HÓA SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG - ENZYME

Chia sẻ: Nguyen Uyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:34

Thêm vào BST

Báo xấu

522
lượt xem 60
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo dành cho giáo viên, sinh viên cao đẳng, đại học chuyên ngành khoa học ứng dụng - Giáo án, bài giảng do các thầy cô trường đại học tôn đức thắng biên soạn giúp củng cố và nâng cao kiến thức.Khái niệm Khác với trong hóa học phân tích bình thường, trong enzyme học, người ta không định lượng enzyme một cách trực tiếp mà thường xác định gián tiếp thông qua xác định độ hoạt động......

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: HÓA SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG - ENZYME

NTTS HOÙA SINH HOÏC ÑAÏI CÖÔNG Chương 7 ENZYME I. GIÔÙI THIEÄU CHUNG II. CAÁU TAÏO CUÛA ENZYME III. CÔ CHEÁ TAÙC DUÏNG CUÛA ENZYME III. TIEÀN ENZYME VAØ SÖÏ HOAÏT HOÙA IV. TÍNH ÑAËC HIEÄU CUÛA ENZYME V. GOÏI TEÂN VAØ PHAÂN LOAÏI ENZYME THEO TÍNH ÑAËC HIEÄU VI. CAÙC YEÁU TOÁ AÛNH HÖÔÛNG ÑEÁN VAÄN TOÁC PHAÛN ÖÙNG ENZYME VII. ÑÔN VÒ HOAÏT TÍNH CUÛA ENZYME VIII. ÖÙNG DUÏNG ENZYME IX. NGUOÀN THU NHAÄN ENYME Biochemistry 1
NTTS I. Gi I THI U CHUNG CHUNG BAÛN CHAÁT HOÙA HOÏC- CAÁU TAÏO - Enzyme laø teân goïi moät nhoùm caùc chaát höõu cô coù hoaït tính sinh hoïc - Enzyme khoâng chæ xuùc taùc cho caùc phaûn öùng trong heä thoáng soáng - Soá löôïng caùc enzyme - Baûn chaát enzyme : laø protein coù tính chaát cuûa protein - Caáu truùc Baûng : PHAÂN TÖÛ LÖÔÏNG CUÛA MOÄT SOÁ ENZYME Enzyme PTL (Dalton) Hydrogenase 9000 Ribonuclease 12700 Beta-amylase 15500 Glutamate dehydrogenase 1000000 Piruvat decacboxylase >1000000 Biochemistry 2
NTTS -Enzyme khoâng beàn -Enzyme coù tính löôõng tính: - Heä thoáng ña enzyme (mutilenzyme): Z A B C D E1 E4 E2 E3 SO SAÙNH GIÖÕA ENZYME & CHAÁT XUÙC TAÙC VOÂ CÔ Enzyme coù nguoàn goác sinh hoïc… Ñieàu kieän phaûn öùng: VD: phaûn öùng thuûy phaân protein - Baèng enzyme : pH acid yeáu hay trung tính hay kieàm tuøy enzyme, nhieät ñoä 370C, vaøi chuïc phuùt. - Baèng xuùc taùc voâ cô : acid ñaëc, nhieät ñoä>100oC, 1- 3ngaøy Biochemistry 3
NTTS SO SO SAÙNH GIÖÕA ENZYME & CHAÁT XUÙC TAÙC VOÂ CÔ Cöôøng ñoä phaûn öùng : VD : - Khi naèm ngoaøi teá baøo H2O2 phaân giaûi töø töø. Neáu coù Fe3+ xuùc taùc phaûn öùng xaûy ra voâ cuøng yeáu; neáu coù platin xuùc taùc söï phaân giaûi H2O2 seõ taêng leân 20 000 laàn - Trong teá baøo khi phaân giaûi coù catalase xuùc taùc thì söï phaân giaûi H2O2 seõ taêng leân 3.1011 laàn. SO SAÙNH GIÖÕA ENZYME & CHAÁT XUÙC TAÙC VOÂ CÔ Tính ñaëc hieäu: VD: Taùc nhaân acid H+ coù theå xuùc taùc cho caû phaûn öùng thuûy phaân tinh boät hay protein thì enzyme amylase chæ xuùc taùc cho phaûn öùng thuûy phaân tinh boät, vaø protease xuùc taùc cho phaûn öùng thuûy phaân protein. Hoaït tính cuûa enzyme Biochemistry 4
