Công nghệ enzyme

Công nghệ enzyme-

1 CHÖÔNG 2 2 Tài liệu tham khảo 1. Hóa sinh công nghiệp- Lê Ngọc Tú 2. Công nghệ enzyme- Đặng Thị Thu 3. Công nghệ enzyme- Nguyễn Trọng Cẩn 4. Các tài liệu hóa sinh 5. Động học các quá trình xúc tác sinh học- Trần Đình Toại 6. Food enzymes- Dominic .W.S. Wong 7. Biotechnology, volume 9- G.Reed and T.W. Nagodawithana 8. Food biotecnology- R.D. King and P.S.J. Cheetham 3 Đề tài seminar 1. Protease và ứng dụng 2. Amylase và ứng dụng 3. Cellulase, pectinase và ứng dụng 4. Lipase 5. Enzyme trong ngành bánh kẹo 6. Enzyme trong chế biến rau quả 7. Enzyme trong ngành rượu bia 8. Enzyme trong ngành bột, đường 9. Enzyme trong ngành thịt, cá 10. Enzyme trong ngành sữa Ngày báo cáo: Chủ nhật, 30/08/2008 Chủ nhật, 30/08/2008 4 CHẤT XÚC TÁC CHẤT XÚC TÁC - Thay đổi tốc độ phản ứng: dương, âm - Giúp chuyển hóa lượng lớn chất phản ứng - Tỉ lệ chất phản ứng: chất xúc tác lớn - Sau phản ứng: không đi vào sản phẩm cuối, không biến đổi, không thay đổi số lượng H H 2 2 + O + O 2 2   H H 2 2 O O platine platine Đường bốc cháy, không Đường bốc cháy, không caramel hóa, khi rắc lên caramel hóa, khi rắc lên 1 ít tàn thuốc lá (một số 1 ít tàn thuốc lá (một số muối, oxit vô cơ) muối, oxit vô cơ) 5 ENZYME- Khái niệm ENZYME- Khái niệm • Chất xúc tác sinh học Chất xúc tác sinh học - Do sinh vật tổng hợp Do sinh vật tổng hợp - Xúc tác phản ứng trong cơ thể Xúc tác phản ứng trong cơ thể • Đặc tính Đặc tính : : - Cường lực cao: 1g pepsin, 5kg protein trứng Cường lực cao: 1g pepsin, 5kg protein trứng (2h), 1 (2h), 1 β β -amylase, 4000 -amylase, 4000 glucoside glucoside - Đặc hiệu Đặc hiệu - Xúc tác mềm= điều kiện bình thường: 30-50 Xúc tác mềm= điều kiện bình thường: 30-50 0 0 C, C, pH trung tính, áp suất thường. . . . pH trung tính, áp suất thường. . . . • Bản chất: Bản chất: chủ yếu là protein chủ yếu là protein 6 Amylase Amylase 7 Back Back 8 TÍNH ĐẶC HIỆU TÍNH ĐẶC HIỆU Chuyển hóa Chuyển hóa 1 hoặc 1 số ít cơ chất 1 hoặc 1 số ít cơ chất   không tạo không tạo sản phẩm phụ sản phẩm phụ Tuyệt đối: 1 cơ chất nhất đònh, vd urease Tương đối= đặc hiệu liên kết hóa học: lipase: liên kết ester Đặc hiệu nhóm= đặc hiệu liên kết + điều kiện Carboxypeptidase: peptide gần –COOH tự do Đặc hiệu quang học: 1 trong 2 đồng phân, L hoặc D, cis hoặc trans Đặc hiệu môi trường: chymoptrypsin, trypsin 9 BẢN CHẤT ENZYME- BẢN CHẤT ENZYME- Protein phân tử lượng lớn: 20-1000kDa  không qua được màng bán thấm • Cầu tan trong nước • Có cấu trúc bậc 4 Dễ bò biến tính mất hoạt tính: nhiệt, acid, kiềm, kim loại năng. . . • Lưỡng tính: âm, dương, trung hòa tùy pH Catalase Catalase 10 Enzyme ENZYME 2 CẤU TỬ ENZYME 2 CẤU TỬ = ENZYME PHỨC TẠP = PROTEIN + PHI PROTEIN (Coenzyme: kim loại, vitamine. . .) ENZYME 1 CẤU TỬ ENZYME 1 CẤU TỬ = ENZYME ĐƠN GIẢN = CHỈ CÓ PROTEIN amylase amylase [...]