enzyme đại cương

HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG CHƯƠNG 3: ENZYME Định nghĩa Enzyme hợp chất protein có khả xúc tác đặc hiệu cho phản ứng hóa học định Bản chất enzyme  Bản chất hóc học enzyme protein:  Có phân tử lượng lớn, đa số có hình cầu không qua màng bán thấm  Hòa tan nước tạo thành dung dịc keo, tan dung dịch muối loãng, glycerin, dung môi có cực khác  Dưới tác dụng nhiệt enzyme bị biến tính khả xúc tác  Enzyme bị khả hoạt động tác đụng cua tác nhân hóa lý gây biến tính  Enzyme có tính chất lưỡng tính Cấu tạo enzyme  Phân loại enzyme:  Enzyme cấu tử: phân tử chứa protein  Enzyme hai cấu tử: phân tử protein chứa nhóm ngoại protein  Phần protein gọi “ feron” hay “apoferment”có tác dụng nâng cao cường lực xúc tác coenzyme định tính đặc hiệu enzyme  phần protein gọi “agon” hay “coenzyme” hay “coferment” trực tiếp tham gia phản ứng xúc tác, giữ vai trò định kiểu phản ứng mà enzyme xúc tác  Phần lớn enzyme tế bào protein có cấu trúc bậc bốn Cấu trúc trung tâm hoạt động enzyme  Trong trình xúc tác, enzyme tác dụng đặc hiệu với chất xảy phần xác định phân tử enzyme định tính đặc hiệu độ hoạt động xúc tác enzyme gọi trung tâm hoạt động enzyme Cấu trúc trung tâm hoạt động enzyme  Enzyme cấu tử: số nhóm chức amino acid enzyme phối hợp với tạo thành  Enzyme hai cấu tử: mạch polypeptid tham gia cấu tạo có nhóm chức coenzyme  Các enzyme có chứa kim loại: có tham gia kim loại trung tâm hoạt động  Trong số enzyme chứa hai nhiều trung tâm hoạt động, tác dụng chúng không phụ thuộc  số enzyme, trung tâm hoạt động có “tâm dị không gian” Cấu tạo chế hoạt đọng enzyme ( video) Tính đặc hiệu enzyme  Đặc hiệu quang học: enzyme tác dụng lên đồng phân quang học định  Đặc hiệu tuyệt đối: trường hợp mà enzyme tác dụng lên chất định, chất có sai khác nhỏ phản ứng không xảy  Đặc hiệu tương đối: trường hợp enzyme tác dụng lên kiểu nối hóa học định, không phụ thuộc vào chất chất tham gia liên kết  Đặc hiệu nhóm: trường hợp enzyme tác dụng lên kiểu hóa học định với điều kiện hai cấu tử tham gia cấu tử tham gia tạo thành liên kết có cấu trúc định Cơ chế tác dụng enzyme Diễn theo ba bước:  B1: enzyme kết hợp với chất tạo nên phức hợp enzyme-cơ chất nhờ dạng liên kết không bền  B2: xảy đồng thời hai trình:  Sự dịch chuyển electron dẫn tới cực hóa chất tham gia liên kết  Xảy biến dạng hình học mối liên kết phân tử chất trung tâm hoạt động enzyme  B3: tạo sản phẩm giải phóng enzyme Có thể biểu diễn trình dạng sơ đồ sau: E+S ES E +P Trong đó: E: enzyme S: chất ES: phức hợp trung gian enzyme- chất P: sản phẩm phản ứng Cơ chế tác dụng enzyme Ảnh hưởng nồng độ chất Phương trình phản ứng enzyme theo michaelismenten có dạng tổng quát: Trong đó: k1, k2, k3, k4: số vận tốc phản ứng tương ứng Phương trình Michaelis–Menten: Vi = Vmax[S]/(km + [S]) Km gọi số Michaelis • Nếu [S]>km: vận tốc phản ứng đạt cực đại, không phụ thuộc vào [S] Như [S] đủ lớn đến mức đó, tiếp tục tăng [S], V không tăng theo • Nếu [S] = km; vận tốc phản ứng  Phương trình Michaelis viết dạng phương trình đường thẳng: Ảnh hưởng chất kìm hãm  Š chất kìm hãm kìm hãm thuận nghịch Enzyme : phản ứng Enzyme chất kìm hãm nhanh chóng đạt đến cân bằng: E+I EI  ŠChất kìm hãm kìm hãm không thuận nghịch Enzyme: chất kìm hãm kết hợp với Enzyme liên kết đồng