intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Công nghệ protein và enzyme: Chương 2 - TS. Nguyễn Xuân Cảnh

Chia sẻ: Caphesuadathemmatong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:45

Thêm vào BST
Báo xấu
78
lượt xem 5
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Công nghệ protein và enzyme: Chương 2 Enzyme, cung cấp cho người học những kiến thức như: Giới thiệu chung; Phân nhóm enzyme; Cơ chế xúc tác enzyme; Động học phản ứng enzyme; Phương pháp xác định hoạt độ enzyme; Sàng lọc cơ chất cho enzyme. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Công nghệ protein và enzyme: Chương 2 - TS. Nguyễn Xuân Cảnh

  1. •9/18/2020 CHƢƠNG 2. ENZYME • Giới thiệu chung • Phân nhóm enzyme • Cơ chế xúc tác enzyme • Động học phản ứng enzyme • Phƣơng pháp xác định hoạt độ enzyme • Sàng lọc cơ chất cho enzyme Một số khái niệm chung • Enzyme là chất xúc tác sinh học, có mặt trong tất cả các cơ thể sống • Chúng thúc đẩy một phản ứng xảy ra mà không có mặt trong sản phẩm cuối cùng. • Ngoại trừ một nhóm nhỏ RNA có tính xúc tác (ribozym), tất cả enzyme đều có bản chất là protein. • Tính chất xúc tác phụ thuộc vào cấu tạo của protein. • Một số enzyme cấu tạo gồm toàn những phân tử L-amino acid liên kết với nhau tạo thành, gọi là enzyme một thành phần • Đa số enzyme là những protein phức tạp gọi là enzyme hai thành phần. Phần protein gọi là apoenzyme, phần không phải protein gọi là nhóm ngoại hay coenzyme. •1
  2. •9/18/2020 Nhóm ngoại: Có thể là hợp chất hữu cơ (coenzyme) nhƣ vitamin, NAD… hoặc ion kim loại Phân loại enzyme/ Enzyme Classification (EC) Cách gọi tên: tên cơ chất đặc hiệu + tên của loại phản ứng + ase Phân loại: enzyme chia thành 06 lớp gồm; • Oxydoreductase: xúc tác cho phản ứng oxy hoá - khử. • Transpherase: xúc tác cho phản ứng chuyển vị các nhóm từ một phân tử này đến một phân tử khác. • Hydrolase: xúc tác cho phản ứng thuỷ phân cũng là vận chuyển các nhóm chức năng nhưng chất nhận luôn là phân tử nước. • Lyase: xúc tác cho phản ứng thêm các nhóm vào nối đôi, hoặc tạo thành nối đôi bằng cách loại các nhóm. • Isomerase: xúc tác cho phản ứng đồng phân hoá, chuyển vị các nhóm trong nội bộ phân tử tạo dạng đồng phần. • Ligase: xúc tác cho phản ứng tạo thành liên kết C-C, C-O, C-S và C-N bằng phản ứng ngưng tụ kèm theo phản ứng cắt đứt liên kết giàu năng lượng của các nucleosid trisphosphate, (thường là ATP). •2
  3. •9/18/2020 • Mỗi lớp chia thành nhiều tổ, mỗi tổ chia thành nhiều nhóm, mỗi nhóm có nhiều enzym khác nhau. • Trong bảng phân loại, ký hiệu enzym thường gồm 04 chữ số ngăn cách nhau bởi dấu “.”: số thứ nhất chỉ lớp, số thứ 2 chỉ tổ, số thứ 3 chỉ nhóm, số thứ tư chỉ enzym. • Ví dụ: enzym mang ký hiệu EC 2.6.1.6 là enzym leucine transaminase thuộc nhóm Transferases (lớp 2), xúc tác phản ứng chuyển vị nhóm có chứa Nitơ (tổ 6/ Transferring nitrogenous groups), nhóm chứa Nitơ đó là nhóm amin từ Leucine (nhóm 6) • Phản ứng: L-leucine+ 2-oxoglutarate = 4-methyl-2-oxopentanoate + L-glutamate Giới thiệu hệ thống phân loại enzyme quốc tế http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/ •3
