hóa sinh đại cương enzyme

Enzyme là chất xúc tác sinh học có bản chất protein làm nhiệm vụ xúc tác cho các phản ứng hóa sinh xảy ra trong cơ thể sinh vật.Enzyme tồn tại trong tất cả các tế bào sống của động vật, thực vật, vi sinh vật. Các phản ứng do enzyme xúc tác có thể xảy ra ở ngay trong cơ thể sống hoặc ở ngoài cơ thể.

     HÓA SINH Đ I C Ạ ƯƠ NG

1. B n ch t hóa h c c a enzyme ả ấ ọ ủ

2. Tính đ c hi u c a enzyme ặ ệ ủ

3. Các y u t   nh h ng t i ho t tính  ế ố ả ưở ớ ặ     xúc tác c a enzyme ủ

4. C  ch  tác d ng c a enzyme ơ ế ụ ủ

5. Cách goi tên và phân lo i enzyme ạ

s ng ho c   ngoài c  th ố ặ ở ơ ể

1. b n ch t hóa h c c a enzyme ả ấ ọ ủ

Enzyme là nh ng ch t xúc tác có b n ch t c a protein.ữ ấ ả ấ ủ

Trong s  phát tri n c a hóa sinh h c, b c nh y v t ự ể ủ ọ ướ ả ọ

đã đ t đ c khi ng i ta th c hi n thành công vi c tách ạ ượ ườ ự ệ ệrút các ch t xúc tác sinh h c ra kh i t  bào và nghiên ấ ọ ỏ ế

c u tính ch t c a chúng , lúc đó ng i ta nh n bi t r ng ứ ấ ủ ườ ậ ế ằenzyme có b n ch t protein. ả ấ

Năm 1926,sumner là ng i đ u tiên thu đ c urease ườ ầ ượ

 d ng k t tinh. Cho đ n nay đã có kho ng h n 150 

enzyme đ c rút ra   d ng tinh khi t. Trong s  các ượ ở ạ ế ố

enzyme đó, m t s  đã đ c bi t tr n v n  v  c u ộ ố ươ ế ọ ẹ ề ấ

trúc b c 1 nh  ribonuclease, trypsin,  ậ ư

chymotrypsin,

Ngày nay ng ườ i ta xác đ nh r ng,  ị ằ các enzyme chính là nhóm protein 

2. Tính đ c hi u c a enzyme ặ ệ ủ

Kh  năng xúc tác và tính đ c hi u cao là  ả ặ ệ

m t trong nh ng đ c tính c  B n và quan  ộ ữ ặ ơ ả

tr ng nh t c a enzyme  ọ ấ ủ

Tính đ c hi u c a enzyme th  hi n   ch : ặ ệ ủ ể ệ ở ỗ

Enzyme ch  xúc tác cho m t trong vô s   ỉ ộ ố

nh ng chuyên hóa có th  có đ c đ i v i các ch t ữ ể ượ ố ớ ấ .

Có hai đ c hi u c  b n đó là đ c hi u ph n  ặ ệ ơ ả ặ ệ ả

ng và đ c hi u c  ch t.

Tính đ c hi u c  ch t: ặ ệ ơ ấ

 emzyme có th  l a ch n ch t tham gia  ể ự ọ ấ

ph n  ng ả ứ

Không ph i m i c  ch t có kh  năng ph n ả ọ ơ ấ ả ả

  ng đ u đ c enzyme ‘’ ti p nh n’’ nh   ứ ề ượ ế ậ ư nhau. M i enzyme ch  chuyên xúc tác  cho  ỗ ỉ

m t ho c m t vài c  ch t ộ ặ ộ ơ ấ

 Nh t đ nh và m c đ  đ c hi u c a  ấ ị ứ ộ ặ ệ ủ

nó tùy thu c vào t ng lo i enzyme ộ ừ ạ . 