hóa trị, phân ly phức EI chậm  Chất kìm hãm cạnh tranh chất có cấu trúc tương tự cấu trúc chất  Vì có cấu trúc không gian giống nhau, nên chất cạnh tranh chất có xu hướng chiếm vị trí trung tâm hoạt động Vận tốc phản ứng lúc phụ thuộc vào yếu tố:  Phụ thuộc vào nồng độ chất nồng độ chất canh tranh Nếu nồng độ chất đủ lớn loại trừ tượng cạnh tranh  Phụ thuộc vào lực chất chất cạnh tranh với enzyme Chất kìm hãm không cạnh tranh chất kìm hãm không chiếm trung tâm hoạt động enzyme mà vị trí trung tâm hoạt động enzyme làm giảm hoạt động enzyme Ảnh hưởng nhiệt độ  Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến phản ứng enzyme Tốc độ phản ứng enzyme lúc tỷ lệ thuận với nhiệt độ phản ứng Tốc độ phản ứng tăng đến giới hạn nhiệt độ định Vượt nhiệt độ đó, tốc độ phản ứng enzyme giảm đến mức triệt tiêu  Nhiệt độ tương ứng với tốc độ phản ứng enzyme cao gọi nhiệt độ tối ưu Phần lớn enzyme hoạt động mạnh nhiệt độ 40 – 50oC  Nhiệt độ tối ưu enzyme phụ thuộc nhiều vào có mặt chất, kim loại, pH, chất bảo vệ Người ta thường sử dụng nhiệt độ để điều khiển hoạt động enzyme tốc độ phản ứng chế biến bảo quản thực phẩm ảnh hưởng pH  pH môi trường thường ảnh hưởng đến mức độ ion hóa chất, enzyme đặc biệt ảnh hưởng đến độ bền enzyme Chính pH có ảnh hưởng mạnh đến phản ứng enzyme  Nhiều enzyme hoạt động mạnh pH trung tính Tuy nhiên có nhiều enzyme hoạt động pH acid yếu Một số khác lại hoạt động mạnh pH kiềm pH acid  Người ta thường sử dụng ảnh hưởng pH để điều hòa phản ứng bảo quản, chế biến lương thực, thực phẩm, tuyển chọn giống vi sinh vật… Ảnh hưởng chất hoạt hóa  Các chất có tác dụng làm tăng hoạt tính enzyme gọi chất hoạt hóa enzyme  Các chất hoạt hóa enzyme có chất hóa học khác  chất hoạt hóa có tác dụng nồng độ định Vượt nồng độ này, chúng gây ức chế hoạt động enzyme Cách gọi tên phân loại enzyme  Danh pháp quốc tế enzyme: Tên gọi enzyme gồm có phần:  Phần đầu tên chất: trường hợp phản ứng phản ứng lưỡng phân phần thứ tên gọi chất viết cách hai chấm  Phần sau khái thân phản ứng: Ví dụ: enzyme urease có tên gọi hệ thống carbaniteamideohydrolase  Các enzyme thường cuối tên có đuôi “…ase”  Tuy nhiên, có nhiều loại enzyme thói quen nên gọi theo tên cũ, không theo hệ thống phân loại Ví dụ trypsin, chimotrypsin, pepsin… Phân loại enzyme  phân loại enzyme làm lớp đánh số thứ tự từ đến Các số thứ tự cố định cho lớp Mỗi lớp lại chia làm nhiều tổ, tổ lại chia làm nhiều nhóm, thế, theo hệ thống phân loại, enzyme thường có chữa số: số thứ lớp, số thứ tổ, số thứ nhóm, số thứ enzyme  Oxydoreductase: enzyme xúc tác cho phản ứng oxy hóa khử  Transpherase: enzyme xúc tác cho phản ứng chuyển vị  Hydrolase: enzyme xúc tác cho phản ứng thủy phân  Liase: enzyme xúc tác cho phản ứng phân cắt không cần nước, loại nước tạo thành liên kết đôi kết hợp phân tử nước vào liên kết đôi  Isomerase: enzyme xúc tác cho phản ứng đồng phân hóa  Ligase: enzyme xúc tác cho phản ứng tổng hợp có sử dụng liên kết giàu lượng ATP… CÁM ƠN CÔ CÙNG CÁC BẠN Đà CHÚ Ý LẮNG NGHE [...]