NTTS II. CAÁU TAÏO CUÛA ENZYME 1. Thành ph n c u t o c a enzyme Enzyme ñôn giaûn -Caáu taïo: -Thöôøng laø loaïi enzyme thuûy phaân . Enzyme phöùc taïp - Caáu taïo: +Apoenzyme + Cofactor (yeáu toá phoái hôïp) : - Thöôøng laø enzyme oxy hoaù khöû + enzym apoenzym cofactor (prostetic, coenzyme) Cofactor coù theå laø: -Nhoùm prostetic (nhoùm ngoaïi): -Caùc ion kim loaïi: -Coenzyme: Biochemistry 5
NTTS 2. MOÄT SOÁ COFACTOR QUAN TROÏNG 2.1. Coenzyme laø caùc vitamin hoaëc daãn xuaát cuûa chuùng a.Vitamin B1 - Tiamin pirophotphat (TPP), TPP coù chöùc naêng: -Ñeà carboxyl caùc α-cetoaminoacid -Ñeà cacboxyl oxy hoùa caùc α-ceto acid -Chuyeån nhoùm ceto (transcetolase). b. Vitamin B2 - Caùc coenzyme Flavin FMN FAD Coenzyme cuûa caùc enzyme oxy hoaù khöû, goàm coù - FMN (Flavin mononucleotic) - FAD (Flavin Adenin Dinucleotide) Biochemistry 6
NTTS Chöùc naêng: Tham gia quaù trình hoâ haáp, vaän chuyeån hydro; voøng izoalloxazin nhaän caû 2 proton H+ vaø 2e, coenzyme töø daïng oxy hoaù trôû thaønh daïng khöû. R R H N N N N N N H3C H3C C=O C=O +2H NH H3C H3C NH -2H N C=O N C=O H Daïng oxy hoaù Daïng khöû c.Vitamin B6-Pirydoxal photphat,Pirydoxamin photphat Chöùc naêng: Vaän chuyeån nhoùm amin -NH2 töø 1 α acid amin naøy sang α acid amin khaùc. R-CH-COOH R CO COOH NH2 pirodoxamin P pirodixal P H R1 C COOH R1 CO COOH NH2 Cô cheá cuï theå nhö sau: Biochemistry 7
NTTS H H R C COOH R COOH acid amin NH N 2 Nhoùm -CHO cuûa H C=O HC pirodoxal -H2O HO CH2OP HO CH2OP photphat laø chaát H3C H3C N N nhaän nhoùm NH2 piridoxal photphat ñeå chuyeån thaønh Bazô-ship, khi R-C-COOH H O nhoùm naøy bò thuyû R COOH C alpha cetoaxit phaân seõ chuyeån NH NH2 thaønh α-cetoacid H CH H CH vaø pirydoxamin HO CH2OP HO CH2OP H3C H3C N N bazô ship piridoxamin photphat Pirydoxamin photphat laïi taùc duïng vôùi α- cetoacid khaùc ñeå taïo thaønh pirydoxal photphat vaø acid amin khaùc R1 COOH R1 COOH moät cetoacid khaùc NH2 O + + NH2 H O H CH -H2 O +H2 O HO CH2OP HO CH2OP H3C H3C Qua giai ñoaïn N N trung gian bazô Ship piridoxamin photphat piridoxal photphat Biochemistry 8
