nghiên cứu động học của enzym cố định

nghiên cứu động học của enzym cố định

Tiểu luận động học enzyme Lê Hồng Nga MỞ ĐẦU Enzym là chất xúc tác sinh học có bản chất protein, có thể hoà tan trong nước và trong dung dịch muối loãng. Enzym có phân tử lượng lớn từ 20.000 đến 1.000.000 dalton vì vậy cũng như protein, enzym không đi qua được các màng bán thấm. Enzym có nhiều tính chất ưu việt hơn hẳn các chất xúc tác hoá học. Enzym có cường lực xúc tác rất lớn; có tính đặc hiệu cao nên không tạo ra những sản phẩm phụ. Enzym lại có thể thực hiện hoạt động xúc tác trong điều kiện nhẹ nhàng, ở áp suất thường, pH trung tính, nhiệt độ 30°C-50°C. Enzym có nguồn gốc tự nhiên không độc, được sản xuất trên những nguồn nguyên liệu rẻ tiền. Hiện nay, Việt Nam đã sử dụng rất phổ biến enzym trong ngành công nghiệp, song các chế phẩm enzym đang sử dụng phần lớn là nhập khẩu. Do vậy, để giảm giá thành sử dụng, người ta nghiên cứu để có thể sử dụng lặp lại nhiều lần một lượng enzym, đó là tạo ra enzym không tan (enzym cố định). Từ năm 1950, việc nghiên cứu enzym cố định bắt đầu phát triển mạnh. Đến năm 1995, người ta đã thu được hơn 100 các chế phẩm enzym cố định[1]. Ngày nay, enzym cố định ngày càng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Vì vậy, việc nghiên cứu động học enzym cố định là rất quan trọng. Động học enzym là môn học nghiên cứu về tốc độ phản ứng xúc tác bởi enzym và các yếu tố ảnh hưởng lên nó. Nghiên cứu động học enzym cho phép xác định được bản chất của quá trình phản ứng và cơ chế xảy ra phản ứng xúc tác bởi enzym; thành phần và cấu tạo của tâm hoạt động enzym; vai trò của một enzym nào đó trong một khâu chuyển hoá nào đó. Nghiên cứu động học enzym còn có ý nghĩa thực tiễn là nó cho phép chủ động điều khiển sử dụng một chế phẩm enzym nào đó trong nghiên cứu và sản xuất. Trong tiểu luận này, chúng ta đi sâu nghiên cứu động học của enzym cố định, bao gồm những nội dung chính: Phần 1: Tổng quan về enzym cố định Phần 2: Động học phản ứng của enzym cố định Phần 3: Lipase từ Candida rugosa và một số phương pháp cố định 1 Tiểu luận động học enzyme Lê Hồng Nga PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ ENZYM CỐ ĐỊNH 1.1. Định nghĩa: Enzym cố định (immobilized enzymes) là những enzym được gắn lên các chất mang không hoà tan hoặc các enzym được liên kết với nhau bằng liên kết đồng hoá trị tạo nên đại phân tử enzym không hoà tan. Enzym cố định có nhiều ưu điểm hơn hẳn enzym hoà tan. Enzym cố định không những có thể sử dụng lặp lại nhiều lần với cùng một lượng enzym mà còn có thể sử dụng enzym cố định lẫn vào trong sản phẩm mà không làm ảnh hưởng đến màu sắc, mùi vị và chất lượng thực phẩm. Enzym cố định có thể tách ra khỏi phản ứng, làm ngừng nhanh phản ứng. Enzym cố định bền hơn enzym tự do, do đó có thể kết hợp tận dụng các yếu tố pH và nhiệt độ[1]. Mặc dù hoạt độ riêng của chế phẩm enzym cố định có bị giảm xuống nhưng vì nó có thể tách ra khỏi sản phẩm phản ứng để dùng trở lại nên hiệu suất sử dụng enzym cố định vẫn lớn hơn nhiều so với enzym tự do. 1.2. Các phương pháp cố định enzym: 1.2.1. Phương pháp gắn enzym bằng liên kết đồng hoá trị Cố định enzym bằng liên kết đồng hoá trị với các polyme đã được hoạt hoá là một