Bài giảng Sinh hoá cơ sở: Enzyme - PGS.TS. Ngô Đại Nghiệp và TS. Nguyễn Thị Hồng Thương

Bài giảng Sinh hoá cơ sở: Enzyme được biên soạn gồm các nội dung chính sau: khái niệm chung; cấu tạo; phân loại và danh pháp; tính chất lý hóa chung; cường lực xúc tác và cơ chế tác dụng; đặc hiệu xúc tác; các yếu tố ảnh hưởng vận tốc phản ứng;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Sinh hoá cơ sở: Enzyme - PGS.TS. Ngô Đại Nghiệp và TS. Nguyễn Thị Hồng ThươngChương 7: www.themegallery.com NỘI DUNG13 Khái niệm chung2 Cấu tạo3 Phân loại và danh pháp4 Tính chất5 Ứng dụng6 Phương pháp xác định hoạt độ 1. Khái niệm chung Enzyme là chất xúc tác sinh học có bản chất là protein Enzyme có trong mọi cơ thể sinh vật Enzym xúc tác đặc hiệu cho các phản ứng hóa học nhất định trong cơ thể sinh vật (invivo) và ngoài tế bào (invitro). Vì có nguồn gốc từ sinh vật do đó enzym thường được gọi là xúc tác sinh học. Cơ thể thiếu enzym thì mọi quá trình chuyển hóa sẽ bị đình chỉ, sinh vật không thể sống, sinh sản và phát triển bình thường được, sự sống của sinh vật sẽ không tồn tại. Hiện nay hơn 2000 enzym đã được khám phá, trong đó hơn 200 enzym thu được ở dạng tinh thể. Hiện nay người ta đã thu được nhiều loại chế phẩm enzyme khác nhau và sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như y học , nông nghiệp, công nghiệp… 2. Cấu tạo Enzyme một cấu tử: trong thành phần cấu tạo chỉ có protein (Urease, pepsin, amylase…) Enzyme hai cấu tử: trong thành phần cấu tạo ngoài protein còn có phần phi protein (nhóm ngoại – prostetic)  Phần protein – apoenzyme  Phần nhóm ngoại – coenzyme (Thông thường nhóm ngoại enzym là các dẫn xuất của vitamin, các kim loại, nucleotit…) Ví dụ: catalase, peroxydase, Cytochrom, polyphenol oxydase…Trong nhóm ngoại có chứa Cu, Fe (metalloenzym). Có enzym trong nhóm ngoại có dẫn xuất Vit như : – Pyruvatdecarboxylase nhóm ngoại là dẫn xuất Vit B1 – Amino-transferase nhóm ngoại là Vit B6. Trung tâm hoạt động (TTHĐ):  Là một phần nhỏ trong phân tử enzym tham gia trực tiếp liên kết với cơ chất, quyết định hoạt tính xúc tác enzym.  Số trung tâm hoạt động của enzym có thể là một hay nhiều hơn.  Enzym một cấu tử TTHĐ gồm một số nhóm chức acid amin.  Enzym hai cấu tử TTHĐ Cấu trúc của DNA ligase gồm một số nhóm chức của acid amin và nhóm ngoại. Một số nhóm định chức thường tham gia hoạt động enzym như: -SH của Cystein -OH của Serin Vòng imidazol của histidin ε-NH2 của Lys ω- COOH của Asp và Glu α-COOH của acid amin (cuối mạch). Nhiều enzym có số trung tâm hoạt động khá lớn như:  Alcoldehydrogenase của gan, M=84.000 có 2 TTHĐ  Alcoldehydrogenase của nấm men, M=150.000 có 4 TTHĐ 3. Phân loại và danh pháp 3.1. Danh pháp: Tên thông dụng: có từ lâu và quen dùng như: pepsin, trypsin, renin, amylase… không nói lên bản chất xúc tác. Tên hệ thống: Hội nghị hóa sinh quốc tế quy định  Phần 1: tên cơ chất – Phần 2: tên kiểu phản ứng mà enzyme xúc tác, thêm đuôi “ase”  VD: Pyruvat-decacboxylase (khử CO2 của acid pyruvic) Mỗi enzyme có mã số gồm 4 chữ số trước có chữ EC  Số thứ nhất – chỉ nhóm chính.  Số thứ hai – chỉ nhóm phụ.  Số thứ ba – chỉ phân nhóm phụ.  Số thứ tư – chỉ thứ tự trong phân nhóm phụ. VD: Ribonuclease có mã số EC 2.7.7.16 3. Phân loại và danh pháp 3.2. Phân loại: chia thành 6 nhóm chính Nhóm 1 - Oxydoreductase: Xúc tác cho các phản ứng oxi hoá-khử Nhóm 2 - Transferase: Xúc tác cho các phản ứng chuyển vị. Nhóm 3 - Hydrolase: Xúc tác cho các phản ứng thủy phân. Nhóm 4 - Lyase: Xúc tác cho các phản ưng phân cắt không cần nước. Nhóm 5 - Isomerase: Xúc tác cho các phản ứng đồng phân hoá. Nhóm 6 - Ligase (synthetase): Xúc tác cho các phản ứng tổng hợp có sử dụng liên kết giàu năng lượng của ATP .v.v. 4. Tính chất 4.1. Tính chất lý hóa chung Enzym không thẩm tích qua màng bán thấm. Enzym có tính chất lưỡng tính. Tan trong nước, dung môi hữu cơ có cực khác, dung dịch muối loãng, glycerin. Dễ bị biến tính bởi nhiệt độ cao và mất hoạt tính xúc tác. Về hình dạng đa số enzym là hình cầu 4. Tính chất 4.2. Cường lực xúc tác và cơ chế tác dụng Chất có tác dụng thúc đẩy tốc độ phản ứng hóa học đựơc gọi là chất xúc tác. Enzyme không làm lệch vị trí cân bằng mà nó chỉ làm phản ứng nhanh chóng đạt trạng thái cân bằng. Enzym có cường lực xúc tác lớn Năng lượng hoạt hóa là mức năng lượng cần thiết để chuyển các phân tử chất tham gia phản ứng từ trạng thái bình thường sang trạng thái hoạt động- để phản ứng xảy. 4. Tính chất 4.2. Cường lực xúc tác và cơ chế tác dụng Enzyme làm giảm năng lượng hoạt hóa 4. Tính chất 4.2. Cường lực xúc tác và cơ chế tác dụng Cơ chế xúc tác: Quá trình tạo phức chất enzym-cơ chất và biến đổi phức này thành sản phẩm, giải phóng enzym tự do thường trải qua 3 giai đoạn:  GĐ1: enzym kết hợp với cơ chất bằng liên kết yếu tạo thành phức enzym-cơ chất (không bền), năng lượng hoạt hoá cho phản ứng này rất thấp.  GĐ2: xảy ra sự biến đổi cơ chất, phá vỡ các liên kết đồng hoá trị tham gia phản ứng.  GĐ3: tạo thành sản phẩm còn enzym giải phóng dưới dạng tự do. 4. Tính chất 4.2. Cường lực xúc tác và cơ chế tác dụng Cơ chế xúc tác: S : cơ chất ES : phức trung gian P : sản phẩm E : enzyme E : enzyme Công thức: E + S → ES → E + P a. Thuyết của Fisher (“chìa khóa với ổ khóa”) b. Thuyết của Koshland (“tiếp xúc cảm ứng”)Giải thích cơ chế tác dụng của nhiều enzym: ribonuclease, hexokinase, alpha amylase…v.v. 4. Tính chất 4 ...