Tổng hợp Hóa sinh Enzym

Chương ENZYM (p.62) Phần CÁCH GỌI TÊN VÀ PHÂN LOẠI Cách gọi tên ST T Cách gọi tên Ví dụ Tên chất + ase Tên tác dụng + ase Tên chất, tác dụng + ase Tên thường gọi: khơng có ase urease, proteinase oxidase, aminotransferase, decarboxylase… lactat dehydrogenase, tyrosin, decarboxylase… pepsin, trypsin… Phân loại EC2.7.1.1  Enzym thuộc loại – lớp – nhóm – STT nhóm Transferase (oxy hóa khử)1 Oxido.reductase Loại Phản ứng AH2 + B  A + BH2 Xúc tác phản ứng vận chuyển nhóm hóa học (khơng phải H) từ phân tử sang phân tử khác hay phần khác phân tử Dưới lớp Dehydrogenase Đặc điểm Sử dụng phân tử oxy chất nhận e Oxidase Reductase Sử dụng oxy chất nhận e không tham gia vào thành phần chất Đưa H e vào chất Catalase Peroxidase Oxygenase (hydroxylase) 2H2O2  O2 + 2H2O H2O2 + AH2  A + 2H2O gắn nguyên tử oxy vào chất Ví dụ Lactat dehydrogenas e cytochrom oxidase, xanthin oxidase -cetoacyl -ACP reductase Cytp-450 xúc tác phản ứng: RH + NADPH + H+ + O2  ROH + NADP+ + H2O Aminotransferas vận chuyển -NH2 từ acid amin AST, ALT e sang acid alpha cetonic Transcetolase chuyển đơn vị 2C 3C transaldolase Các acyl-, metyl-, glucosyl-transferase, phosphorylase Các kinase chuyển gốc phosphat từ ATP Hexokinase vào chất Các thiolase Chuyển CoA –SH vào chất acyl CoA -acetyl transferase Các polymerase DNA/ RNA polymerase (thủy phân)3.(enzym Hydrolase vận chuyển nhóm) (phân cắt)4 Lyase Ligase (đồng phân)5 Isomerase AB + H2O  AH + BOH Các esterase Thủy phân liên kết este Các glucosidase Các protease Các phosphatase Các phospholipase Các amidase Các desaminase Thủy phân liên kết glycosid Thủy phân liên kết peptid Thủy phân lk este phosphat Thủy phân lik este phosphat phân tử phospholipid Thủy phân lk N-osid thủy phân liên kết C- N, tách nhóm amin khỏi chất thủy phân liên kết este phosphat DNA hay RNA Cắt CO2 khỏi chất Các nuclease Loại bỏ nhóm hóa học khỏi chất mà khơng có tham gia phân tử nước AB  A + B decarboxylase Các aldolase Các lyase Các hydratase Các dehydratase Các synthase Chuyển đổi dạng đồng phân cách xếp lại phân tử Các racemase Các epimerase Các isomerase Các mutase Kết hợp phân tử thành phân tử lớn hơn, dùng ATP hay nucleosidtriphossphat khác cung cấp lượng Cắt phân tử aldehyd từ chất arginosuccinase gắn phân tử nước vào chất Cắt phân tử nước từ chất gắn phân tử mà khơng cần có tham gia ATP Chuyển dạng đp D L Chuyển dạng đp epime triacylglycerol lipase nucleoside adenosin deaminase glutamat decarboxylase fumarase -hydroxyacylACP dehydratase ATP synthase, glycogen synthase, citrat synthase ribose-5 phosphat epimerase chuyển đồng phân nhóm chức aldehyd ceton chuyển nhóm hóa học nguyên tử phân tử Synthetase Carboxylase Ligase pyruvat carboxylase DNA ligase (tổng hợp) Phần CẤU TRÚC PHÂN TỬ ENZYM Thành phần cấu tạo - Là phân tử protein có kích thước lớn, từ 12kDa - 1000kDa hơn, phần lớn có kích thước lớn chất - Gồm loại: + Enzym thuần: acid amin cấu tạo nên + Enzym tạp: Holo.enzym = Apo.enzym + cofactor (chất cộng tác)  Apoenzyme: phần protein mang đặc tính enzym  Chất cộng tác (Cofactor) là:  ion kim loại: Zn2+, Fe2+, Cu2+, kim loại khác (1)  Các coenzym: cofactor hữu cơ, thường vitamin dẫn xuất chúng, thường có thành phần enzym oxy hóa khử vận chuyển nhóm Một số cofactor gắn đồng hóa trị (rất chặt) với enzym gọi nhóm phụ (prosthetic group) (1) enzym có cofactor kim loại gọi enzym kim loại Vai trò KL đây: (1) tham gia trực tiếp vào phản ứng xúc tác enzym (2) Hoạt động chất oxy hóa khử (3) Tạo thành phức hợp với chất Trung tâm hoạt động enzym - Định nghĩa: Là vùng đặc biệt phân tử enzym, gắn với với chất Mỗi enzym có vài TTHĐ - Thành phần: Gồm nhóm hóa học liên kết tiếp xúc trực tiếp/khơng trực tiếp với chất có chức trực tiếp trình xúc tác - Quan hệ TTHĐ chất: Gồm giả thuyết + Thuyết ổ khóa chìa khóa Fisher: chất vừa khít với TTHĐ + Thuyết mơ hình cảm ứng khơng gian Koshland:  Enzym thay đổi cấu hình để tiếp nhận trạng thái chuyển tiếp chất  Sự thay đổi cấu hình enzym làm căng giãn chất, đẩy chất vào trạng thái chuyển tiếp Các dạng cấu trúc phân tử enzym - Enzym đơn chuỗi đa chuỗi: + Đơn chuỗi (monomer): có chuỗi polypeptid, ví dụ ribonuclease, lipase, pepsin… + Đa chuỗi (oligo/polymer): AST chuỗi, CK chuỗi, LDH chuỗi, RNA polymerase chuỗi, GLDH 40 chuỗi - Enzym dị lập thể (allosteric enzyme): đơm chuỗi đa chuỗi, ngồi TTHĐ có trung tâm dị lập thể  TT dị lập thể dương: gắn chất hoạt hóa, làm tăng hoạt tính enzym (chất hoạt hóa dị lập thể thường đứng trước chất chuỗi phản ứng)  TT dị lập thể âm: gắn chất ức chế, làm giảm hoạt tính enzym (chất ức chế dị lập thể thường đứng sau chất chuối pư sản phẩm cuối chuỗi phản ứng) - Các dạng phân tử enzym (isoenzym isozym) + Cùng xúc tác phản ứng hóa học tồn dạng phân tử khác nhau, có tính chất vật lý hóa học khác + Ví dụ: LDH có tiểu đơn vị (mỗi tiểu đơn vị chuỗi polypeptid: H-chuỗi gốc tim, M-chuỗi gốc cơ) LDH1: HHHH (isoenzym kiểu tim) LDH2: HHHM LDH3: HHMM LDH4: HMMM LDH5: MMMM (isoenzym kiểu gan) - Các tiền chất enzym: + Dạng chưa hoạt động (proenzym hay zymogen) + Khi bị cắt đoạn peptid che lấp TTHĐ trở nên có hoạt tính + Có tiếp vĩ ngữ -ogen tiếp đầu ngữ pro- Ví dụ: pepsinogen, prothrombin - Phức hợp đa enzym: + Gồm nhiều enzym khác có liên quan q trình chuyển hóa, kết lại thành khối Nếu tách riêng enzym hoạt tính, kết tụ lại  tăng hiệu lực hiệu xúc tác + Ví dụ: Phức hợp pyruvat dehydrogenase (xúc tác chuỗi phản ứng biến pyruvat  acetyl CoA) gồm: pyruvat dehydrogenase, dihydrolipoyl transacetylase, dihydrolipoyl dehydrogenase Phần CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA CÁC COENZYM -Một số coenzym gắn lỏng lẻo tạm thời với enzym, hoạt động chất thứ hai Coenzym Niacin (B3): NAD+ NADP+ (2) -Một số coenzym gắn chặt với protein enzym gọi nhóm ngoại (nhóm phụ?), có chức gần vị trí hoạt động q trình xúc tác Thiamine tetrahydrofFolat hay CácFMNCoenzym Coenzym pyrophosph A Coenzym 2+ (B2): olat (dạng Fe (CoA ate SH) (TPP) acid lipoic porphyrin FAD (3) Flavin khử) Biotin Các coenzym vận chuyển nhóm Coenzym oxy hóa khử Coenzym oxy hóa khử - Chức năng: vận chuyển điện tử H+ chất cho chất nhận (xúc tác dehydrogenase) - Thiếu hụt B3 (nicotinic acid) pellagra: tổn thương da, sưng lưỡi, rối loạn thần kinh, tinh thần Chức năng: hoạt động nhóm ngoại, tham Là coenzym hệ thống cytochrom, catalase, peroxidase, monooxygenase gia phản dioxygenase 2CytbFe2+ + 2Cytc Fe3+  2CytbFe3+ + 2Cytc Fe2+ H2O2  2H2O + O2 - Là acid béo chứa nhóm sulfur (-SH), tên đầy đủ 6,8-dithio octanoic acid - Nó tham gia phức hợp enzym khử carboxyl oxy hóa acid pyruvat acid cetoglutarat với coenzym khác TPP, coenzym A, FAD, NAD+ - Phản ứng khử carboxyl (decarboxylation) transcetolase - Thiamine hay vitamin B1, chứa pyrimidin thiazol - Thiếu hụt gây: bệnh beri-beri, tổn thương thần kinh ngoại biên, chuột rút… -Gồm acid panthotenic nối với thioethanolamin -Hoạt hóa nhóm carbonyl vận chuyển acyl (acetyl- CoA), tổng hợp chất béo steroid - pantothenic acid (vitamin B5) -Thiếu hụt B5: rối loạn tiêu hóa, cảm xúc khơng ổn định, cảm giác rát bỏng đầu chi -vận chuyển 1carbon hay format -vitamin = folic acid -Thiếu hụt: thiếu máu nguyên hồng cầu khổng lồ - Nhóm ngoại enzym carboxylase - Phản ứng carboxyl hóa -vitamin = biotin Pyrodoxal phosphat -Phản ứng decarboxyl, transaminationvà racemase -vitamin pyridoxin hay vitamin B6 (2) Nicotin.amid-Adenin Dinucleotid (Phosphat) (3) Flavin MonoNucleotide (FMN) Flavin Adenine Dinucleotide (FAD) Phần CƠ CHẾ XÚC TÁC CỦA ENZYM Sự biến thiên lượng tự (∆G