Gv: ThS. Phạm Nữ Kim Hoàng  Môn học cung cấp những kiến thức cơ bản về:  Enzyme  Công nghệ Enzyme  . dung quan trọng của môn học  Đọc tài liệu trước để trang bị thêm kiến thức môn học  1. Nguyễn Đức Lượng (Chủ biên), 2004. Công nghệ Enzyme. NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí. Minh. 2. Phạm Thị Trân Châu, Phan Tuấn Nghĩa, 2007. Công nghệ Sinh học – Tập 3: Enzyme và Ứng dụng. NXB Giáo dục. 3. Trần Xuân Ngạch. Công nghệ Enzyme. http://www.ntu.edu.vn/canbo/cucntk/privateres/canbo/cucntk/file/cong. 4. Andrés