CÔNG NGHỆ ENZYME VÀ PROTEIN

Bản chất hóa học của enzimEnzim có bản chất hóa học thuộc protein được tổng hợp trong tế bào và có vai trò xúc tác các phản ứng hóa học xảy ra nhanh trong điều kiện sinh lí bình thường c

EMZIM-CHẤT XÚC TÁC SINH HỌC

LÊ NGỌC PHỤNG MSSV: 14070033

 Enzim là gì? Enzim phân bố ở đâu?

Bản chất, cấu trúc của enzim?

Cơ chế hoạt động của enzim như thế nào?

Tính chất và vai trò của enzim là gì?

 Hoạt tính của enzim chịu ảnh hưởng của những yếu tố nào?

 Ứng dụng của enzim trong đời sống như thế nào?

Enzim là gì?

Enzim là chất xúc tác sinh học có bản chất là protein được tổng hợp trong các tế bào sống

Enzim làm tăng tốc độ phản ứng mà không bị biến đổi sau phản ứng

Enzim phân bố ở đâu?

Bản chất hóa học của enzim

Enzim có bản chất hóa học thuộc protein được tổng hợp trong tế bào và có vai trò xúc tác các phản ứng hóa học xảy ra nhanh trong điều kiện sinh lí bình thường của cơ thể mà bản thân enzim không thay đổi thành phần khi tham gia phản

ứng.Do đó enzim có thể được quay vòng sử dụng nhiều lần

Cấu trúc của enzim

Enzim có thể là prôtêin hoặc prôtêin kết hợp với một số chất khác như các ion kim loại: sắt, đồng, kẽm…

Enzim có cấu trúc phức tạp Đặc biệt là vùng trung tâm hoạt động – là nơi chuyên liên kết với

cơ chất

Phân loại enzim

Loại enzyme Phản ứng do enzyme xúc tác Ví dụ phản ứng

Oxydoreductase Các phản ứng oxy hóa khử Lactate + NAD⌠ Lactate dehydrogenase: Pyruvate + NADH + H +

Transferase Các phản ứng chuyển nhóm giữa các phân tử Carbamoylaspartate + Phosphate⌠ Aspartate Carbamoyltransferase:

Aspartate + CarbamoylPhosphate ,

Hydrolase Thủy phân các phân tử Glucose-6-Phosphatease: Glucose-6-Phosphate + H2O →Glucose + Pi

Lyase Loại bỏ các nhóm để tạo thành các nối đôi hoặc bổ sung các nhóm vào nối

đôi. Fumarate + H⌠ Fumarate hydratase: L-malate 2O

Isomerase Các phản ứng xúc tác đồng phân hóa. D-alanine⌠ Alanine racemase: L-alanine

Ligase Nối 2 phân tử nhờ năng luợng của ATP (hay của các nucleoside

triphosphate khác) Glutamine synthetase: Glutamate + NH3 Glutamine + ATP + Pi ⌠ + ATP

(Theo Prescott, Harley và Klein, 2005)

Bảng 16.2 Phân loại enzyme

Hoạt động của enzim:

Cơ chế tác động của enzim

Hình 14.1 Sơ đồ mô tả cơ chế tác động của enzim saccaraza - một loại enzim phân

huỷ đường saccarôzơ thành glucôzơ và fructôzơ

Hoạt động của enzim được điều hòa bằng nhiều cơ chế:

Sự định khu và phân bố hoạt động của enzim

Mỗi enzim có tác động đặc thù cho mỗi loại cơ chất và mỗi loại phản ứng khác nhau,vì vậy chúng cần được định khu và phân bố đúng chỗ

VD:pepsin (phân giải protein) hoạt động trong dạ dày

Trong tế bào, nhiều enzim được phân vùng hoạt động bằng cách định khu bao gói lại.

