HÓA SINH ENZYME BSNT nguyen huy thong

• Bản chất protein • Xúc tác phản ứng hóa sinh... Chất xúc tác thông thường• Không tiêu hao hoặc sinh thêm • Không tạo phản ứng nhưng làm tăng đáng kể tốc độ phản ứng.. Phân loại• Theo H

HÓA SINH

ENZYME

BSNT NHT

• Bản chất protein

• Xúc tác phản ứng hóa sinh

Chất xúc tác thông thường

• Không tiêu hao hoặc sinh thêm

• Không tạo phản ứng nhưng làm tăng đáng kể tốc độ phản ứng.

• Không làm thay đổi hằng số cân bằng phản ứng.

• Protein.

• Đặc hiệu cao, không có phản ứng phụ.

• Đặc hiệu tuyệt đối hoặc tương đối.

• Thường chỉ hoạt động ở vùng nhiệt độ và pH vừa phải.

Gọi tên enzym

• Tên cơ chất + “ase”.

• Tên tác dụng + “ase”.

• Tên cơ chất + tác dụng + “ase”.

• Tên thường gọi.

Example :

• Tyrosin decarboxylase

• Pepsin, trypsin, chymotrypsin

• Urease

Phân loại

• Theo Hiệp hội enzyme quốc tế (EC) phân loại enzyme theo phản

ứng mà chúng xúc tác.

• 6 loại  các dưới lớp  nhóm  enzyme.

• Mỗi enzyme được ký hiệu 4 chữ số

• Hexokinase: EC 2.7.1.1.

PHÂN LOẠI ENZYM

PHÂN LOẠI ENZYM

Loại 1: Oxidoreductase

(Enzyme OXH-Khử)

• Xúc tác phản ứng có trao đổi H và e.

• AH2 + B  A + BH2.

• Các dưới lớp: Dehydrogenase, Oxidase, Reductase, Catalase,

Peroxidase, Oxygenase (hydrolase).

Loại 2: Transferase

(Vận chuyển nhóm)

• Vận chuyển nhóm hóa học không phải H giữa 2 cơ chất.

• AX + B  A + BX.

• Các dưới lớp: Aminotransferase, transcetolase, transaldolase,

acyl/methyl/glucosyl-transferase, phosphorylase, kinase, thiolase, polymerase.

Loại 3: Hydrolase

(Thủy phân)

• Cắt đứt liên kết hóa học bằng thủy phân, có sự tham gia của nước.

• AB + H2O  AH + BOH.

• Các dưới lớp: Esterase, glucosidase, protease, phosphatase,

phospholipase, amidase, deaminase, nuclease.

Lysophospholipase

Loại 4: Lyase

(Phân cắt)

• Tách nhóm, chuyển đi một nhóm hóa học khỏi

cơ chất mà không có sự tham gia của phân tử nước.

• AB  A + B.

• Các dưới lớp: Decarboxylase, aldolase, lyase,

hydratase, dehydratase, synthase.

Loại 6: Ligase/Synthetase

(Tổng hợp)

• Gắn 2 phân tử với nhau thành 1 phân tử lớn

hơn, sử dụng năng lượng NTP.

• Các dưới lớp: Synthetase, carboxylase, DNA

ligase.

Cấu trúc enzym

• Thành phần cấu tạo: enzyme thuần và tạp.

• Holoenzyme = protein-apoenzyme + chất cộng tác-cofactor.

• Cofactor: ion, chất hữu cơ, phức hợp hữu cơ kim loại  bổ sung

khả năng phản ứng, khả năng xúc tác enzyme.

• Coezyme: Loại 1 + 2 Nhóm phụ: ko tách được.

Cấu trúc phân tử enzyme

• Metalloenzyme: enzyme kim loại.

• Vai trò kim loại:

• Trực tiếp xúc tác.

• Chất OXH-K.

• Tạo phức hợp với cơ chất.

• Các ví dụ về enzyme KL: Hexokinase Mg 2+ , Cytochrome Fe, Cu.

Trung tâm hoạt động

• Vùng đặc biệt các tác dụng gắn với cơ chất

• 1 hoặc nhiều.

• Nhóm amin hoạt tính cao (serin, cysteine,

glutamic, lysin, histidine, tryptophan): phân cực hoặc ion hóa, tạo liên kết H hoặc ion với cơ chất.

Thuyết hoạt động

Fisher E 1980

Koshland D 1958

LDH

GLDH

LDH 1 HHHH Occurs in myocardium (aerobic

tissues) LDH 2 HHHM In acute leukemia

LDH 3 HHMM In acute leukemia

LDH 4 HMMM Occurs in muscle and liver

(anaerobic tissues) LDH 5 MMMM Occurs in muscle and liver

(anaerobic tissues) in liver disease

Coenzyme Niacin (Vit B3)

• OXH-K.

• NAD+ (nicotinamide adenine dinucleotide), NADP+

(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) – P ở 2’ ribose trong phân tử AMP.

• Chức năng: vận chuyển 2 e và 1 H+, enzyme dehydrogenase.

• Thiếu hụt: Pellagra, …

Coenzyme Flavin (Vit B2)

• OXH-K.

