Bài giảng Enzym - TS. Nguyễn Xuân Bắc

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:53

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Enzym, được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp các bạn sinh viên có thể trình bày được thành phần cấu tạo, danh pháp, phân loại enzym và coenzym; Trình bày được cấu trúc phân tử và tính đặc hiệu của enzym; Giải thích được các đặc tính của trung tâm hoạt động và cơ chế hoạt động của enzym; Phân tích được động học của enzym một cơ chất, có chất ức chế cạnh tranh và không cạnh tranh; Giải thích được các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động và nguyên lý điều hòa hoạt động enzym. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Enzym - TS. Nguyễn Xuân Bắc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI BỘ MÔN HÓA SINH ENZYM Giảng viên: TS. Nguyễn Xuân Bắc Email: bacnx@hup.edu.vn ❖TL học tập : Bộ môn Hoá sinh (2015), Hoá sinh học, NXB Y học ❖TL tham khảo : Lehninger, Principles of biochemistry, 7th edition
Mục tiêu 1. Trình bày được thành phần cấu tạo, danh pháp, phân loại enzym và coenzym 2. Trình bày được cấu trúc phân tử và tính đặc hiệu của enzym 3. Giải thích được các đặc tính của trung tâm hoạt động và cơ chế hoạt động của enzym 4. Phân tích được động học của enzym một cơ chất, có chất ức chế cạnh tranh và không cạnh tranh 5. Giải thích được các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động và nguyên lý điều hòa hoạt động enzym 6. Giải thích được một số ứng dụng của enzym trong y dược
Nội dung I. Đại cương về enzym II. Động học enzym III. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của enzym IV. Điều hòa hoạt động enzym V. Ứng dụng của enzym trong Y Dược
I. Đại cương về enzym 1. Khái niệm về enzym 2. Cách gọi tên enzym (Danh pháp) 3. Phân loại enzym 4. Đặc điểm của enzym 5. Thành phần cấu tạo của enzym 6. Cấu trúc phân tử enzym 7. Cơ chế hoạt động xúc tác của enzym
1. Khái niệm về enzym ENZYM = CHẤT XÚC TÁC SINH HỌC • Không bị tiêu hao hoặc được sinh ra thêm trong quá trình phản ứng • Tăng tốc độ nhưng không làm thay đổi hằng số cân bằng của phản ứng • Bản chất: Phần lớn enzym là protein – mã hóa bởi ¼ số gen của cơ thể; một số enzym là ARN
2. Cách gọi tên enzym (danh pháp) 1. Tên thường gọi: pepsin, trypsin, chymotrypsin 2. Tên cơ chất + ase: Urease, proteinase (protease) 3. Tên tác dụng + ase: oxidase, transferase, decarboxylase 4. Tên cơ chất + tên tác dụng + ase: lactat dehydrogenase, tyrosin decarboxylase
3. Phân loại enzym (theo hội hóa sinh quốc tế) Enzym Loại phản ứng Ví dụ 1. Oxidoreductase Oxy hóa khử -dehydrogenase, -reductase, -oxidase 2. Transferase Vận chuyển nhóm -transferase, -kinase, -polymerase, synthase 3. Hydrolase Thủy phân -lipase, -phosphatase, -glycosidase, peptidase, nucleosidase (nuclease) 4. Lyase Phân cắt -decarboxylase, -dehydratase, -aldolase 5. Isomerase Đồng phân hóa -isomerase, epimerase, racemase, synthetase, synthase 6. Ligase Tổng hợp -ligase, -synthetase, -synthase ATP: glucose phosphotransferase ATP + D-glucose ADP + 6-phosphat glucose Hexokinase 2: Loại (vận chuyển) Ký hiệu: EC 2.7.1.1 7: Dưới lớp (vận chuyển gốc phosphat) 1. Nhóm (vận chuyển gốc phosphat vào nhóm –OH) https://enzyme.expasy.org 1. Enzym riêng biệt (D-glucose là chất nhận gốc phosphat)
4. Đặc điểm của enzym • Bản chất protein => có những đặc điểm chung của protein (cấu trúc, tính chất lý hóa) • Đặc điểm riêng của enzym: (1) Khả năng xúc tác cao; (2) Đặc hiệu: Cả loại phản ứng và cơ chất