... hoạt hóa  Các chất có tác dụng làm tăng hoạt tính của enzyme gọi là các chất hoạt hóa enzyme  Các chất hoạt hóa enzyme có bản chất hóa học rất khác nhau  các chất hoạt hóa chỉ có tác dụng ở một nồng độ nhất định Vượt quá nồng độ này, chúng sẽ gây ức chế hoạt động của enzyme Cách gọi tên và phân loại enzyme  Danh pháp quốc tế của enzyme: Tên gọi enzyme gồm có 2 phần:  Phần đầu là tên cơ chất: trong... tranh  Phụ thuộc vào ái lực giữa cơ chất và chất cạnh tranh với enzyme Chất kìm hãm không cạnh tranh là chất kìm hãm không chiếm trung tâm hoạt động của enzyme mà là ở một vị trí ngoài trung tâm hoạt động của enzyme làm giảm hoạt động của enzyme Ảnh hưởng của nhiệt độ  Nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến phản ứng enzyme Tốc độ phản ứng enzyme không phải lúc nào cũng tỷ lệ thuận với nhiệt độ phản ứng... nhiều nhóm, chính vì thế, theo hệ thống phân loại, mỗi enzyme thường có 4 chữa số: số thứ nhất chỉ lớp, số thứ 2 chỉ tổ, số thứ 3 chỉ nhóm, số thứ 4 chỉ enzyme  Oxydoreductase: các enzyme xúc tác cho phản ứng oxy hóa khử  Transpherase: các enzyme xúc tác cho phản ứng chuyển vị  Hydrolase: các enzyme xúc tác cho phản ứng thủy phân  Liase: các enzyme xúc tác cho phản ứng phân cắt không cần nước, loại... nhiệt độ đó, tốc độ phản ứng enzyme sẽ giảm đến mức triệt tiêu  Nhiệt độ tương ứng với tốc độ phản ứng enzyme cao nhất được gọi là nhiệt độ tối ưu Phần lớn enzyme hoạt động mạnh nhất ở nhiệt độ 40 – 50oC  Nhiệt độ tối ưu của một enzyme phụ thuộc rất nhiều vào sự có mặt của cơ chất, kim loại, pH, các chất bảo vệ Người ta thường sử dụng nhiệt độ để điều khiển hoạt động của enzyme và tốc độ phản ứng trong... chấm  Phần sau chỉ khái quá bản thân của phản ứng: Ví dụ: enzyme urease có tên gọi hệ thống là carbaniteamideohydrolase  Các enzyme thường ở cuối tên có đuôi “…ase”  Tuy nhiên, có nhiều loại enzyme vì thói quen nên vẫn được gọi theo tên cũ, không theo hệ thống phân loại Ví dụ như trypsin, chimotrypsin, pepsin… Phân loại enzyme  phân loại enzyme ra làm 6 lớp và được đánh số thứ tự từ 1 đến 6 Các... chế biến và bảo quản thực phẩm ảnh hưởng của pH  pH môi trường thường ảnh hưởng đến mức độ ion hóa cơ chất, enzyme và đặc biệt ảnh hưởng đến độ bền của enzyme Chính vì thế pH có ảnh hưởng rất mạnh đến phản ứng của enzyme  Nhiều enzyme hoạt động rất mạnh ở pH trung tính Tuy nhiên cũng có nhiều enzyme hoạt động ở pH acid yếu Một số khác lại hoạt động mạnh ở pH kiềm và cả pH acid  Người ta thường sử... thể viết dưới dạng phương trình đường thẳng: Ảnh hưởng của chất kìm hãm  Š chất kìm hãm có thể kìm hãm thuận nghịch Enzyme : phản ứng giữa Enzyme và chất kìm hãm nhanh chóng đạt đến cân bằng: E+I EI  ŠChất kìm hãm có thể kìm hãm không thuận nghịch Enzyme: chất kìm hãm kết hợp với Enzyme bằng liên kết đồng hóa trị, sự phân ly phức EI là rất chậm  Chất kìm hãm cạnh tranh là những chất có cấu trúc... của nồng độ cơ chất Phương trình của phản ứng enzyme theo michaelismenten có dạng tổng quát: Trong đó: k1, k2, k3, k4: là hằng số vận tốc của các phản ứng tương ứng Phương trình Michaelis–Menten: Vi = Vmax[S]/(km + [S]) Km gọi là hằng số Michaelis • Nếu [S]>km: vận tốc phản ứng đạt cực đại, không phụ thuộc vào [S] Như vậy [S] đã... ứng thủy phân  Liase: các enzyme xúc tác cho phản ứng phân cắt không cần nước, loại nước tạo thành liên kết đôi hoặc kết hợp phân tử nước vào liên kết đôi  Isomerase: các enzyme xúc tác cho phản ứng đồng phân hóa  Ligase: các enzyme xúc tác cho phản ứng tổng hợp có sử dụng liên kết giàu năng lượng của ATP… CÁM ƠN CÔ CÙNG CÁC BẠN Đà CHÚ Ý LẮNG NGHE