NTTS d.Vitamin PP - Nicotin amid nucleotide (NAD, NADP) Coenzym cuûa enzym oxy hoùa khöû: NAD vaø NADP Chöùc naêng: Tham gia vaøo quaù trình hoâ haáp _ vaän chuyeån hydro. Voøng nicotin amid cuûa NAD nhaän proton H+ vaø 2 ñieän töû trôû thaønh daïng khöû NADH Coenzyme NADH Coenzyme NAD Söï chuyeån hoùa caùc daïng xuùc taùc Cô cheá vaän chuyeån ñieän töû cuûa NADH Biochemistry 9
NTTS e. Vitamin B3 - Coenzyme A (coA, CoASH) thöôøng gaëp trong caùc quaù trình trao ñoåi chaát, goïi laø coenzyme A vì noù xuùc taùc cho quaù trình acetyl hoaù. Vò trí hoaït ñoäng laø nhoùm –SH. axit panthotenic NH2 Adenin (vit B3) N N CH3 CH2-C-CHOH CO N C C CO CH2-O-P P O N N O H H2 H2 CH3 NH H H Thioethylamin CH2 O OH CH2 P SH Nhoùm hoaït ñoäng Chöùc naêng: nhoùm – SH lieân keát vôùi 1 goác acid taïo thaønh lieân keát cao naêng xuùc taùc cho quaù trình acetyl hoùa R COOH + + HSCoA R - CO~SCoA H2O acyl- CoA CH3CO ~ SCoA + HSCoA CH3COOH + H2O Biochemistry 10
NTTS Nhoùm acyl gaén vôùi co A baèng lk thiol ester taïo thaønh acyl Acyl-coA coenzyme A (R-CO-S-CoA) acetyl seõ taïo Acetyl coA thaønh acetyl coenzyme A (CH3-CO-S-CoA) f. Acid lipoic: (1,2-dithione-3-pentanoic acid) anti- oxidant coù chöùa S, hoaït ñoäng trong pha beùo vaø nöôùc. Biochemistry 11
NTTS g. Biotin (vitamin H) Laø coenzyme cuûa caùc enzyme vaän chuyeån CO2 +Biotin gaén vôùi CO2 taïi nhoùm NH taïo thaønh Biotin cacboxylated Biotin cacboxylated Biotin +Biotin gaén vôùi apoenzyme taïo thaønh lieân keát peptid taïi goác lizin cuûa apoezym. O COO N NH NH CO HC HC CH lizin H2C C (CH2)4 OC N CH2-(CH2)4 SH H Cacboxylbiotin Biochemistry 12
NTTS 2.2. Caùc cofactor laø nucleotide vaø daãn xuaát. a. Caùc adenin nucleotide vaän chuyeån nhoùm P: AMP, ADP, ATP. NH2 N N O O O N N O O~ P O~P OH CO P H2 H OH OH AMP ADP ATP Söï phaân giaûi ATP giaûi phoùng naêng löôïng Biochemistry 13
NTTS b. Caùc nucleotit photphat khaùc: UTP, CTP, GTP UTP CTP GTP c. Caùc pocfirin saét. Caáu taïo voøng Pocfirin: Hem: goàm Pocfirin lieân keát vôùi Fe Hem Coù 2 chaát hem: Fe++: Ferohem, Fe+++: Ferihem Biochemistry 14
NTTS Hemoproteit khoâng coù hoaït tính Polipeptid CH-CH3 CH-CH3 xuùc taùc nhö mioglobin, Hemoglobin CH N N Hemoproteit coù tính xuùc taùc nhö Peroxydase vaø Catalase. CH CH Fe N N Catalase Peroxydase CH AH2 Peroxydase 2 H2O H2O Catalase H 2 2O CH2 CH2 A O2 H2O2 Catalase-H2 H2O2 Peroxydase-H2 CH2 CH2 COOH COOH Hemoproteit noäi baøo: heä thoáng cytocrom laø caùc enzyme vaän chuyeån ñieän töû cuøng söï bieán ñoåi thuaän nghòch hoùa trò cuûa Fe trong hem. Caùc cytocrom thöôøng gaén treân maøng ty theå, ñeán nay bieát ñöôïc khoaûng 20 cytocrom khaùc nhau. Caùc cytocrom quan troïng Biochemistry 15
