Khái quát về enzyme

Chia sẻ: Chau Raymond | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:30

Thêm vào BST

Báo xấu

251
lượt xem 55
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Enzyme là chất xúc tác sinh học nó cho phép các phản ứng cần thiết của sự sống và sự sinh sản của tế bào diễn ra ở một vận tốc cao và với tính chất đặc thù không tạo ra các sản phẩm phụ như ở các phản ứng thông thường. Enzyme có mặt trong tế bào của mỗi sinh vật, không những chỉ xúc tác cho các phản ứng trong cơ thể sống mà còn xúc tác cho các phản ứng ngoài tế bào(invitro).Hiện nay, người ta đã khám phá ra trên 2000 enzyme và mỗi enzyme xúc...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Khái quát về enzyme

I. ĐỊNH NGHĨA: Enzyme là chất xúc tác sinh học nó cho phép các phản ứng cần thiết của sự sống và sự sinh sản của tế bào diễn ra ở một vận tốc cao và với tính chất đặc thù không tạo ra các sản phẩm phụ như ở các phản ứng thông thường. Enzyme có mặt trong tế bào của mỗi sinh vật, không những chỉ xúc tác cho các phản ứng trong cơ thể sống mà còn xúc tác cho các phản ứng ngoài tế bào(invitro). Hiện nay, người ta đã khám phá ra trên 2000 enzyme và mỗi enzyme xúc tác một phản ứng khác nhau, trong đõ có trên 200 enzyme thu được dưới dạng tinh khiết ở trang thái tinh thể. Ngày nay, enzyme được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực: chăn nuôi, thú y, công nghiệp, chế biến thực phẩm…
II. CẤU TẠO CỦA ENZIM Enzim được cấu tạo từ protein, đa số hình khối cầu có cấu trúc không gian, cấu trúc cbậc III,bậc IV thường lớn hơn cơ chất. do đó về mặt cấu tạo người ta chia enzim thành 2 nhóm:
Enzim một cấu tử: là enzim trong thành phần cấu tạo chỉ có protein. Một vài enzim được cấu tạo bằng một chuỗi polipeptit duy nhất. Các enzim khác, chiếm đa số, được cấu tạo bởi nhiều chuỗi polipeptit giống hoặc khác nhau. Ngày nay người ta không những xác định được thứ tự của các aminoaxit trong chuỗi mà còn biết được cấu hình ba chiều của các enzim. Khối lượng phân tử của các enzim từ 10000 đến hàng trăm ngàn (như β galactosidase-250.000), phụ thuôc vào chiều dài của chuỗi polipeptit và số lượng các chuỗi hơp thành enzim.
 Enzim nhị cấu tử: một vài enzim cần phải liên kết với một thành phần phi protein để thực hiện chức năng xúc tác của mình, thành phần phi protein này được gọi là cofactor. Trong trường hợp này thành phần protein được gọi là apoenzim và kết hợp cả hai thành phần trên được gọi là poloenzim, trong đó cofactor tham gia trực tiếp vào quá trình xúc tác và ảnh hưởng đến phản ứng xúc tác (oxy hóa, vận chuyển…) còn apoenzim chịu trách nhiệm về tính đặc hiệu của enzim đối với cơ chất
Thành phần cofactor có bản chất khác nhau: các cation kim loại (như Zn2+,Fe2+,Cu2+,Mg2+.Ca2+…) các cation kim loại này liên kết chặt chẽ với thành phần protein của enzim và còn giữ vai trò ổn định cấu trúc ba chiều của vị trí hoạt động trên enzim. Coenzim: đó là các phân tử hữu cơ phi protein có kích thước nhỏ so với thành phần apoenzim. Đa số các coenzim thường là các chất dẫn xuất của các vitamin. Người ta chia coenim thành 2 nhóm:
nhóm thứ nhất đúng nghĩa với tên gọi coenzim của nó và được gọi là nhóm ngoại(prosthetic group). Nhóm ngoại liên kết chặt chẽ với thàng phần apoenzim bằng nối cộng hóa trị. Một nhóm ngoại chỉ tham gia vào một phản ứng xúc tác duy nhất. Ví dụ: nhóm ngoại của các enzim catalase, peroxyde,cytochrome là nhóm porphyrin, liên kết cộng hóa trị với thành phần apoenzim nhóm thứ hai không đúng nghĩa với một coenzim như tên gọi và đươc gọi là cosubtrate. Chúng liên kết lỏng lẻo với thành phần apoenzim. Trong phản ứng xux1 tác chúng tách rời khỏi apoenzim và chỉ liên kết trở lại nhờ vào cuối giai đoạn 2 của phản ứng.
III. TÍNH CHẤT 1. Tính chất lí hóa:  Bản chất của enzyme là protein nên chúng cũng có những tính chất tương tự như các protein: - Khi hòa tan trong nước, enzyme cho một dung dịch keo với những tính chất đặc trưng của nó( khuếch tán kém, áp suất thẩm thấu thấp, độ nhớt cao). - Enzyme có tính lưỡng cực. - Mỗi enzyme có một điểm đẳng điện. Tại điểm này chúng có độ hòa tan thấp nhất. - Enzyme không chịu được nhiệt độ cao, dễ bị biến tính và bị mất hoạt tính xúc tác. - Enzyme cũng bị phá hủy bởi các tác nhân phá hủy protein như các enzyme tiêu hóa( pepsin, trypsin).