Khả năng xúc tác của enzym Thời gian bán hủy Tốc độ p/ư (kcat) Tốc độ p/ư (kcat) Hệ số tăng Enzym khi không có enzym không enzym (số pt/s) có enzym (số pt/s) tốc độ phản ứng năm năm năm năm tuần ngày giờ giây Ghi chú: OMP decarboxylase: Orotidine 5'-phosphate decarboxylase (Enzym trong tổng hợp pyrimydin) AMP: Adenosin monophosphat kcat: số chuyển hóa (catalytic number) của enzym
Tính đặc hiệu của enzym Khái niệm: Mỗi enzym chỉ có khả năng xúc tác cho sự chuyển hóa một hay một số chất nhất định, theo một kiểu phản ứng nhất định. • Đặc hiệu kiểu phản ứng: chỉ xúc tác cho 1 phản ứng hoặc các phản ứng gần giống nhau: phản ứng thủy phân. • Đặc hiệu cơ chất: Biến đổi 1 cơ chất hoặc nhóm cơ chất gần giống nhau: đặc hiệu tuyệt đối, đặc hiệu nhóm tuyệt đối, đặc hiệu nhóm tương đối, đặc hiệu quang học. (Tự học ví dụ) Ví dụ: protease
Tính đặc hiệu của enzym • Đặc hiệu kiểu phản ứng: Liên kết peptid Liên kết este
Tính đặc hiệu của enzym Trypsin • Đặc hiệu cơ chất: papain, trypsin, thrombin Thrombin
Tính đặc hiệu của enzym Cơ chất Cơ chất TTHĐ Phức hợp ES Phức hợp ES Enzym Enzym Mô hình “Khóa và chìa khóa” Mô hình “Nhận diện cảm ứng” (Fisher-1890)
Đặc điểm chung của TTHĐ 1. Thường có các acid amin có nhóm chức đặc biệt: serin (-OH), cysteine (-SH) glutamic (-COO-), lysin (-NH3+), histitin (imidazole) tryptophan, phenylalanine, valin (các nhóm kỵ nước). 2. Cơ chất thường gắn với enzym bằng các liên kết yếu (hydro, ion, kị nước) 3. Chỉ chiếm một phần nhỏ phân tử enzym, tối thiểu khoảng 100 acid amin (các acid amin khác hỗ trợ cấu trúc phù hợp của TT hđ). Một enzym có thể có một hay nhiều TTHĐ. 4. Có môi trường riêng biệt: Không có H2O (trừ khi nước là chất tham gia phản ứng). Môi trường không phân cực giúp tăng gắn cơ chất và tăng khả năng xúc tác.
5. Thành phần cấu tạo của enzym Carbonic Trypsin anhydrase Enzym thuần = protein (đơn giản) Enzym phức tạp = protein (apoenzym) + chất cộng tác (cofactor) Cofactor: coenzym (hợp chất hữu cơ phân tử lượng nhỏ), kim loại
Coenzym oxy hóa khử (vận chuyển điện tử) (1) Coenzym nicotinamid Coenzym flavin NAD+-Nicotinamid adenin dinucleotid FAD-Flavin adenin dinucleotid NADP+-Nicotinamid adenin dinucleotid phosphat FMN-Flavin mononucleotid 2e, 1H+ 2e, 2H+ Vị trí phản ứng (trên nhân nicotinamide) Vị trí phản ứng (trên nhân flavin –d/c của isoalloxazine) Nicotinamid (vit B3) Riboflavin (vit B2) Ví dụ enzym: SV tự liệt kê các enzym 2’ sau khi đã học chuyển hóa các chất
Coenzym oxy hóa khử (vận chuyển điện tử) (2) Coenzym hem Coenzym Q (CoQ) CoQ10: n=10 (ĐV có vú) Coezym từ acid lipoic Acid lipoic Acid dihydrolipoic 1e Fe2+ Fe3+ Số e được v/c:? Ví dụ enzym: catalase, peroxidase, Ví dụ enzym: α-ketoglutarat dehydrogenase, monooxygenase, dioxygenase, pyruvate dehydrogenase, ketoacid dehydrogenase, cytochrom oxidase 2-oxoadipate dehydrogenase
Coenzym vận chuyển nhóm Coenzym A: VC nhóm acyl Vị trí phản ứng Thiamin pyrophosphat (TPP): VC nhóm aldehyd (tách nhóm CO2); Pyridoxal phosphat: VC nhóm amin; Biocytin: VC nhóm carboxyl; Tetrahydrofolat: VC 1 đơn vị carbon; 5’-deoxyadenosyl cobalamin: VC nhóm methyl Nguồn gốc của các coenzym, ví dụ enzym? (SV tự tìm hiểu)
ion kim loại ion Enzym Cu2+ Cytochrom oxidase K+ Pyruvat kinase Mg2+ Hexokinase, glucose-6-phosphatase, pyruvate kinase Mn2+ Arginase, ribonucleotide reductase, Ni2+ Urease Zn2+ Carbonic andydarse, alcolhol dehydrogenase, carboxypeptidase A và B
6. Cấu trúc phân tử enzym • Cấu trúc trung tâm hoạt động • Cấu trúc của cofactor (coenzym, kim loại) • Các dạng cấu trúc của phân tử enzym: Enzym đơn chuỗi Enzym đa chuỗi (polyzym) Enzym dị lập thể Isoenzym/isozym Phức hợp đa enzym (Multienzym) Tiền chất enzym (Zymogen/proenzym)