VD: các enzim thủy phân được bao gói trong lizoxom

Nhiều enzim hoạt động kèm nhau theo dây chuyền được sắp xếp trật tự trên các màng nội bào.VD: các hệ enzim của ty thể và lục lạp

Tính chất của enzim

 Hoạt tính mạnh:

Hoạt tính mạnh của enzim thường được biểu hiện bằng số vòng quay, tức là số phân tử cơ chất được chuyển hóa trong thời gian một giây bởi một phân tử enzim.Đa số enzim có số vòng quay khoảng 1000-10000 lần

Bảng 6.2 Chức năng và số vòng quay của một số enzim

 Tính chuyên hóa:

Các enzim khác nhau về tính chuyên hóa, nghĩa là đặc thù đối với cơ chất mà chúng tác động.Đa số enzim có tính chuyên hóa tuyệt đối.

VD: enzim ureaza chỉ phân giải ure mà không tác động lên bất cứ chất nào khác.

Một số enzim có tính chuyên hóa tương đối, nghĩa là có thể tác dụng lên nhiều cơ chất có cấu trúc gần giống nhau Sự phối hợp hoạt động của các enzim

Amilaza maltaza

Tinh bột -> maltozơ -> glucozơ

 Tính đặc hiệu của enzim

Vai trò của Enzim trong trao đổi chất của tế bào

Enzim là sự đồng hoá và dị hoá xảy ra nhanh chóng trong điều kiện nhiệt độ và áp

suất bình thường của cơ thể.

Tính đặc thù cao → enzim kiểm soát được các phản ứng hoá học đặc biệt và điều chỉnh tốc độ phản ứng tương ứng với điều kiện trao đổi chất với cơ thể.

Những nhân tố ảnh hưởng đến

hoạt tính của Enzim

-Nhiệt độ : Mỗi enzim có một nhiệt độ tối ưu, tại đó enzim

có hoạt tính tối đa làm cho tốc độ phản ứng xảy ra nhanh

- Nồng độ cơ chất: Với một lượng enzim xác định nếu tăng dần lượng cơ chất trong dung dịch thì thoạt đầu hoạt tính của

enzim tăng dần, nhưng đến một lúc nào đó thì sự gia tăng về nồng độ cơ chất cũng không làm táng hoạt tính của enzim Vì tất cả trung tâm hoạt động của enzim đã được bão hòa bởi cơ chất

- Chất ức chế hoặc hoại hoá enzim : Một số chất hoá học có thể ức chế sự hoạt động của enzim Một số chất khác khi liên

kết với enzim lại làm tăng hoạt tính của enzim Chẳng hạn: thuốc trừ sâu DDT là những chất ức chế một số enzim quan trọng của hệ thần kinh người và động vật.

- Nồng độ enzim : Với một lượng cơ chất xác định, khi nồng độ enzim càng cao thì hoạt tính của enzim càng tăng.

Một số ứng dụng của Enzim trong

sản xuất và đời sống

Hiện nay, việc sản xuất chế phẩm Enzim các loại đã và đang phát triễn mạnh mẽ trên qui mô công nghiệp Các chế phẩm Enzim phổ biến như amylase, protease, catalase, cellulase, lipase, glucoseoxydase…

 Ứng dụng trong y dược

Dùng Enzim để định lượng các chất, phục vụ công việc xét nghiệm chẩn đoán bệnh, ví dụ dùng

để kiểm tra glucose nước tiểu rất nhạy

 Ứng dụng trong hóa học

- Protease với công nghiệp thực phẩm

- Cellulase với công nghiệp thực phẩm

- Amylase với công nghiệp thực phẩm

 Ứng dụng trong công nghiệp dệt

Có thể sử dụng các loại chế phẩm Enzim khác nhau để chuyển hóa các phế liệu, đặc biệt là các phế liệu nông nghiệp cải tạo đất phục vụ nông nghiệp

VÍ DỤ MINH HỌA CHO CÁC ỨNG DỤNG CỦA ENZIM

CẢM ƠN CÁC BẠN

ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE!