CÔNG NGHỆ ENZYME VÀ PROTEIN

EMZIM-CHẤT XÚC TÁC SINH HỌC LÊ NGỌC PHỤNG MSSV: 14070033  Enzim gì? Enzim phân bố đâu?  Bản chất, cấu trúc enzim?  Cơ chế hoạt động enzim nào?  Tính chất vai trò enzim gì?  Hoạt tính enzim chịu ảnh hưởng yếu tố nào?  Ứng dụng enzim đời sống nào? Enzim gì? Enzim chất xúc tác sinh học có chất protein tổng hợp tế bào sống Enzim làm tăng tốc độ phản ứng mà không bị biến đổi sau phản ứng Enzim phân bố đâu? Bản chất hóa học enzim Enzim có chất hóa học thuộc protein tổng hợp tế bào có vai trò xúc tác phản ứng hóa học xảy nhanh điều kiện sinh lí bình thường thể mà thân enzim không thay đổi thành phần tham gia phản ứng.Do enzim quay vòng sử dụng nhiều lần Cấu trúc enzim Enzim prôtêin prôtêin kết hợp với số chất khác ion kim loại: sắt, đồng, kẽm… Enzim có cấu trúc phức tạp Đặc biệt vùng trung tâm hoạt động – nơi chuyên liên kết với chất Phân loại enzim Bảng 16.2 Phân loại enzyme Loại enzyme Phản ứng enzyme xúc tác Oxydoreductase Các phản ứng oxy hóa khử Transferase Các phản ứng chuyển nhóm phân tử Hydrolase Thủy phân phân tử Lyase Isomerase Ligase Ví dụ phản ứng Lactate + NAD⌠Lactate dehydrogenase: Pyruvate + NADH + H Carbamoylaspartate + Phosphate⌠Aspartate Carbamoyltransferase: Aspartate + CarbamoylPhosphate , Glucose-6-Phosphatease: Glucose-6-Phosphate + H2O →Glucose + Pi Loại bỏ nhóm để tạo thành nối đôi bổ sung nhóm vào nối đôi Các phản ứng xúc tác đồng phân hóa Fumarate + H⌠Fumarate hydratase: L-malate 2O D-alanine⌠Alanine racemase: L-alanine Nối phân tử nhờ luợng ATP (hay nucleoside triphosphate khác) + Glutamine synthetase: Glutamate + NH3 Glutamine + ATP + Pi (Theo Prescott, Harley Klein, 2005) ⌠+ ATP Hoạt động enzim: Cơ chế tác động enzim Hình 14.1 Sơ đồ mô tả chế tác động enzim saccaraza - loại enzim phân huỷ đường saccarôzơ thành glucôzơ fructôzơ Sự điều hòa hoạt động enzim Hoạt động enzim điều hòa bằng nhiều chế: Sự định khu phân bố hoạt động enzim Mỗi enzim có tác động đặc thù cho mỗi loại chất mỗi loại phản ứng khác nhau,vì vậy chúng cần định khu phân bố chỗ VD:pepsin (phân giải protein) hoạt động dày Trong tế bào, nhiều enzim phân vùng hoạt động bằng cách định khu bao gói lại VD: enzim thủy phân bao gói lizoxom Nhiều enzim hoạt động kèm theo dây chuyền xếp trật tự màng nội bào VD: hệ enzim ty thể lục lạp Tính chất enzim  Hoạt tính mạnh: Hoạt tính mạnh enzim thường biểu bằng số vòng quay, tức số phân tử chất chuyển hóa thời gian giây phân tử enzim.Đa số enzim có số vòng quay khoảng 1000-10000 lần Bảng 6.2 Chức số vòng quay số enzim Enzim Chức Số vòng quay(lần) Chymotripxim Phân giải protein 1.10 Penixilinaza Phân giải penixilin 10 Cacboanhydraza Xúc tác phản ứng: CO2 + H2O  H2CO3 4.10 catalaza Phân giải: 2H2O2 2H2O + O2 10  Tính chuyên hóa: Các enzim khác tính chuyên hóa, nghĩa đặc thù chất mà chúng tác động.