Chất xúc tác sinh học XÚC TÁC ENZIM

Chất xúc tác sinh học (vận tốc cao, đặc thù) được tổng hợp trong tế bào sống Bản chất: Protein (trừ ribozyme ARN có khả năng xúc tác) Làm tăng tốc độ các phản ứng hoá sinh Không bị biến đổi sau phản ứng Có trong tế bào mọi vi sinh vật Tham gia phản ứng in vivo và in vitro. > 2000 enzyme đã được khám phá. Ứng dụng rộng rãi: CNTP, chăn nuôi, y dược... 1.2.1. Tên gọi – Tên enzyme + in. Ví dụ: Pepsin, trypsin, vv… – Enzyme + “ase” • Tên gọi theo cơ chất Ví dụ: amylase, protease, lipase • Theo kiểu phản ứng Ví dụ: oxidase, hydrolase, transaminase – Tên hệ thống • Enzyme xúc tác cho cơ chất A nhờ dạng phản ứng R có tên là ARase Ví dụ: Glyceraldehyd3phosphatehydrolase. • Enzyme xúc tác phản ứng của chất A với chất B (hay cofactor B) nhờ phản ứng dạng R, có tên A:B Rase

Đề tài XÚC TÁC ENZIM I Đại cương enzim Nội dung học II Cấu trúc dạng enzim III Cơ chế xúc tác enzim IV Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác enzim I Đại cương enzim 1.1 Khái niệm •Chất xúc tác sinh học (vận tốc cao, đặc thù) tổng hợp tế bào sống •Bản chất: Protein (trừ ribozyme - ARN có khả xúc tác) •Làm tăng tốc độ phản ứng hố sinh •Khơng bị biến đổi sau phản ứng •Có tế bào vi sinh vật •Tham gia phản ứng in vivo in vitro •- > 2000 enzyme khám phá •Ứng dụng rộng rãi: CNTP, chăn ni, y dược I Đại cương enzim 1.2 Tên gọi phân loại enzim 1.2.1 Tên gọi – Tên enzyme + "in" Ví dụ: Pepsin, trypsin, vv… – Enzyme + “ase” • Tên gọi theo chất Ví dụ: amylase, protease, lipase • Theo kiểu phản ứng Ví dụ: oxidase, hydrolase, transaminase – Tên hệ thống • Enzyme xúc tác cho chất A nhờ dạng phản ứng R có tên ARase Ví dụ: Glyceraldehyd-3-phosphate-hydrolase • Enzyme xúc tác phản ứng chất A với chất B (hay cofactor B) nhờ phản ứng dạng R, có tên A:B - Rase I Đại cương enzim 1.2 Tên gọi phân loại enzim 1.2.2 Phân loại (6 lớp theo kiểu phản ứng) Lớp 1: Oxidoreductase •Xúc tác cho phản ứng oxy hố khử •Lớp lớn •Bản chất: Protein phức tạp •Vận chuyển: Hydro, e-, gắn oxy vào chất •Phân thành phân lớp theo nhóm chức nhường hydro hay e5 I Đại cương enzim 1.2 Tên gọi phân loại enzim  Lớp 2: Transferase – Xúc tác vận chuyển nhóm nhỏ nguyên tử từ chất sang chất khác – Bản chất: protein phức tạp – Phân thành phân lớp theo nhóm vận chuyển I Đại cương enzim 1.2 Tên gọi phân loại enzim  Lớp 3: Hydrolase • • • Xúc tác cho phản ứng thuỷ phân Thuỷ phân liên kết vốn hình thành nhờ ngưng tụ peptid, glycosid, ester … (sự phân giải có nước tham gia) Bản chất: protein đơn giản I Đại cương enzim 1.2 Tên gọi phân loại enzim  Lớp 4: Liase (synthase) • Xúc tác phản ứng: Các liên kết C- C, – phân giải (không thuỷ phân) C- O, C- N, vv… – hình thành (khơng địi hỏi NL) • Bản chất protein phức tạp • Phân thành phân lớp theo kiểu liên kết hóa học phân giải hay tạo thành • VD: Pyruvate decarboxylase tách CO2 từ pyruvate tạo acetaldehyd I Đại cương enzim 1.2 Tên gọi phân loại enzim  Lớp 5: Isomerase • Xúc tác tái phân bố phân tử chất • Vận chuyển nguyên tử hay nhóm nguyên tử nội phân tử • Lớp nhỏ • Phần lớn có chất protein đơn giản I Đại cương enzim 1.2 Tên gọi phân loại enzim  Lớp 6: Ligase (Synthetase) • Xúc tác tạo liên kết hóa học mới,tổng hợp đại phân tử (có sử dụng lượng ATP) • Bản chất protein phức tạp 10 IV Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác enzim  Ảnh hưởng nồng độ chất [S] đến vận tốc phản ứng enzim Phương trình Michaelis-Menten: V= 51 IV Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác enzim  Các chất ảnh hưởng đến hoạt động enzyme  Chất hoạt hoá: Ion kim loại – vitamin- chất hữu – Làm tăng hoạt tính xúc tác enzyme, biến enzyme từ dạng không hoạt động → hoạt động Hoạt hóa nhờ tượng cảm ứng chất gây hiệu ứng dị khơng gian – Các chất hoạt hố thường không gắn cố định với E (không thành phần E hay nhóm ghép cố định) – Chất hoạt hố ion kim loại Cu2+, Zn2-, Ca2+, Mn2+, Mg2+, Co2+ , chất hữu cơ; anion Cl-, -PO32-) 52 IV Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác enzim Có kiểu hoạt hoá: 1.Các ion kim loại