  4. •9/18/2020 •4
  5. •9/18/2020 •5
  6. •9/18/2020 •6
  7. •9/18/2020 •7
  8. •9/18/2020 Lớp 1. Oxidoreductase • Xúc tác phản ứng oxy hóa khử. Cơ chất bị oxy hóa được coi là chất cho H. • Tên enzyme: Chất cho: Chất nhận oxidoreductase. • Tên thông dụng sẽ là Dehydrogenase • Tên Reductase cũng có thể dùng trong trường hợp chất nhận là O2 • Con số thứ 2 của các enzyme thuộc nhóm oxidoreductases (ngoại trừ 11, 13, 14 hoặc 15) chỉ nhóm trong chất cho hydrogen sẽ bị oxi hóa: nhóm -CHO-, - CHO hoặc –CO-COOH • Con số thứ 3, ngoại trừ EC 1.11, EC 1.13, EC 1.14 và EC 1.15 chỉ ra dạng chất nhận tham gia vào phản ứng xúc tác: NAD(P)+, Cytochrome, Oxy (O), S-S • Các enzyme thuộc lớp này: dehydrogenases, reductases • Ví dụ: lactate dehydrogenase (NAD+), acyl CoA dehydrogenase (FAD), ketoacyl-ACP reductase (NADPH/H+). •8
  9. •9/18/2020 Dehydrogenase Dehydrogenase: enzyme oxi hóa một cơ chất bằng cách chuyển 1 hoặc nhiều hydride (H-) tới một chất nhận, thường là NAD+/NADP+ hoặc một flavin coenzyme như FAD or FMN. • Aldehyde dehydrogenase (oxy hóa aldehyde) • Acetaldehyde dehydrogenase (chuyển acetaldehyde tới acetic acid) • Alcohol dehydrogenase • Glutamate dehydrogenase (enzyme chuyển hóa glutamate thành α- Ketoglutarate và ngược lại). • Lactate dehydrogenase • Pyruvate dehydrogenase (trong chu trình TCA, chuyển hóa Pyruvate thành Acetyl CoA) • Glucose-6-phosphate dehydrogenase (liên quan đến con đường pentose phosphate) • Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (liên quan đến đường phân) Acetaldehyde dehydrogenase • Vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa ethanol • Ethanol ------------------------------ acetaldehyde --------------------------- Acetic acid Alcohol dehydrogenase Acetaldehyde dehydrogenase •9
  10. •9/18/2020 Reductase • Reductase là enzyme xúc tác cho phản ứng khử • Ví dụ một số enzyme reductase • 5-alpha reductase • Dihydrofolate reductase • HMG-CoA reductase • Methemoglobin reductase • Ribonucleotide reductase • Thioredoxin reductase • E. coli nitroreductase • Methylenetetrahydrofolate reductase Lớp 2. Transferase • Là những enzym vận chuyển nhóm, chẳng hạn: methyl, glycosyl • Tên enzyme: donor: acceptor grouptransferase • Tên thông dụng thường đặt theo acceptor grouptransferase hoặc donor grouptransferase. Chất cho thường là một cofactor (Coenzyme). • Một số phản ứng xúc tác được mô phỏng: X-Y + Z = X + Z-Y • Hoặc chuyển nhóm Y từ X sang Z hoặc cắt đứt liên kết X-Y khi có sự tham gia của Z. • Việc giải thích chỉ mang tính tương đối, vì vậy người ta thường đặt tên theo kiểu Y-transferase. • Các enzyme thuộc lớp này: kinases, aminotransferases, thiolases • Ví dụ: glucokinase (ATP), aspartate aminotransferase (PLP), b-ketothiolase •10
  11. •9/18/2020 Glucokinase • Glucokinase (EC 2.7.1.2) là một enzyme xúc tác phản ứng phosphoril hóa Glucose  Gluco-6-phosphate. • Quá trình glucokinase xảy ra ở các tế bào gan, tụy, ruột và não người và các động vật có xương sống. • Đột biến gene mã hóa cho enzyme này sẽ dẫn đến các bệnh đái đường, tụt đường huyết. Aspartate transaminase • Enzyme này xúc tác phản ứng chuyển hóa thuận nghịch aspartate và alpha- ketoglutarate thành oxaloacetate và glutamate • Enzyme này là một trong những cơ sở để đánh giá chức năng gan. Oxaloacetate + glutamate ⇌ aspartate + α-ketoglutarate •11