... thể E khớp với S mềm 27 dẻo TÂM ĐIỀU HÒA Allosteric site Trên enzyme Khác vò trí tâm hoạt động Điều hoà hoạt động của enzyme Kết hợp với chất điều hòa thay đổi cấu trúc enzyme thay đổi hình thể tâm hoạt động thay đổi khả năng xúc tác của enzyme Chất điều hòa: kiềm hãm hoặc hoạt hóa 28 cartoon 29 HOẠT TÍNH ENZYME Là mức độ hoạt động của enzyme cần xác đònh hoạt tính 3 phương pháp: - Đo S mất đi hoặc... cơ chất đặc hiệu - Phần 2: kiểu phản ứng enzyme xúc tác - Phần 3: đuôi “ase” Vd: alcohol dehydrogenase= enzyme xúc tác phản ứng làm mất H của rượu 11 PHÂN LOẠI LỚP (class) cùng tính chất đặc trưng cho phản ứng do enzyme xúc tác 6 lớp LỚP PHỤ (subclass) cùng lớp nhưng tác động lên nhóm chức hoặc liên kết khác NHÓM (section) cùng lớp phụ, cơ chất khác 12 6 LỚP ENZYME EC 1: Oxyreductase: oxi hóa khử EC... CỦA ENZYME Trong phân tích - Cơ chất sản phẩm phát hiện - Phủ enzyme lên điện cực phát hiện - Độ nhạy cao (106 phương pháp hóa học) Sản xuất và đònh lượng kháng sinh - Kháng sinh bán tổng hợp: bền, ít độc, hoạt tính mạnh, không dò ứng - Vsv kháng sinh enzyme kháng sinh bán tổng hợp - Vd: penicillin (do Penicillin chrysogenum) 33 penicillinase, acylase penicillinic acid 34 ỨNG DỤNG CỦA ENZYME. .. ứng Ví dụ: H 2O2  H2 O + O2 - Năng lượng hoạt hóa: 18 kcal/mol - Có xúc tác hóa học platin: 11,7 kcal/mol - Có enzyme: 5,5 kcal/mol Năng lượng hoạt hóa giảm tốc độ phản ứng tăng lên 20 21 CƠ CHẾ PHẢN ỨNG 3 giai đoạn E + S Giai đoạn 1: - Enzyme kết hợp với cơ chất bằng liên kết yếu - Tạo phức enzyme- cơ chất (ES) - Xảy ra nhanh, cần ít năng lượng ES Giai đoạn 2: -Biến đổi cơ chất -Kéo căng  đứt liên... HOẠT TÍNH ENZYME - Hoạt độ của một chế phẩm enzym: số UI trong 1ml hoặc 1mg Hoạt độ riêng phân tử: số phân tử cơ chất được chuyển hóa bởi 1 phân tử E Xác đònh hoạt tính E cần chú ý: [S]: thích hợp, đủ nhưng không quá cao Cho chất hoạt hóa, chất làm bền vào trước, loại chất kiềm hãm pH thích hợp, ổn đònh Nhiệt độ: thấp hơn nhiệt tối ưu Thời gian:5-30phút Quá dài cần chất diệt vsv 31 ỨNG DỤNG CỦA ENZYME. .. acid amin sang α-ketoacid acid amin mới Phospho-transferase (kinase): chuyển gốc phosphat từ ATP đến –OH của alcohol hoặc đường 16 HYDROLASE Xúc tác phản ứng thủy phân, luôn có nước tham gia Không cần coenzyme Quan trọng trong quá trình tiêu hóa - Peptihydrolase: thủy phân liên kết peptide - Lipase (esterase): thủy phân liên kết ester trong dầu mỡ - Glycoside hydrolase: thủy phân glucoside trong tinh... Lyase: tách nhóm chức không cần nước EC 5: isomerase: đồng phân hóa EC 6: ligase: tạo liên kết có ATP tham gia13 OXYREDUCTASE: oxi hóa khử • - Có 4 nhóm Dehydrogenase: Tách H trực tiếp từ cơ chất Có các coenzyme: NAD+, NADP+, Có vai trò trong sinh tổng hợp Vd: alcohol dehydrogenase, chuyển rượu thành aldehyd CH3CH2OH + NAD+  CH3CHO + H+ Oxidase - Chuyển e- đến Oxi oxi có khả năng kết hợp với proton... cần ít năng lượng ES Giai đoạn 2: -Biến đổi cơ chất -Kéo căng  đứt liên kết đồng hóa trò P + E Giai đoạn 3: -Tạo sản phẩm (P) -Giải phóng E tự do 22 TRUNG TÂM HOẠT ĐỘNG Là một phần rất nhỏ của phân tử enzyme Gồm: Tâm xúc tác: tham gia vào hoạt động xúc tác - Miền xúc tác: tham gia tạo liên kết với cơ chất • • - 23 TRUNG TÂM HOẠT ĐỘNG • Tâm hoạt động có thể là: - Các nhóm chức của phần protein - Các... tính mạnh, không dò ứng - Vsv kháng sinh enzyme kháng sinh bán tổng hợp - Vd: penicillin (do Penicillin chrysogenum) 33 penicillinase, acylase penicillinic acid 34 ỨNG DỤNG CỦA ENZYME Một số ngành công nghiệp khác: - Thuộc da: protease làm mềm, tách lông, da - Giặt tẩy - Mỹ phẩm - Giấy - Giải quyết vấn đề năng lượng - Hydrolase, năng lượng mặt trời - Chuyển H2O thành H2  Chuyển năng lượng mặt