Khi nghiên cứu về hoạt động của enzyme người ta thấy rằng không phải toàn bộ phân tử enzyme đều tham gia quá trình xúc tác một cách trực tiếp, mà chỉ có những phần nhất định nào đó. Phần nhất định đó là trung tâm hoạt động của enzyme. Tuỳ từng loại enzyme mà trung tâm hoạt động có nhiều hay ít, trung bình từ 1 đến 20 (có khi 100 như cholinesterase) hay gặp nhất là 3 - 4. Tính trung bình cứ một trung tâm tương ứng với trọng lượng phân tử 30.000 - 80.000 dalton.
Trung tâm hoạt động của enzyme được định nghĩa là vị trí tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất trên phân tử enzyme, ở đây sẽ trực tiếp xảy ra các phản ứng sinh hoá học.
Từ kết quả nghiên cứu về bản chất hoá học, về cấu trúc trung tâm hoạt động, cơ chế tác động, về trung tâm hoạt động chúng ta nhận thấy trung tâm hoạt động có vài đặc điểm như:
- Chiếm tỉ lệ rất bé so với thể tích toàn bộ của enzyme.
- Gồm các nhóm chức của amino acid ngoài ra có thể có cả các ion kim loại và các nhóm chức của các coenzyme.
Hình 4.1: Trung tâm hoạt động của enzyme
Đối với enzyme một thành phần, trung tâm hoạt động chỉ bao gồm những nhóm chức của các amino acid như nhóm hydroxy của serin, carboxy của glutamic, vòng imidazol… Các nhóm chức của các amino acid có thể xa nhau trong chuỗi polypeptide nhưng nhờ cấu trúc không gian nên nó gần nhau về mặt không gian.
Đối với enzyme hai thành phần, ngoài những thành phần như trên, trong TTHĐ còn có sự tham gia của coenzyme và có thể cả ion kim loại.
Sự sống là quá trình trao đổi vật chất liên tục, quá trình đó bao gồm hàng loạt phản ứng phân giải và tổng hợp. Kết quả là những chất glucid, lipid, protein... đưa theo thức ăn vào sẽ biến thành thành phần mới của mô bào hoặc thành năng lượng cung cấp cho hoạt động sống. Sự tác dụng của enzyme trong quá trình trao đổi chất không mang tính thuận nghịch, mà mang tính đặc hiệu cao. Biểu hiện như sau:
Các quá trình này nếu ở phòng thí nghiệm thường mất nhiều thời gian, cần nhiều hoá chất, nhiệt độ cao mà kết quả đôi khi không phân hoá được triệt để. Trái lại, ở điều kiện in vivo (tức là trong sinh thể) các phản ứng sinh hoá học
This image cannot currently be displayed.
nói trên tiến hành rất dễ dàng, nhanh và hiệu quả rất cao. Đó là nhờ sự xúc tác của hệ thống enzyme.