Bài giảng về enzime trong hóa sinh đại cương

CHƢƠNG III. ENZYME NỘI DUNG I. ĐẠI CƢƠNG VỀ ENZYME o Khái niệm o Tên gọi và phân loại enzyme II. CẤU TRÚC VÀ CÁC DẠNG ENZYME o Cấu trúc phân tử o Các cofactor o Trung tâm hoạt động o Trung tâm dị lập III. TÍNH ĐẶC HIỆU CỦA ENZYME o Đặc hiệu cơ chất o Đặc hiệu kiểu phản ứng IV. CƠ CHẾ XÚC TÁC CỦA ENZYME V. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG TỚI HOẠTTÍNH XÚC TÁC CỦA ENZYME I. ĐẠI CƢƠNG VỀ ENZYME • Khái niệm • Enzyme: là chất xúc tác sinh học (biocatalyst), làm tăng tốc độ các phản ứng hoá sinh. • Bản chất: protein (trừ ribozyme - RNA có khả năng xúc tác) ENZYME Ƣu điểm • Làm tăng tốc độ phản ứng, không tham gia vào sản phẩm cuối cùng • Hiệu quả xúc tác lớn: Ví dụ, 2H 2 O 2  2H 2 O + O 2 • Không xúc tác, hằng số t.độ ph.ứng là 0,23/s, NLHH: 18kcal/mol • Pt xúc tác: 1,3 x 10 3 /s; NLHH: 11,7kcal/mol • catalase xúc tác: 3,7.10 7 /s; NLHH: 2kcal/mol ENZYME Ƣu điểm • Có tính đặc hiệu theo kiểu phản ứng và cơ chất • Thường xuyên được sử dụng rất nhiều, nhưng luôn bị phân giải và tổng hợp trở lại theo nhu cầu. • Tác dụng của enzyme có thể được điều khiển ENZYME Nhƣợc điểm • Rất mẫn cảm với hàng loạt yếu tố • Xúc tác trong những điều kiện môi trường tương đối ổn định (t o khoảng 20- 40 o C, áp suất khoảng 1 at, pH  7). 1.2. Đơn vị hoạt lực của enzyme • Năm 1961, IUB (International Union of Biochemistry) đưa ra đơn vị hoạt lực enzyme chuẩn: U (1U) là lượng enzyme cần thiết để biến đổi 1 mol cơ chất trong thời gian 1 phút ở điều kiện chuẩn (30 o C, pH tối ưu, bão hoà cơ chất). • Năm 1972, IUB đưa ra đơn vị mới là katal (kat): 1kat là lượng chất xúc tác làm biến đổi 1 mol cơ chất trong thời gian 1 giây ở điều kiện chuẩn. • kat = 10 -6 kat; ηkat = 10 -9 kat • Liên hệ giữa U và kat: 1U = 16,67 ηkat 1.3. Tên gọi và phân loại enzyme o Tên gọi • Pepsin • Trypsin… Tên enzyme + in • Tên gọi theo cơ chất: • VD: amylase, protease, lipase • Theo kiểu ph.ứng: • VD: oxidase, hydrolase Enzyme+ase • E xúc tác cho cơ chất A nhờ dạng ph.ứng R có tên là ARase: VD: Glyceraldehyd-3-phosphate-hydrolase • E x.tác ph.ứng của chất A với chất B (hay cofactor B) nhờ ph.ứng dạng R, có tên A:B-Rase Tên hệ thống Phân loại enzyme theo kiểu phản ứng ENZYME OXIDOREDUCTASE TRANSFERASE HYDROLASE LIASAE (SYNTHASE) ISOMERASE LIGASE (SYNTHETASE) Lớp 1: Oxidoreductase Xúc tác cho các phản ứng oxy hoá khử Bản chất: protein ph.tạp Vận chuyển: hydro, e - , gắn oxy vào cơ chất Phân thành các phân lớp theo nhóm chức năng nhường hydro hay e - Lớp lớn nhất CH 3 – CO – COO - Pyruvate NAD.H+H + NAD + CH 3 – CH.OH – COO - Lactat VD: Lactate dehydrogenase [...]... apoenzyme kia • VD: NAD+; NADP+ của nhiều dehydrogenase Cấu trúc của cofactor • Bản chất hóa học khác nhau; phân tử thường chứa dị vòng • Phần trực tiếp tham gia phản ứng hoặc có chức năng nhận biết các đại phân tử • Nhiều cofactor là dẫn xuất của các vitamin tan trong nước và phần lớn thường chứa phosphate gắn trong nucleotid Cofactor của oxidoreductase NAD+ (Nicotinamid–Adenine-Dinucleotid) – Vit... phần lớn (6070%) có bản chất là protein phức tạp • Xét về c.trúc, có hai loại enzyme: • Đơn giản (một thành phần) • Phức tạp (hai thành phần): – Protein (apoenzyme) – Cofactor 2.2 Các cofactor • Khái niệm • Cấu trúc nhỏ, không được cấu tạo từ các aa • Thành phần của các enzyme phức tạp, làm nhiệm vụ vận chuyển các nguyên tử hay e- trong các phản ứng hóa học mà enzyme của nó xúc tác • Cofactor gồm 2 loại:... protein đơn giản Xúc tác cho các phản ứng đồng phân hoá CH2OH Vận chuyển: các ng/tử hay nhóm ng/tử trong nội bộ một ph/tử Lớp nhỏ nhất Lớp 5: Isomerase Izomerase CHO C=O CH.OH CH2-O-PO32- CH2-O-PO32- Dihydroxyacetonphosphate Glyceraldehyd-3-phosphate Bản chất: protein phức tạp Xúc tác cho các q.trình sinh tổng hợp Lớp 6: Ligase (Synthetase) hình thành nên các l.kết nhờ tiêu tốn n.lượng (VD: ATP) II... không gian giới hạn nhỏ, chứa các nhóm chức năng được phân bố, định hướng một cách chính xác Các nhóm chức năng này là thành phần của các gốc aa đôi khi xa nhau trên chuỗi polypeptide, song lại gần nhau trong không gian nhờ sự cuộn lại, gấp nếp lại của chuỗi (nhờ ctb 3) – Ở các enzyme phức tạp có coenzyme, TTHĐ có vùng liên kết với coenzyme • Là nơi gắn cơ chất, chứa các nhóm chức góp phần trực tiếp . HƢỞNG TỚI HOẠTTÍNH XÚC TÁC CỦA ENZYME I. ĐẠI CƢƠNG VỀ ENZYME • Khái niệm • Enzyme: là chất xúc tác sinh học (biocatalyst), làm tăng tốc độ các phản ứng hoá sinh. • Bản chất: protein (trừ ribozyme. chất hóa học khác nhau; phân tử thường chứa dị vòng. • Phần trực tiếp tham gia phản ứng hoặc có chức năng nhận biết các đại phân tử. • Nhiều cofactor là dẫn xuất của các vitamin tan trong. chất trong thời gian 1 phút ở điều kiện chuẩn (30 o C, pH tối ưu, bão hoà cơ chất). • Năm 1972, IUB đưa ra đơn vị mới là katal (kat): 1kat là lượng chất xúc tác làm biến đổi 1 mol cơ chất trong