  12. •9/18/2020 Lớp 3. Hydrolase • Xúc tác các phản ứng thủy phân • Phổ biến gặp: Peptidase, glycosidase, lipase, phosphatase. • Trypsin, amylase, triacylglycerol lipase, fructose- 1,6-bisphosphatase Peptidase Protease (còn gọi là peptidase hoặc proteinase) thủy phân protein (liên kết peptide). Có 6 nhóm protease • Serine protease • Threonine protease • Cysteine protease • Aspartate protease • Metalloprotease • Glutamic acid protease •12
  13. •9/18/2020 Serine protease • Trung tâm hoạt động có Serine • Chủ yếu có mặt ở các đường tiêu hóa • Tồn tại dưới dạng zymogen, bị ức chế bởi serine proteinase inhibitors • Thành viên: Nhóm chymotrypsin, subtilisin • Nhóm Chymotrypsin: ở eukaryote gồm Chymotripsin, trypsin, elastase. • Nhóm subtilisin: ở prokaryote Threonine protease • Threnonine proteases là một họ của các enzyme thủy phân protein có chứa Threonine (Thr) trong trung tâm hoạt động. • Là một trong các protease thuộc họ proteasome •13
  14. •9/18/2020 Cystein protease • Cystein protease thường có mặt trong hoa quả: đu đủ, dứa, vả, kiwi. Lượng protease có nhiều khi quả còn chưa chín. Thường dùng làm mềm thịt. • Các cysteine protease có cơ chế xúc tác chung liên quan đến sự có mặt của trung tâm xúc tác chứa nhóm lưu huỳnh của cystein. Phản ức xúc tác xảy ra theo kiểu ái nhân (nucleophill). Aspartic proteases • Aspartic proteases sử dụng gốc aspartate cho việc xúc tác cơ chất. • Enzyme này có 2 aspartate bảo thủ cao ở trong trung tâm hoạt động (aspartyl protease). Enzyme này bị ức chế bởi pepstatin. pH tối ưu trong vùng acid. • Aspartic proteases bao gồm: pepsins, cathepsins, và renins. Chúng có cấu trúc gồm 2 domain (do sự lặp gene). • HIV-1 protease thuốc chính trong điều trị HIV • Chymosin (hay "rennin")  đông tụ sữa • Renin  điều hòa huyết áp, Vtế bào • Cathepsin D  marker cho ung thư vú • Pepsin  Enzyme con đường tiêu hóa • Plasmepsin  khả năng kháng bệnh sốt rét • Nepenthesin  nguồn gốc thực vật (giống pepsin) •14
  15. •9/18/2020 Metalloproteinase • Sử dụng các cofactor là kim loại (Zn, Co) • Metalloproteinase có 2 subgroup: • Exopeptidases metalloexopeptidases (EC number: 3.4.17). • Endopeptidases: metalloendopeptidases (3.4.24) • Xử lý metalloproteinase bằng các chất chelate (EDTA) sẽ dẫn đến ức chế hoàn toàn. • EDTA, EGTA thường gắn với các ion kim loại hóa trị 2 (hay gặp trong đệm tách chiết DNA, RNA) Glycosidase • Glycoside hydrolases thủy phân liên kết glycosid. Có vai trò quan trọng trong việc phân giải các sinh khối sinh học (carbohydrate). • Các enzyme quan trọng trong nhóm này: • Cellulase, amylase, lysozyme, neuraminidase •15