trong những phương pháp cố định enzym phổ biến nhất, đảm bảo liên kết vững chắc của enzym với chất mang. Bản chất của phương pháp này là enzym được gắn với chất mang thông qua “cầu” nối. Cầu nối này có kích thước không lớn và có hai đầu, một đầu nối với chất mang polyme, đầu còn lại nối với enzym. Ví dụ glutaraldehit cũng hay được sử dụng làm cầu nối để gắn enzym vì nó chứa hai nhóm aldehit ở hai đầu của phân tử. Hai nhóm này ở giá trị pH trung tính sẽ phản ứng với các nhóm NH 2 tự do. Như vậy, một đầu của glutaraldehit được gắn vào chất mang còn đầu kia sẽ được gắn vào enzym[2]. Chất mang thường được sử dụng là các polyme khác nhau như: celluloza, agaroza, alginic axit, collagen, keratin và các dẫn xuất của chúng; hoặc các polyme tổng hợp như polyme của acrylic axit, polyurethan, các dẫn xuất N-vinylpyrolidon và các loại polyme khác[2]. 2 Tiểu luận động học enzyme Lê Hồng Nga 1.2.2. Phương pháp gói enzym trong khuôn gel Nguyên tắc của phương pháp này là gói enzym vào trong khuôn gel bằng cách trùng hợp hoá gel khi có mặt đồng thời gel và enzym. Sau khi kết thúc quá trình trùng hợp của gel thì enzym được gói trong các khuôn gel đó. Gel thường sử dụng là gel polyacrylamit hoặc agaroza, Na-alginat. Có nhiều phương pháp để gói enzym vào khuôn gel: gói dưới dạng hạt (viên); gói enzym trong các lỗ nhỏ của gel dạng sợi; gói enzym trong bao vi thể (Microcapsul); phương pháp tiền polyme. 1.2.3.Phương pháp hấp phụ vật lý trên các chất mang có chứa hoặc không chứa điện tích Quá trình thực hiện hấp phụ khá đơn giản: chất hấp phụ và enzym được trộn lẫn với nhau trong một khoảng thời gian cho phép sự hấp phụ xảy ra nhờ tương tác của các liên kết ion, kỵ nước, hydrogen và lực Van der Wals. Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là quá trình giải hấp phụ enzym dễ dàng xảy ra bởi sự thay đổi pH, nhiệt độ và thành phần ion[1]. Nếu chất mang không có lỗ xốp, enzym được hấp phụ trên bề mặt chất mang. Nếu chất mang có lỗ xốp, enzym sẽ được hấp phụ nhờ liên kết ion. Các chất mang vô cơ thường được sử dụng là các loại chitin của vỏ tôm, mai cua, bột san hô, than hoạt tính, than củi, gạch, đá, sỏi, cát… Chất mang hữu cơ thường sử dụng là dẫn xuất celluloza. 1.3. Một số đặc tính của enzym cố định 1.3.1. Enzym cố định có hoạt độ riêng thấp hơn hoạt độ riêng của enzym tự do. Có thể do khi gắn enzym vào chất mang dưới ảnh hưởng của điện tích ở chất mang làm cho hình thể enzym thay đổi do đó khả năng xúc tác cũng bị thay đổi. Các enzym được “gói” trong khuôn gel, khi đó một số cơ chất có kích thước lớn không tiếp xúc được với enzym do đó mà hoạt lực enzym sẽ giảm đi. Hoặc khi gắn các enzym tạo đại phân tử enzym không tan, sự tương tác protein-protein cũng có thể làm biến dạng một phần cấu trúc không gian của phân tử enzym và làm hoạt lực enzym giảm đi. 3 Tiểu luận động học enzyme Lê Hồng Nga 1.3.2. Enzym cố định tuân theo động học Michaelis-Menten. Hình 1. Dạng chung đường biểu diễn sự phụ thuộc của vận tốc theo Michaelis-Menten Tuy nhiên cũng có những sai khác do có sự có mặt của chất mang. Khi đó có thể xảy ra hiện tượng cạnh tranh cơ chất giữa chất mang và dung dịch; hiện tượng khuếch tán cũng có tác dụng hạn chế vận tốc của phản ứng. Với