NTTS 3. TRUNG TAÂM HOAÏT ÑOÄNG –(TTHÑ) ÑN TTHÑ: - t p h p nh ng nhóm ch c khác nhau - c u trúc không gian TTHÑ cuûa enzyme moät caáu töû goàm coù –SH cuûa cystein, - OH cuûa serine, - NH2 cuûa lysine, - COOH cuûa acid glutamic, aspartic, voøng imidazol cuûa histidin, voøng indol cuûa tryptophan… Đ c ñi m c a các nhóm ch c này: Biochemistry 16
NTTS VD: TTHÑ cuûa chymotripsin goàm –OH cuûa Ser 195, - COOH cuûa Asp 102, voøng imidazol cuûa His 57 Nhôø caáu truùc baäc 3 cuûa protein maø nhoùm -OH cuûa Serin vaø voøng imidazol cuûa histidin ñöùng gaàn vôùi nhau taïo thaønh lieân keát hydro. TTHÑ cuûa enzyme hai caáu töû thöôøng laø do cofactor vaø caùc nhoùm ñònh chöùc cuûa caùc acid amin ôû phaàn apoenz Phaàn lôùn caùc enzyme thuoäc loaïi enzyme 2 thaønh phaàn vaø caùc thaønh phaàn naøy coù taùc duïng boå trôï nhau - Apoenzyme - Cofactor : Biochemistry 17
NTTS 4.TRUNG TAÂM ÑIEÀU HOAØ DÒ LAÄP THEÅ (ALLOSTETIC) Trung taâm ñieàu hoaø, trung taâm dò laäp theå (allosteric) Chaát ñieàu hoaø dò laäp theå. Chaát ñieàu hoaø döông: Chaát ñieàu hoøa aâm: Chaát ñieàu hoøa ñoàng höôùng (homotropic): Chaát ñieàu hoøa dò höôùng (heterotropic): III. CƠ CH TÁC D NG C A ENZYME 1. Các lo i liên k t trong [ES] a).Lieân keát ion (töông taùc tónh ñieän): nhoùm tích ñieän cuûa cô chaát vôùi nhoùm tích ñieän traùi daáu treân enzyme. hình thaønh lieân keát ion giöõa dipeptide glixil - L - tyrozin vaø cacboxylpeptidase NH2+ O + NH3 Gly Tyr CO - + C-NH-CH2-CH2_E NH2 glixil -L- maïch beân cuûa Tyrozin goác Arg cuûa enz Biochemistry 18
NTTS b).Lieân keát hydro: H lieân keát vôùi A baèng lieân keát coäng hoaù trò, ñoàng thôøi taïo lieân keát yeáu vôùi B. Lieân keát H ñöôïc taïo thaønh khi khoaûng caùch giöõa A vaø B khoaûng 3 A0 Lieân keát H giöõa ribonuclease vaø cô chaát cuûa noù A-H...B R voøng uridin N O HN cuûa cô chaát C NH OC maïch beân cuûa goác treonin H O trong phaân töû enzyme H CH2 O maïch beân cuûa goác xerin trong phaân töû enzyme c).Töông taùc Vandecvan: yeáu vaø ít ñaëc hieäu hôn lieân keát H vaø ion, xuaát hieän khi …, xaûy ra khi coù söï aên khôùp veà hình daïng giöõa S vaø E. d).Töông taùc kî nöôùc: Xuaát hieän khi caùc phaàn khoâng phaân cöïc cuûa E vaø S keát laïi vôùi nhau: O H CH O 120 H O Biochemistry 19
NTTS 2. CÔ CHEÁ TAÙC DUÏNG CUÛA ENZYME S (subtrate-cô chaát), E (enzyme), ES: phöùc hôïp enzyme-cô chaát, EP: phöùc hôïp enzyme- saûn phaåm. 2. CÔ CHEÁ TAÙC DUÏNG CUÛA ENZYME Phaûn öùng chia laøm 3 giai ñoaïn: (1) Giai ñoaïn hình thaønh phöùc ES (2) Giai ñoaïn hoaït hoùa vaø bieán ñoåi cô chaát (3) Giai ñoaïn taïo thaønh saûn phaåm P vaø giaûi phoùng E Biochemistry 20