  16. •9/18/2020 Amylase • Alpha amylase • Beta amylase • Gamma amylase Alpha amylase • α-Amylase (EC 3.2.1.1) còn gọi là 1,4-α-D-glucan glucanohydrolase hoặc glycogenase. α-Amylase thuộc nhóm metalloenzymes (cần sự có mặt của Ca2+). • Enzyme thủy phân ngẫu nhiên các liên kết glycosid trong phân tử polysacharide (glycogen, tinh bột). • Sản phẩm cuối cùng là các đường maltotriose, maltose, glucose và các dextrin (tùy thuộc vào nguồn cơ chất). • Ở động vật, α-Amylase có pH tối ưu trong khoảng 6,7-7,0. •16
  17. •9/18/2020 Beta amylase • β-Amylase (EC 3.2.1.2) còn gọi là 1,4-α-D-glucan maltohydrolase, glycogenase, saccharogen amylase. • β-amylase được sinh tổng hợp bởi vi khuẩn, nấm và thực vật. • Khác với α-Amylase có khả năng thủy phân ngẫu nhiên, β-Amylase hoạt động từ đầu không khử, enzyme này thủy phân liên kết α-1,4 glycosid thứ hai và cắt liên kết tạo ra một phân tử maltose. • Trong quá trình chín của quả, β-amylase phân giải tinh bột tạo các đường maltose có mùi đặc trưng. Gamma amylase • γ-Amylase (EC 3.2.1.3) còn gọi là glucan 1,4-α- glucosidase, amyloglucosidase, exo-1,4-α-glucosidase, glucoamylase, 1,4-α-D-glucan glucohydrolase). • Enzyme có khả năng cắt liên kết α 1-4 glycosid cuối cùng từ đầu không khử của amylose và amylopectin giải phóng các phân tử gluocose. • pH tối ưu của γ-amylase trong môi trường acid, pH ~3. •17
  18. •9/18/2020 Lysozyme • Lysozyme (muramidase hoặc N-acetylmuramide glycanhydrolase) (EC 3.2.1.17) có khả năng phân giải thành tế bào vi khuẩn. • Thủy phân liên kết 1,4-beta-giữa các gốc N-acetylmuramic acid và N-acetyl-D-glucosamine trong mạch peptidoglycan. • Lysozyme có nhiều ở các dịch tiết: nước mắt, nước bọt, sữa người và các dịch nhày. Ngoài ra có nhiều trong lòng trắng trứng. Cellulase • Cellulase gồm 1 nhóm các enzyme được tiết ra chủ yếu bởi nấm, vi khuản và nguyên sinh động vật có khả năng thủy phân cellulose. • Có một ít số động, thực vật cũng có khả năng sản xuất enzym này. • Phản ứng: Thủy phân liên kết 1,4-beta-D-glycosidic trong cellulose, lichenin, và các dạng D-glucan ở ngũ cốc. •18
  19. •9/18/2020 Cơ chất cho cellulase Cellulose Lichenin (mộc nhĩ, rêu) Lớp 4. Lyase • Xúc tác loại bỏ hoặc bổ sung thêm các gốc để tạo thành hoặc bẻ gãy các nối đôi. • Các enzyme thuộc nhóm synthase, decarboxylase, dehydratase • Ví dụ: citrate synthase, pyruvate decarboxylase (TPP), fumarase •19
  20. •9/18/2020 Lyase • EC 4.1 phân cắt liên kết carbon-carbon (decarboxylases, aldehyde lyases, oxo acid lyases • EC 4.2  carbon-oxygen: dehydratases • EC 4.3  carbon-nitrogen • EC 4.4  carbon-sulfur bonds • EC 4.5  carbon-halide bonds (halogen) • EC 4.6  phosphorus-oxygen (adenylate cyclase và guanylate cyclase) • EC 4.99  ferrochelatase Lớp 5. Isomerase • Xúc tác các phản ứng làm thay đổi cấu trúc (không phải thành phần). Sự thay đổi bao gồm: cấu trúc quang học, hình học, cấu trúc isomer • Các enzyme thuộc nhóm: isomerases, mutases • Ví dụ: glucose-6-phosphate isomerase, phosphoglycerate mutase • Các enzym chuyển hóa các dạng đồng phân có vai trò quan trọng khi sản xuất các chất dinh dưỡng vì chúng có thể chuyển các chất từ dạng cơ thể không thể sang dạng có thể hấp thụ được. • Vai trò trong dược phẩm (dạng hoạt động) •20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2