hoá trị tham gia vào cấu tạo trung tâm hoạt động để vận chuyển điện tử làm cầu nối để gắn chất vào enzym 53 IV Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác enzim Cắt đoạn enzym đạo trung tâm hoạt động enzym Pepsinogen HCl Pepsin Cấu tạo trung tâm hoạt động enzym Enzym trypsinogen enterokinase tá tràng tác động làm đoạn peptid (liên kết hydro bị đứt) mạch lại co rút cấu tạo cấu trúc bậc 2, có trung tâm hoạt động serin histidin Trypsinogen Enterokinase (cắt đoạn hexapeptide) Trypsin 54 IV Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác enzim  Chất hoạt hóa Chymotrypsinogen Trypsin (sắp xếp lại cấu trúc phân tử) Chymotrypsin 55 IV Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác enzim  Chất ức chế • Giảm khả xúc tác enzyme • Hiện tượng ức chế enzym tượng phổ biến đời sống sinh vật, 90% ngộ độc enzym bị ức chế • Các chất ức chế (inhibitor) có chất khác nhau: ion, chất vô hay hữu  Ví dụ: Ngộ độc HCN ăn sắn anion CN liên kết chặt chẽ với Fe3+ hệ thống Cytocrom - cytocrom oxydase 56 IV Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác enzim  Chất ức chế • Fe3+ bị liên kết với CN thành Fe 2+CN nên điện tử không truyền hô hấp mô bào bị gián đoạn • Giải độc: Tiêm vào thể chất oxy-hố mạnh xanh metylen Na2S2O3 Xanh metylen biến Hb thành hemoglobin (HbOH) Cytorom dạng Fe2+OH không bền nên dễ phân huỷ thành Fe3+ H2O Còn HbCN lược đưa gan khử độc dạng: 57 IV Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác enzim  Chất ức chế  Cơ chế: – Làm thay đổi cấu trúc phân tử enzyme làm enzyme khả xúc tác (ức chế không cạnh tranh) – Cạnh tranh với chất TTHĐ giảm tốc độ phản ứng không làm enzyme bị biến tính làm cho phức hợp ES khơng thể tạo sản phẩm giải phóng enzyme (ức chế cạnh tranh) 58 IV Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác enzim Chất ức chế  Cạnh tranh • Có cấu tạo hình dạng giống chất • Tác động đến trung tâm hoạt động kìm hãm hoạt đơng enzyme  Khơng cạnh tranh • Khơng chịu ảnh hưởng nồng độ chất • Tác động đến enzyme làm biến đổi gián tiếp hình thù trung tâm hoạt động,khơng cịn phù hợp với cấu hình chất 59 IV Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác enzim Ức chế cạnh tranh -Xảy enzyme khơng có tính đặc hiệu tuyệt đối -Chất kìm hãm có cấu tạo tương tự chất E+I EI E+S ES E+P → Khi có chất kìm hãm cạnh tranh, Km tăng, lực enzyme – chất giảm → vận tốc phản ứng giảm 60 IV Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác enzim Ức chế cạnh tranh Malonic acid Succinic acid Fumaric acid 61 IV Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác enzim Ức chế cạnh tranh 62 IV Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác enzim Ức chế khơng cạnh tranh -Các phản ứng xảy I+E EI E+S ES E+P ES + I IES I gắn trung tâm hoạt EI + S IES động E khác với trung tâm mà S gắn vào (Trung tâm dị không gian) Vận tốc phản ứng từ ES P bị chậm lại 63 Ý nghĩa Là cơng cụ điều hồ tế bào ứng dụng nhiều lĩnh vực:  Công nghiệp  Thực phẩm: Làm bánh mì, rượu bia, sản phẩm sữa  Tẩy rửa: protease, lipase  Xử lý tinh bột: amylase, isomerase  Dệt-da: amylase, lipase, cellulase  Y Dược  Trợ tiêu hóa: amylase, protease  Chẩn đoán: Alcol dehydrogenase, Cholesterol esterase, Creatinase, Glucose oxidase, Uricase  Điều trị: Asparaginase, Lactamase, Urease, Uricase, Streptokinase  Hóa dược: Steroid, Ibuprofen, Salbutamol, Propanolol ……… 64 CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE ... Đại cương enzim Nội dung học II Cấu trúc dạng enzim III Cơ chế xúc tác enzim IV Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác enzim I Đại cương enzim 1.1 Khái niệm ? ?Chất xúc tác sinh học (vận tốc... chế xúc tác enzim • Cường lực xúc tác: – Enzim có tất tính chất chất xúc tác Cần sử dụng với lượng nhỏ Sau phản ứng trả lại nguyên trạng thái ban đầu 34 III Cơ chế xúc tác enzim • Ưu điểm enzim. .. nhóm xúc tác định hướng xác cho pứ xảy 42 III Cơ chế xúc tác enzim  Thuyết hấp phụ (Bai-li-xơ (1906)) + Chất xúc tác hấp phụ chất lên bề mặt chúng → Tập trung S, nồng độ chất vùng bề mặt chất xúc