CƠ CHẾ XÚC TÁC CỦA ENZYME
Khi đặt vấn đề nghiên cứu về cơ chế xúc tác của
enzyme
người ta xuất phát từ giả thiết cho rằng trong các
phản ứng được
enzyme xúc tác, phức tạm thời “Enzyme – Cơ chất”
được tạo thành.
Quá trình này gồm 3 giai đoạn:
Ở giai đoạn 1 phản ứng xảy ra tương đối nhanh, cơ
chất (S) được
liên kết với enzyme (E) nhờ các liên kết yếu. Lúc này
sự liên kết
không gian giữa các phân tử cơ chất và enzyme chưa
đủ hiệu quả đối
với sự xúc tác của enzyme.
Ở giai đoạn tiếp theo xảy ra sự biến đổi của cơ chất
(S) có liên
quan tới việc phá vỡ hay hình thành các liên kết cộng
hóa trị. Ở giai
đoạn này, cơ chất được hoạt hóa (một hoặc vài phức
chất ES chuyển
tiếp được hoạt hóa). Ở đây, cấu trúc bậc 3 của
enzyme luôn biến đổi
E + S ES ES* E + P
1 2 3
46
tạo khả năng tiếp xúc giữa các nhóm hoạt động của
enzyme với cơ
chất đang biến đổi.
Enzyme đã làm biến đổi phần tử cơ chất làm cho các
liên kết bên
trong phân tử trở nên “lỏng lẻo” hơn, do đó chỉ cần
một lượng năng
lượng nhỏ cũng đủ làm cho cơ chất biến thành các
sản phẩm (P)
khác nhau.
Người ta đã chứng minh rằng trong khi hình thành
phức chất ES
có 2 quá trình đồng thời xảy ra nhanh chóng đó là:
a) Sự thay đổi mật độ điện tử gây nên sự phân cực
hóa các
liên kết.
b) Sự biến dạng về mặt hóa học của các liên kết “kéo
căng”
trong phân tử cơ chất.
Cả hai yếu tố này (sự biến hình và sự phân cực hóa
các liên
kết đồng hóa trị) đều làm tăng thế năng nhiệt động
học của các liên
kết này, nghĩa là xúc tiến việc vượt qua “hàng rào”
năng lượng hoạt
hóa của quá trình chuyển tiếp phức “Enzyme-Cơ
chất”.
