BẢN CHẤT HÓA HỌC CỦA ENZYME
3.1. Enzyme là những chất xúc tác có bản chất
protein.
Trong sự phát triển của hóa sinh học, bước nhảy vọt
đã đạt được
khi người ta thực hiện thành công việc tách rút các
chất xúc tác sinh
học ra khỏi tế bào và nghiên cứu tính chất của chúng,
lúc đó người ta
nhận biết rằng enzyme có bản chất protein. Năm
1926, Sumner là
người đầu tiên thu được urease ở dạng kết tinh. Cho
đến nay đã có
khoảng hơn 150 enzyme được rút ra ở dạng tinh
khiết. Trong số các
enzyme đó, một số đã được biết trọn vẹn về cấu trúc
bậc I như
ribonuclease, trypsin, chymotrypsin, …
Ngày nay người ta xác nhận rằng, các enzyme chính
là nhóm
protein quan trọng. Chúng được hình thành trong tế
bào như các
protein đơn giản (enzyme một thành phần) hoặc như
các protein
phức tạp (enzyme hai thành phần). Trong số các
enzyme thì đa số là
enzyme hai thành phần.
Dạng hoạt động của enzyme hai thành phần bao gồm
phần
protein và phần không có bản chất protein gọi là
nhóm prostetic
(nhóm ngoại, nhóm ghép, …)
Enzyme một thành phần là các protein đơn giản thực
hiện chức
năng xúc tác. Ví dụ: Ribonuclease A và một số
enzyme thủy phân
protein và một số enzyme khác.
Các nhóm ghép, các coenzyme
Bên cạnh phần protein thì enzyme hai thành phần còn
chứa phần
không có bản chất protein. Người ta gọi phần không
phải protein cần
thiết bắt buộc đối với hoạt động của enzyme là nhóm
ghép (nhóm
ngoại, nhóm thêm, yếu tố phụ, …) và phần protein
vốn liên kết với
40
nhóm đó là apoenzyme, phức hợp của hai thành phần
trên là
holoenzyme (enzyme hai thành phần).
Trong trường hợp nhóm ghép là những chất hữu cơ
có trọng
lượng phân tử bé được liên kết với phần protein thì
nhóm ghép được
gọi là coenzyme. Theo cách đó thì:
Nếu đứng riêng rẽ thì cả coenzyme cũng như
apoenzyme đều
không có khả năng xúc tác. Chỉ có lúc nào 2 phần
này kết hợp với
nhau thì hoạt tính xúc tác của enzyme mới thể hiện.
Bản chất hóa học của coenzyme rất khác nhau:
- Một số loại này chính là các vitamin. Sự liên quan
về chức năng
giữa các vitamin và các coenzyme được giới thiệu ở
bảng sau:
Một số loại này chính là các vitamin. Sự liên quan về
chức năng
giữa các vitamin và các coenzyme được giới thiệu ở
bảng sau:
Coenzyme Chức năng Vitamin tương
ứng
NAD, NADP
FAD. FMN
Coenzyme A
Thiaminpyro(P)
Pyridoxal(P)
- Chuyển H+ và e-
- Chuyển H+ và e-
- Vận chuyển gốc acyl
- Phân giải háo khí và tổng
hợp acid béo
- Khử carboxyl hóa
- Chuyển nhóm aldehyd