2.Tính chất sinh học: Enzyme có một số tính chất sinh học sau: - Mỗi enzyme do một gen tạo ra và xúc tác cho một phản ứng, enzyme là chất xúc tác sinh học có thành phần cơ bản là protein. Trong cuộc sống sinh vật xảy ra rất nhiều phản ứng hóa học, với một hiệu suất rất cao, mặc dù ở điều kiện bình thường về nhiệt độ, áp suất, pH. Sở dĩ như vậy vì nó có sự hiện diện của chất xúc tác sinh học được gọi chung là enzyme. Như vậy enzyme là các protein xúc tác các phản ứng hóa học. Trong các phản ứng này, các phân tử lúc bắt đầu của quá trình được gọi là cơ chất(substrate) enzyme sẽ biến đổi chúng thành các phân tử khác nhau. Tất cả các quả trình trong tế bào đều cần enzyme. Enzyme có tính chọn lọc rất cao đối với cơ chất của nó.
- Hầu hết phản ứng đều được xúc tác bởi enzyme đều có tốc độ cao hơn nhiều so với khi không được xúc tác. Có trên 4000 phản ứng sinh hóa được xúc tác bởi enzyme. - Hoạt tính của enzyme chịu tác động bởi nhiều yếu tố. Chất ức chế là các phân tử làm giảm hoạt tính của enzyme trong khi yếu tố hoạt hóa là những phân tử làm tăng hoạt tính của enzyme. - Enzym thường phối hợp hoạt động với nhau, trong đó sản phẩm của phản ứng này là cơ chất cho phản ứng sau. - Các phản ứng chịu sự điều hòa hợp lí và tiêu tốn năng lượng thấp.
3. Tính đặc hiệu: Tính đặc hiệu phản ứng: Trường hợp này enzyme chỉ tương tác với cơ chất có mang một loại liên kết hóa học nhât định. Ví dụ enzyme thrombin làm tan máu, chỉ tác động với một số protein và ở những điểm đặc hiệu: Thrombin AA Arginine Glycine AA Đặc hiệu cơ chất: Tính đặc hiệu còn thể hiện chuyên biệt cho những cơ chất nhất định. Ví dụ urease chỉ phân hủy ure. urease Ammoniac + Co2 Ure
- Có enzyme có thể phân biệt được những cơ chất có cấu tạo rất giông nhau( như các đồng phân). Ví dụ enzyme sucrose chỉ phân giải saccharase mà không có tác dụng với maltose và lactose: Saccharose Glucose + Fructose Sucrase - Trong nhiều trường hợp khó phân biệt tính đặc hiệu của enzyme, một số enzyme có thể tác động lên một số chất có họ hàng gần nhau. Ví dụ enzyme peroxidase phân giải một số loại preoxit khác nhau trong đó có peroxit hidro( H2O2).
IV. Cơ chế hoạt động của enzyme 1. Trung tâm hoạt động: - Là một phần nhỏ của phân tử enzyme tham gia tương tác với cơ chất. - Được tạo nên do một số acid amin của enzyme. - Nguyên tắc: Phần có hoạt tính của cơ chất và TTHĐ của enzyme phải lắp vào nhau trong không gian để tạm thời có liên kết tạo thuận lợi cho phản ứng hoàn thành tổ hợp ES: E+S ES E + P (P: product)
Enzyme + cơ chất enzym-cơ chất phân Enzyme - cơ chất sản phẩm tương ứng + enzym nguyên vẹn giải Giải thích hiện tượng trên bằng hai thuyết: thuyết hấp phụ và thuyết hợp chất trung gian. -Thuyết hấp phụ: khi chất xúc tác tham gia phản ứng thì chúng hấp phụ cơ chất lên bề mặt của chúng, làm cho nồng độ cơ chất ở vùng bề mặt chất xúc tác tăng lên, do đó khả năng va chạm giữa các phân tử tăng lên, tạo điều kiện cho phản ứng xảy ra dễ dàng. Thuyết hấp phụ thường được dùng để giải thích hệ thống phản ứng, trong đó cơ chất và chất xúc tác dị thể( chẳng hạn cơ chất ở thể khí hay thể lỏng còn chất xúc tác ở thể rắn).
- Thuyết hợp chất trung gian: thuyết hợp chất trung gian do M.V Nenski đề xương và sau đó Michaelis và Longenbeck phát triển thêm. Trong hệ thống phản ứng, trước hết chất xúc tác E sẽ kết hợp với cơ chất S để tạo thành phức hợp ES, phức hợp này không bền nên dễ dàng bị phân li để giải phóng chất xúc tác E và sản phẩm cuối của phản ứng P. Phản ứng kết hợp tạo chất trung gian thường đòi hỏi một mức năng lượng hoạt hóa thấp hơn rất nhiều so với năng lượng hoạt hóa cần cung cấp để đi trực tiếp từ S đến P. Do đó, khi có mặt chất xúc tác thì phản ứng xảy ra nhanh hơn rất nhiều. Thuyết hợp chất trung gian dùng để giải thích hệ thống phản ứng trong đó cơ chất và chất xúc tác đồng thể( cùng thể lỏng hoặc thể khí…) • Chèn…………………….
V. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim 1. Nồng độ enzim Nồng độ enzim ảnh hưởng trực tiếp đén tốc độ phản ứng, khi tăng nồng độ enzim tốc độ phản ứng tăng đến cực đại
2. Nồng độ cơ chất Ở nồng độ thấp có sự tương quan giữa nồng độ cơ chất và tốc độ phản ứng. Nếu tiếp tục nâng nồng độ cơ chất thì sẽ đến một lúc tốc độ phản ứng không tăng nữa vì enzim đã bão hòa cơ chất