chất mang và cơ chất có điện tích cùng dấu thì hằng số ái lực của enzym cố định (k mkt ) > hằng số ái lực của enzym tự do (k mt ). Khi cơ chất và chất mang trái dấu thì k mkt <k mt . Chất mang không tích điện thì k mkt ≥ k mt 1.3.3. Enzym cố định bền với các tác nhân hoá học hơn so với enzym tự do nên có thời gian bảo quản lâu hơn. * Enzym cố định có khả năng bền nhiệt hơn so với enzym tự do * pH tối ưu của enzym cố định thường bị chuyển sang miền kiềm hoặc axit so với pH tối ưu của enzym tự do, đó là do ảnh hưởng của trường tĩnh điện của chất mang. Sự có mặt của trường tĩnh điện mạnh làm nồng độ H + ở gần và trong dung dịch khác nhau. Nếu enzym liên kết đồng hoá trị với chất mang có điện tích âm thì pH tối ưu sẽ chuyển về phía pH kiềm một đến hai đơn vị so với enzym tự do. Ngược lại, nếu enzym liên kết đồng hoá trị với chất mang có điện tích dương thì pH tối ưu lại chuyển dịch sang phía axit. Ví dụ, kimotripxin khi gắn lên chất mang là polyme của axit maleic-etylen thì pH tối ưu bị chuyển dịch về phía kiềm hai đơn vị pH nhưng khi gắn trên chất mang polyornitin thì pH tối ưu lại chuyển về vùng axit[5]. 1.4. Ứng dụng của enzym cố định Ngày nay, enzym cố định cho phép tạo ra một số công nghệ hoàn toàn mới trong thực phẩm; y học và công nghệ hoá học (1.1) 4 Tiểu luận động học enzyme Lê Hồng Nga 1.4.1. Trong thực phẩm Trong công nghệ thực phẩm enzym cố định được ứng dụng rất rộng rãi vì nó có thể làm tăng chất lượng sản phẩm, đem lại hiệu quả kinh tế cao. Catalaza để khử trùng sữa bằng H 2 O 2 , xenlulaza để sản xuất glucoza, pectinaza để làm trong nước quả. Hay lipase để cải biến các triacyglycerol, nâng cao chất lượng các loại dầu thực vật rẻ tiền, chất lượng thấp bằng cách thay thế các axit béo no bởi các axit béo không no, trong dung môi hiếm nước. Đối với thực phẩm được chế biến từ sữa, lipase được sử dụng rộng rãi để làm tăng mùi vị, làm tăng độ chín của phomat, hoặc chế biến những sản phẩm như phomat và phân giải lipit. 1.4.2. Trong y học và công nghệ hoá học Trong y học, có thể sử dụng enzym cố định trong việc làm các nội quan giả hoặc sử dụng dưới dạng Microcapsul để đưa enzym vào trong cơ thể chữa bệnh thiếu enzym và không gây phản ứng miễn dịch. Sử dụng enzym cố định sẽ tránh được sự phả huỷ do các proteaza của cơ thể gây ra. Streptokinaza, urokinaza có thể làm tan các cục máu đông gây tắc nghẽn động mạch, viêm tĩnh mạch. Urokinaza gắn trong microcapsul được ứng dụng có hiệu quả để loại ure máu trong chạy thận nhân tạo. Với mong muốn có thể sản xuất một loại thuốc làm giãn động mạch vành, người ta dựa vào tính chất chọn lọc thuỷ phân của lipase trong môi trường dung môi hữu cơ. Người ta có thể sử dụng enzym cố định để tổng hợp các chất dinh dưỡng, dược liệu như: axit amin, kháng sinh Sản xuất L-axit amin sử dụng aminoacylaza cố định trên DEAE-sephadex. Kháng sinh axit 6-aminopenicillin (6-APA) là một loại kháng sinh quan trọng thuộc họ ampicillin có thể thu nhận bằng cách thuỷ phân penicillinG hoặc penicillinV bằng enzym penicillin amidaza cố định. Enzym cố định được ứng dụng rộng rãi trong quá trình sản xuất các loại hoá chất bảo vệ thực vật (thuốc trừ sâu, trừ cỏ). Gần đây hơn, trong lĩnh vực hoá học tinh khiết, người ta đã dùng lipase để tạo các chất trung gian tổng hợp 5 Tiểu luận động học enzyme Lê Hồng Nga qua quá trình thuỷ phân lập thể chọn lọc, ứng dụng trong sản xuất thuốc trừ sâu Pyretinoidic. PHẦN 2. ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG CỦA ENZYM CỐ ĐỊNH Enzym được cố định lên một chất mang sẽ dẫn đến tạo một pha rắn dị thể và trong môi trường phản ứng lúc này thường có hai pha, một pha lỏng chứa cơ chất, dung dịch đệm và các chất hiệu ứng; một pha rắn chứa enzym cố định thường ở dạng khối, màng, màng mỏng hoặc hạt tròn. Và trong pha rắn này của enzym cố định cũng dị thể: các phân tử enzym phân bố không đồng đều, bị biến dạng hoặc không giống nhau và bị giữ vào chất mang cũng khác nhau. Vì vậy khi nghiên cứu động học của enzym cố định khác với động học của enzym đồng thể. Một mặt phải nghiên cứu sự liên quan tới chính enzym: sự biến đổi các tính chất nội tại của enzym do sự cố định tạo ra. Mặt khác nghiên cứu sự có mặt của một pha rắn, điều này sẽ dẫn đến những hiện tượng vật lý ảnh hưởng đến động học của enzym cố định. Hình 2. Sơ đồ biến đổi các đặc tính của các enzym do cố định 2.1. Sự biến đổi các tính chất nội tại của enzym Khi enzym được kết gắn vào chất mang, sẽ gây ra những thay đổi tính chất động học của enzym do có sự thay đổi về hình thể không gian của enzym, cũng như sẽ tạo ra những án ngữ không gian tạo ra sự kìm hãm hình thể giữa chất mang và tâm hoạt động hoặc giữa chất tác động và tâm của nó. 6 Tiểu luận động học enzyme Lê Hồng Nga Các phân tử enzym cố định sẽ không giống nhau, chúng có thể được liên kết với chất mang bằng một số liên kết khác nhau (đồng hóa trị hoặc phi đồng hoá trị) và chịu những sự biến đổi về hình thể ở mức độ khác nhau. Một ví dụ là trypsin dạng hoà tan có thể thuỷ phân 15 liên kết peptid của pepsinoza protein, nhưng enzym cố định chỉ thuỷ phân được 10 liên kết. Việc lại gần tâm xúc tác phụ thuộc vào hướng của các phân tử enzym so với chất mang; vị trí của phân tử enzym trên bề mặt hoặc trong các lỗ của chất mang. Trong pha rắn thường ở phía ngoài, mật độ các phân tử enzym cao hơn ở phía trong. Vì những lý do đó, các tham số động học của các enzym cố định bằng các phương pháp khác nhau có thể rất khác nhau [7]. Mối quan hệ giữa các thông số được biểu thị như sau: Các thông số bản chất của enzym hoà tan Các thông số bản chất của enzym cố định Các thông số có được bởi sự khuếch tán và phân cắt Các giá trị (như là k m , v max ) khi được xác định bằng thực nghiệm có thể khác với các giá trị thực chất. Các giá trị này chỉ tương ứng với giá trị chung của toàn bộ chất mang sử dụng, nó cho phép định lượng được các biến đổi của tính chất bên trong enzym. Điều này có thể do những thay đổi về các tính chất của dung dịch bởi sự tiếp cận đột ngột của enzym cố định; hoặc do ảnh hưởng của sự khuếch tán phân tử trong môi trường. 