• FMN (Flavin mononucleotide), FAD (Flavin

adenine dinucleatide).

• Isoalloxazine (Flavin) nối N-10 đến ribitol.

• FMN có 1 gốc P ở 5’ ribitol FAD tương tự

NAD+.

• Vận chuyển 2e, 2H+.

Coenzyme Hem (porphyrine Fe 2+ )

Thiamin pyrophosphate (TPP)

• Vitamin B1.

• Thiếu hụt  Bệnh Beriberi, bệnh TK ngoại biên,

chuột rút, tiêu hóa, tim mạch.

• Điều trị: Beriberi, viêm TK do rượu, viêm TK do thai

nghén.

Pyridoxal phosphate

• Dẫn xuất pyridoxine (Vitamin B6).

• CoE của E trao đổi amin, khử carboxyl

một số acid amin (tyrosin, arginine,

glutamic), racemase.

Các Coenzyme vận chuyển nhóm khác

• CoA:

• Vitamin B5 (acid pantothenic) nối với thioethanlamin

• Chuyển hóa acid béo, thể cetonic, acetate, acid amin.

• Thiếu hụt: RLTH, cảm xúc không ổn đinh, cảm giác rát

bỏng đầu chi

tử C Thiếu hụt: Thiếu máu nguyên HC khổng lồ.

Cơ chế xúc tác

• Phản ứng chỉ xảy ra theo chiều năng lượng tự do giảm, biến chất

có năng lượng tự do cao thành chất có năng lượng tự do thấp hơn

 ∆𝑮 < 𝟎.

• Sức ỳ về mặt hóa học: Entropy, lớp áo nước, hình thể không gian

cồng kềnh, sắp xếp chưa định hướng của nhóm chức trên phân tử E.

• Năng lượng hoạt hóa: NL cần thiết để nâng tất cả các phân tử của

1 mol cơ chất ở 1 nhiệt độ nhất định lên trạng thái chuyển tiếp.

Động học enzyme

• Tốc độ phản ứng: lượng S bị biến đổi dưới tác

dụng của E đó trong 1 phút, 25 0 C, điều kiện

chuẩn.

• Hoạt độ E (IU, U): lượng E làm biến đổi 1μmol S

thành P trong 1 phút, 25 0 C, điều kiện chuẩn.

• Tốc độ ban đầu: 5 phút.

• Tốc độ cực đại (V max): E bão hòa S.

• Các chất hoạt hóa: tạo vị trí hoạt động tích

điện dương tác động vào vị trí tích điện âm của cơ chất Làm thay đổi cấu hình không

gian E, làm ổn định cấu trúc bậc 3, 4 Làm E

dễ gắn S, liên kết E và CoE, tạo OXH-K.

Chất ức chế

Cạnh tranh

• Vmax không đổi

• Km tăng

Chất ức chế

Không cạnh tranh

• Vmax giảm

• Km không đổi

Chất ức chế

Phi cạnh tranh

• Vmax giảm

• Km giảm

Đồ thị

DRUG CLINICAL

Statin drugs as examples of competitive inhibitors: This group of antihyperlipidemic agents competitively inhibits the first committed step in cholesterol synthesis This

reaction is catalyzed by hydroxymethylglutaryl–CoA

reductase ( HMG-CoA reductase ), Statin drugs, such as atorvastatin (Lipitor) and pravastatin (Pravachol), are

structural analogs of the natural substrate for this enzyme, and compete effectively to inhibit HMG-CoA reductase By doing so, they inhibit de novo cholesterol synthesis,

thereby lowering plasma cholesterol levels

Enzym - pH

?

CLINICAL PROBLEMS 1

A Polish man and his friend who is of Japanese descent are sharing conversation over drinks at a party After the Polish man finishes his second bottle of beer, he notices that his friend, despite having drunk only half his drink, appears flushed in the face His friend then complains of

dizziness and headache and asks to be driven home 1 The marked difference in tolerance to alcohol illustrated by these men is most likely due to a gene encoding which of the following enzymes?

CLINICAL PROBLEMS 2

A 70-year-old man was admitted to the emergency room with a

12-hour history of chest pain Serum creatine kinase (CK) activity

was measured at admission (day 1) and once daily (Figure 5.24) On day 2 after admission, he experienced cardiac arrhythmia, which

was terminated by three cycles of electric cardio conversion, the

latter two at maximum energy [Note: Cardioconversion is

performed by placing two paddles, 12 cm in diameter, in firm

contact with the chest wall and applying a short electric voltage.]

Normal cardiac rhythm was reestablished He had no recurrence of arrhythmia over the next several days His chest pain subsided and

he was released on day 10 Which one of the following is most

consistent with the data presented?

A The patient had a myocardial infarction 48 to 64 hours prior to

admission.

B The patient had a myocardial infarction on day 2

C The patient had angina prior to admission

D The patient had damage to his skeletal muscle on day 2

E The data do not permit any conclusion concerning myocardial infarction prior to, or after, admission to the hospital.

KEEP CALM AND FOCUS ON BIOCHEMISTRY