Đa số enzim có tính chuyên hóa tuyệt đối VD: enzim ureaza phân giải ure mà không tác động lên chất khác Một số enzim có tính chuyên hóa tương đối, nghĩa tác dụng lên nhiều chất có cấu trúc gần giống Sự phối hợp hoạt động enzim Amilaza maltaza Tinh bột -> maltozơ -> glucozơ  Tính đặc hiệu enzim Vai trò Enzim trao đổi chất tế bào Enzim đồnglàhoá ự s dị hoá xảy nhanh chóng điều kiện nhiệt độ áp suất bình thường thể Tính đặc thù cao → enzim kiểm soát phản ứng hoá học đặc biệt điều chỉnh tốc độ phản ứng tương ứng với điều kiện trao đổi chất với thể Những nhân tố ảnh hưởng đến hoạt tính Enzim -Nhiệt độ : Mỗi enzim có nhiệt độ tối ưu, enzim có hoạt tính tối đa làm cho tốc độ phản ứng xảy nhanh - Độ pH : Mỗi enzim có độ pH thích hợp Ví dụ: enzim pepsin dịch dày người cần pH = Hoạt tính enzyme thay đổi theo thay đổi pH nhiệt độ (hình 16.18) - Nồng độ chất: Với lượng enzim xác định tăng dần lượng chất dung dịch đầu hoạt tính enzim tăng dần, đến lúc sự gia tăng nồng độ chất không làm táng hoạt tính enzim Vì tất trung tâm hoạt động enzim bão hòa chất - Chất ức chế hoại hoá enzim : Một số chất hoá học ức chế sự hoạt động enzim Một số chất khác liên kết với enzim lại làm tăng hoạt tính enzim Chẳng hạn: thuốc trừ sâu DDT chất ức chế số enzim quan trọng hệ thần kinh người động vật - Nồng độ enzim : Với lượng chất xác định, nồng độ enzim cao hoạt tính enzim tăng Một số ứng dụng Enzim sản xuất đời sống Hiện nay, việc sản xuất chế phẩm Enzim loại phát triễn mạnh mẽ qui mô công nghiệp Các chế phẩm Enzim phổ biến amylase, protease, catalase, cellulase, lipase, glucoseoxydase…  Ứng dụng y dược Dùng Enzim để định lượng chất, phục vụ công việc xét nghiệm chẩn đoán bệnh, ví dụ dùng để kiểm tra glucose nước tiểu nhạy  Ứng dụng hóa học - Protease với công nghiệp thực phẩm - Cellulase với công nghiệp thực phẩm - Amylase với công nghiệp thực phẩm  Ứng dụng công nghiệp dệt  Ứng dụng công nghiệp thuộc da  Ứng dụng nông nghiệp Có thể sử dụng loại chế phẩm Enzim khác để chuyển hóa phế liệu, đặc biệt 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! [...]... 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  Ứng dụng trong công nghiệp thuộc da  Ứng dụng trong nông nghiệp Có thể sử dụng... 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,...Sự điều hòa hoạt động của enzim 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... 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 Enzim Chức năng Số vòng quay(lần) Chymotripxim Phân giải protein 1.10 Penixilinaza... maltozơ -> glucozơ  Tính đặc hiệu của enzim Vai trò của Enzim trong trao đổi chất của tế bào Enzim đồnglàhoá ự s 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... đó enzim có hoạt tính tối đa làm cho tốc độ phản ứng xảy ra nhanh nhất - Độ pH : Mỗi enzim có một độ pH thích hợp Ví dụ: enzim pepsin của dịch dạ dày người cần pH = 2 Hoạt tính enzyme cũng thay đổi theo sự thay đổi của pH và nhiệt độ (hình 16.18) - 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