2.2. Các hiện tượng vật lý liên quan với sự có mặt của pha rắn Trong xúc tác đồng thể tất cả các tham số có ảnh hưởng đến hoạt độ của enzym ([S], [P], pH, nhiệt độ ) ở tất cả mọi điểm của dung dịch phản ứng đều có một giá trị đồng nhất. Nhưng trong xúc tác dị thể các tham số đặc trưng cho hỗn hợp phản ứng ở tất cả mọi điểm sẽ không có cùng một giá trị đo. Một mặt, là do sự tương tác giữa các chất phản ứng và pha rắn; so với pha rắn, các chất 7 Tiểu luận động học enzyme Lê Hồng Nga phản ứng có nồng độ nhiều hoặc ít rất khác nhau. Người ta gọi là hiện tượng phân bố vì các chất phản ứng tự phân bố một cách không đều giữa pha lỏng và pha rắn. Mặt khác, có sự khuếch tán khó khăn của các chất phản ứng từ pha lỏng tới enzym do đó phản ứng enzym đều có thể bị giới hạn bởi những lực cản khuếch tán. Nói chung, ở trong lòng pha lỏng (môi trường lớn) và ở gần enzym (vi môi trường) nồng độ cơ chất sẽ không giống nhau. Hình 3. Môi trường lớn và vi môi trường [7] Trong môi trường dị thể, sự diễn biến nồng độ không những phụ thuộc vào thời gian mà còn phụ thuộc vào cả không gian, có nghĩa là nồng độ triển khai thành các građien nồng độ. Građien gián đoạn, nồng độ không thay đổi một cách tuần tự mà thay đổi một cách đột ngột do hiện tượng phân bố. Građien liên tục, nồng độ thay đổi dần dần và građien sẽ càng lớn khi sự biến thiên nồng độ càng nhiều do hiện tượng khuếch tán. 2.2.1. Hiện tượng phân bố: Hiện tượng phân bố là kết quả tương tác của các phân tử: phân tử cơ chất, phân tử sản phẩm hoặc phân tử chất tác động với các nhóm của chất mang enzym. Các tương tác có thể là tương tác tĩnh điện, tương tác kỵ nước hoặc háo nước. Do đó chúng có thể làm tăng hoặc giảm nồng độ của các chất phản ứng ở vi môi trường môi trườnglớn 8 Tiểu luận động học enzyme Lê Hồng Nga trong chất mang so với ở bề ngoài. Thông thường là các tương tác của các cơ chất, của các sản phẩm hoặc của các chất tác động có mang điện tích với một chất mang cũng mang điện tích. Chính vì vậy, chất mang là một màng mang điện tích âm thì ở gần chất mang một chất phản ứng tích điện dương sẽ được tập trung vào nhiều hơn ở trong dung dịch, trong khi đó chất phản ứng tích điện âm lại được tích tụ ít hơn. Hiệu ứng phân bố này sẽ được thể hiện ra bằng một građien nồng độ gián đoạn. 2.2.2. Hiện tượng khuếch tán: Các hiện tượng vận chuyển vật chất đóng vai trò rất quan trọng trong xúc tác dị thể. Ở đây vật chất phải được chuyển từ pha lỏng sang một pha rắn có nghĩa là phải vượt qua một bề mặt liên pha, bao gồm: Vận chuyển ngoài (hay khuếch tán ngoài) từ dung dịch tới bề mặt của chất mang và ngược lại bằng khuếch tán và bằng đối lưu Vận chuyển trong (khuếch tán trong) vận chuyển vật chất ở bên trong một chất mang có lỗ, bên trong một gel, bên trong một màng bằng khuếch tán. Hình 4. Khuếch tán trong và khuếch tán ngoài 2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến động học của enzym cố định 2.3.1. Ảnh hưởng của sự phân bố chất hoà tan đến động học các enzym cố định. Khác với ở enzym hoà tan, dung dịch ở gần bề mặt của một enzym cố định thường bị ảnh hưởng bởi cả điện tích và độ kỵ nước của bề mặt. * Hằng số k m của enzym cố định 9 Tiểu luận động học enzyme Lê Hồng Nga Các tương tác kỵ nước thường có vai trò quan trọng đối với độ hoà tan tương đối của các phân tử hữu cơ trong các dung môi nước-hữu cơ. Do các tương tác này mà làm cho các phân tử nước sắp xếp lại một cách có trật tự khi tiếp cận với các bề mặt kỵ nước. Lực hút giữa các bề mặt kỵ nước sẽ giảm theo số mũ với khoảng cách giữa chúng. Các tương tác kỵ nước làm giảm hằng số điện môi của vi môi trường kèm theo làm thay đổi các hằng số axit của các nhóm axit và kiềm trong enzym, trong cơ chất, trong sản phẩm và trong các đệm, do đó mà ảnh hưởng đến k m của enzym cố định. Nếu bề mặt của các hạt enzym cố định có tính kỵ nước là chủ yếu thì các phân tử kỵ nước sẽ phân bố vào trong vi môi trường của enzym còn các phân tử ưa nước sẽ bị đẩy vào trong dung dịch. Trường hợp ngược lại sẽ xảy ra nếu bề mặt có tính ưa nước. Sự phân bố sẽ làm thay đổi nồng độ cục bộ của các phân tử do đó ảnh hưởng đến các hằng số động học biểu kiến của enzym. Chẳng hạn, enzym alcol-dehydrogenase cố định với cơ chất là butanol, sẽ có k m = 0,1 mM nếu chất mang là acrylamid, nhưng nếu chất mang là chất đồng trùng hợp giữa metacrylat và acrylamid có tính kỵ nước hơn thì k m sẽ giảm xuống còn 0,025mM. Ái lực của cơ chất với chất mang sẽ quy định giá trị k m của enzym. Một chất mang thường trên bề mặt có chứa nhiều vùng có cực nên sẽ hút cơ chất nếu cơ chất cũng háo nước, hoặc sẽ đẩy cơ chất nếu cơ chất kỵ nước. bằng cách như thế, khi chất mang và cơ chất đều tích điện thì trong môi trường cận sát với enzym sẽ tạo ra những tương tác tĩnh điện hút hoặc đẩy và kết quả là thiết lập nên một građien nồng độ cơ chất và một sự thay đổi của ái lực biểu kiến: k m sẽ tăng lên nếu các điện tích của chất mang và cơ chất là cùng dấu k m sẽ giảm nếu các điện tích của chất mang và cơ chất là trái dấu Sự tăng lực ion của môi trường sẽ có xu hướng làm cho giá trị k m của enzym ban đầu và enzym cố định gần nhau. Ta thấy k m của một enzym đối với một cơ chất có thể bị giảm đi rõ rệt nếu nồng độ cơ chất ở vùng lân cận tâm hoạt động của enzym cao hơn ở trong 10 [...]... Các yếu tố ảnh hưởng đến động học của enzym cố định 11 2.3.1 Ảnh hưởng của sự phân bố chất hoà tan đến động học các enzym cố định 2.3.2 Ảnh hưởng của sự khuếch tán chất hoà tan đến động học của các enzym cố định 2.3.3 Ảnh hưởng của hiệu ứng không gian 2.3.4 Ảnh hưởng của tính chất dung dịch và chất mang 2.3.5 Các enzym cố định thường bị ảnh hưởng của các chất kìm hãm khác với ở enzym hoà tan PHẦN 3 LIPASE... pháp gắn enzym bằng liên kết đồng hoá trị; phương pháp gói enzym trong khuôn gel hoặc bằng phương pháp hấp phụ vật lý trên các chất mang Vì vậy khi nghiên cứu động học của enzym cố định người ta đã nghiên cứu sự có mặt của hai pha là pha lỏng và pha rắn Một mặt nghiên cứu sự liên quan tới chính enzym: sự biến đổi các tính chất nội tại của enzym do sự cố định tạo ra Mặt khác nghiên cứu sự có mặt của pha... tối ưu biểu kiến cũng như các hằng số động học của enzym cố định pH tối ưu có thể khác nhau tới hai đơn vị tuỳ theo enzym được nghiên cứu ở trạng thái tự do hay cố định Có hai trường hợp xảy ra: + Khi chất mang tích điện âm, ở gần các hạt rắn sẽ tạo ra một sự tập trung các proton của môi trường, pH ở vi môi trường của enzym sẽ axit hơn của 19 Tiểu luận động học enzyme Nga Lê Hồng dung dịch bên ngoài... đồng hoá trị 3 1.2.2 Phương pháp gói enzym trong khuôn gel 4 1.2.3.Phương pháp hấp phụ vật lý trên các chất mang có chứa hoặc không chứa điện tích 4 1.3 Một số đặc tính của enzym cố định 4 1.4 Ứng dụng của enzym cố định 6 PHẦN 2 ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG CỦA ENZYM CỐ ĐỊNH 8 