Bài giảng Công nghệ sinh học đại cương: Chương 6 - ThS. Vương Thị Thúy Hằng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:38

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Công nghệ sinh học đại cương" Chương 6 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Giới thiệu về protein; công nghệ enzym; ứng dụng của công nghệ enzym; kỹ thuật gen và kỹ nghệ protein trong lĩnh vực công nghiệp enzym. 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 sinh học đại cương: Chương 6 - ThS. Vương Thị Thúy Hằng

CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Giới thiệu về protein Công nghệ enzym NỘI DUNG Ứng dụng của công nghệ enzym Kỹ thuật gen và kỹ nghệ protein trong lĩnh vực công nghiệp enzym
6.1.1. Vai trò của protein
6.1.2. Cấu trúc của protein Protein là một polymer gồm nhiều monomer (có tên chung là axit amin) tạo thành. Một sợi polymer gồm một số axit amin được gọi là polypeptid.
Cấu trúc không gian của protein rất phức tạp, gồm 4 mức cấu trúc khác nhau:
Cấu trúc bậc một: Các axit amin kết nối với nhau thành một sợi polypeptid thẳng gọi là cấu trúc bậc một. Ví dụ:
Cấu trúc bậc hai: Hình thành do lực liên kết giữa các nguyên tử của các axit amin gần nhau trong sợi polypeptid mạch thẳng tạo thành. Cấu trúc bậc 2 thường có dạng sợi xoắn (α Helix) .
Cấu trúc bậc 3: Các mạch polypeptid cấu trúc bậc một có thể gấp khúc do các lực liên kết yếu tạo nên cấu trúc bậc 3.
Minh họa cấu trúc bậc 3 của protein sợi
Minh họa cấu trúc bậc 3 của protein cầu
Cấu trúc bậc 4: Có 2 hoặc nhiều sợi polypeptid có cấu trúc bậc 3 liên kết lại tạo thành cấu trúc bấc 4.
6.2. CÔNG NGHỆ ENZYM 6.2.1. Vai trò sinh hoá học của enzym Enzym đóng vai trò quan trọng trong việc phá vỡ các liên kết hoá học của các chất tham gia phản ứng và tạo ra các liên kết hoá học mới ở các sản phẩm của phản ứng. Enzym làm tăng nhanh tốc độ của phản ứng bằng việc làm giảm mức năng lượng tới hạn mà cơ chất phải đạt đến để phản ứng có thể xảy ra.
6.2.2. Một số đặc tính quan trọng của enzym 6.2.2.1. Tính đặc thù của enzym Enzym chỉ xúc tác phản ứng với các cơ chất đặc thù. Enzym có tính đặc thù không gian Enzym có tính đặc thù thời gian
6.2.2.2. Một số các đặc tính quan trọng khác của enzym - Với sự có mặt của enzym, tốc độ của phản ứng hóa học xảy ra rất cao. - Một lượng enzym nhỏ có thể chế biến một lượng cơ chất lớn. - Một số enzym chỉ hoạt hoá trong điều kiện có mặt của các yếu tố đồng thời. - Nhờ tính đặc thù của enzym, công nghiệp enzym có thể tạo ra các sản phẩm có chất lượng cao, độ tinh khiết cao, ít sản phẩm phụ.
6.2.3. Trung tâm hoạt hóa của enzym Trong phản ứng, cơ chất và enzym tạo ra một tổ hợp enzym + cơ chất. Cơ chất được gắn vào một vùng xác định của enzym được gọi là trung tâm hoạt hóa nhờ các liên kết yếu như liên kết hydro hoặc liên kết ion. Sau khi cơ chất được chuyển hóa thành sản phẩm, sản phẩm sẽ rời trung tâm hoạt hóa nhường chỗ cho các phân tử cơ chất mới .
Hầu hết các phản ứng enzym là 2 chiều: phản ứng xuôi và phản ứng ngược lại. Chiều của phản ứng phụ thuộc rất nhiều vào nồng độ tương đối của các cơ chất và sản phẩm. Tương tác giữa "trung tâm hoạt hóa" của enzym và cơ chất giống như tương tác giữa ổ khóa và chìa khóa, trong đó cấu trúc không gian của enzym là đặc biệt quan trọng, trong đó trình tự các axit amin của trung tâm hoạt hóa đóng vai trò quyết định đối với tính đặc hiệu của enzym.
6.2.4. Các điều kiện hoạt hóa tối ưu của enzym 6.2.4.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ pH Enzym có thể hoạt hóa ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau từ 0 – 1100C và ở các độ pH từ 2-14. Cấu trúc không gian bậc ba của protein rất cảm ứng với điều kiện môi trường. - Hầu hết các enzym có hoạt tính tối đa ở nhiệt độ tối ưu.
6.2.4.2. Cofactors Nhiều enzym cần đến sự trợ giúp của các phân tử không phải protein để hoạt động. Các phân tử này được gọi là các yếu tố đồng thời (cofactors). Về bản chất, cofactors có thể là chất vô cơ cũng có thể là các chất hữu cơ (trong trường hợp này cofactors được gọi là coenzym). Ví dụ: Chất vô cơ như ion kim loại (kẽm, sắt, đồng...), Chất hữu cơ như các vitamin hay nucleotid. Các coenzym rất cần thiết cho sự hoạt động xúc tác của enzym.
6.2.4.3. Các chất kìm hãm enzyme Các chất kìm hãm hoạt động của enzyme thường là các chất có mặt trong các phản ứng enzyme, làm giảm hoạt tính của enzyme nhưng lại không bị enzyme làm thay đổi tính chất hóa học, cấu tạo hóa học và tính chất vật lý của chúng. Các chất gây kìm hãm hoạt động của các enzyme bao gồm các ion, các phân tử vô cơ, các chất hữu cơ và cả protein. Các chất kìm hãm có ý nghĩa rất lớn trong điều khiển các quá trình trao đổi ở tế bào sinh vật.