2.1 Sự biến đổi các tính chất nội tại của enzym 8 2.2 Các hiện tượng vật lý liên quan với sự có mặt của pha rắn 9 2.2.1 Hiện tượng phân... 28 Tiểu luận động học enzyme Nga Lê Hồng KẾT LUẬN Ngày nay người ta thường sử dụng enzym cố định trong các ngành công nghiệp vì nó có nhiều ưu điểm hơn hẳn enzym hoà tan Mặc dù hoạt độ riêng của chế phẩm enzym cố định có bị giảm xuống nhưng vì nó có thể tách ra khỏi sản phẩm phản ứng để dùng trở lại nên hiệu suất sử dụng enzym cố định vẫn lớn hơn nhiều so với enzym tự do Người ta cố định enzym lên các... Với enzym tự do: vmax/km= 0,97.105 Như vậy, tỷ số vmax/km của lipase cố định lớn hơn so với lipase tự do, thể hiện khả năng xúc tác của enzym cố định lớn hơn so với enzym hoà tan Lipase từ Candida rugosa ổn định ở trong môi trường kiềm pH từ 7-10 và có hoạt độ mạnh nhất ở pH 8,5 Theo nghiên cứu này, lipase cố định trên Nylon hoạt động mạnh ở pH 7,4 Điều này cũng phù hợp với lý thuyết, lipase được cố định. .. cận enzym thực tế sẽ bằng nồng độ trong dung dịch Sm=SM Trong trường hợp này, chính sự xúc tác của enzym sẽ là giai đoạn giới hạn (chế độ động học) 2.3.5 Các enzym cố định thường bị ảnh hưởng của các chất kìm hãm khác với ở enzym hoà tan Chất kìm hãm (I) là những chất làm cho enzym từ trạng thái hoạt động thành trạng thái không hoạt động hoặc từ trạng thái hoạt động mạnh chuyển sang trạng thái hoạt động. .. thuộc vào pH của vi môi trường, trong khi đó pH đo được bằng máy đo pH là pH của dung dịch 2.3.2 Ảnh hưởng của sự khuếch tán chất hoà tan đến động học của các enzym cố định 12 Tiểu luận động học enzyme Nga Lê Hồng Để một enzym cố định xúc tác cho một phản ứng thì cơ chất phải có khả năng khuếch tán khắp dung dịch tới tâm hoạt động và sản phẩm phải có khả năng khuếch tán vào trong dung dịch Các chất hoà... những enzym nhạy cảm với oxy bằng cách “muối tích” để tách oxy khỏi vùng phụ cận của enzym * Sự phân bố các ion H + là một trường hợp quan trọng của sự phân bố chất hoà tan pH của vi trường có thể khác đáng kể với pH của dung dịch nếu các ion H+ được phân bố vào phía trong hoặc ra phía ngoài của khung enzym cố định Khả năng liên kết với cơ chất và hoạt độ của enzym cố định đều phụ thuộc vào pH của vi... đến động học của enzym cố định Đó là: * Ảnh hưởng của sự phân bố chất hoà tan * Ảnh hưởng của sự khuếch tán chất hoà tan * Ảnh hưởng của hiệu ứng không gian * Ảnh hưởng của tính chất dung dịch và chất mang * Ảnh hưởng của các chất kìm hãm Từ việc biết được các ảnh hưởng đó mà người ta biết được sự thay đổi các tham số (như vmax, km ) từ đó có những ứng dụng thực tế phù hợp để sử dụng được enzym cố định . khi nghiên cứu động học của enzym cố định khác với động học của enzym đồng thể. Một mặt phải nghiên cứu sự liên quan tới chính enzym: sự biến đổi các tính chất nội tại của enzym do sự cố định. hưởng đến động học của enzym cố định 2.3.1. Ảnh hưởng của sự phân bố chất hoà tan đến động học các enzym cố định. Khác với ở enzym hoà tan, dung dịch ở gần bề mặt của một enzym cố định thường. định[ 1]. Ngày nay, enzym cố định ngày càng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Vì vậy, việc nghiên cứu động học enzym cố định là rất quan trọng. Động học enzym là môn học nghiên cứu về tốc độ