Có 3 m c đ  đ c hi u ch  y u ứ ộ ặ ệ ủ ế

* Đ c hi u t ng đ i ặ ệ ươ ố

* Đ c hi u nhóm ặ ệ

* Đ c hi u tuy t đ i ặ ệ ệ ố

* Đ c hi u t ng đ i: ặ ệ ươ ố

Enzyme ch  có th  tác d ng lên m t ki u liên k t hóa h cỉ ể ụ ộ ể ế ọ

 nh t đ nh mà không ph  thu c vào các nhóm hóaấ ị ụ ộ

 h c n m   hai bên liên k t.ọ ằ ở ế

Vd:  các esterase có th  tác d ng lên hàng lo t ể ụ ạ

 các ester c a phosphoric acid ủ

* Đ c hi u nhóm: ặ ệ

Bi u hi n là enzyme ch  có th  tác d ng lên m t ki u liênể ệ ỉ ể ụ ộ ể

 k t hóa h c nh t đ nh và m t trong hai nhóm n m   hai ế ọ ấ ị ộ ằ ởbên liên k t cũng ph i có c u t o nh t đ nhế ả ấ ạ ấ ị .

* Đ c hi u tuy t đ i ặ ệ ệ ố :

Enzyme ch  tác d ng lên m t ki u liên k t nh t đ nh vàỉ ụ ộ ể ế ấ ị các nhóm hóa h c   hai bên  liên k t cũng ph i xác đ nh.ọ ở ế ả ị

3. Các y u t   nh h ng t i ho t tính  ế ố ả ưở ớ ặ xúc tác c a enzyme ủ

*  nh h ng b i nhi t đ : Ả ưở ơ ệ ộ

Trong ph m vi v t lí h c, t c đ  c a ph n  ng  ạ ậ ọ ố ộ ủ ả ứ

tăng 

lên cùng v i s  tăng c a Nhi t đ   ớ ự ủ ệ ộ

Nh ng khi v t quá ph m vi nào đó, các ph n  ng đ c ư ượ ạ ả ứ ượenzyme xúc tác b   nh h ng do s  bi n tính c a phân t  ị ả ưở ự ế ủ ửprotein­enzyme

 K t qu  này ph  thu c vào nhi t đ  t i thích c a ế ả ụ ộ ệ ộ ố ủ

Đa s  các enzyme m t ho t tính xúc tác   nhi t đố ấ ặ ở ệ ộ

 cao (800C), tr  Papain, myokinase có th  t n t i   100oC.ừ ể ồ ạ ở

M i enzyme đ u có tr  s  ph t i thích nào đó  đ i ỗ ề ị ố ố ố

v i ho t tính c a chúng.   ngoài ph m vi c a tr  ớ ặ ủ Ở ạ ủ ị

s  này ho t tính c a enzyme đ u b  gi m th pố ặ ủ ề ị ả ấ . 

Tr  s  ph t i thích c a m t s  enzyme nh  sau ị ố ố ủ ộ ố ư :

*  nh h ng c a ph Ả ưở ủ

Nh ng nguyên nhân sau có th  d n đ n s  ph  thu c ữ ể ẫ ế ự ụ ộ

vào ph c a enzyme: ủ

N u trong s  các nhóm bên tham gia tr c ti p trong s  ế ố ự ế ự

ho t đ ng c a enzyme ch a nhóm có kh  năng phân ly.ặ ộ ủ ứ ả

Ph đã  nh h ng t i các nhóm phân ly khác c a protein­ả ưở ớ ủenzyme v n có tác d ng trong vi c duy trì c u hình có ố ụ ệ ấ

ho t tính c a enzyme’ặ ủ

S  thay đ i ph c a môi tr ng có th   nh h ng t i các ự ổ ủ ườ ể ả ưở ớnhóm phân ly c a c  ch t hay c a coenzyme v n đ c k t ủ ơ ấ ủ ố ượ ế

h p v i enzyme.ợ ớ

Nh ng ch t nào có kh  năng làm tăng ho t tính  ữ ấ ả ặ xúc tác c a enzym thì đ c g i là ch t ho t hóa  ủ ượ ọ ấ ặ enzyme. Các ch t đó th ng là các ion kim lo i  ấ ườ ạ

 b i các tác đ ng gây bi n tính protein .  ở ộ ế

*  nh h ng c a ch t ho t hóa và  ả ưở ủ ấ ặ

ch t kìm hãm enzyme  ấ

 Các ch t này là các mu i kim lo i n ng, ch t tannin.ấ ố ạ ặ ấ

*  nh h ng N ng đ  c  ch t và n ng đ   Ả ưở ồ ộ ơ ấ ồ ộ

enzyme

Khi môi tr ng có đ y đ  c  ch t thì t c đ   ph n  ng t  ườ ầ ủ ơ ấ ố ộ ả ứ ỉ

l  thu n v i l ng enzyme.Khi n ng đ  c  ch t th p, ệ ậ ớ ượ ồ ộ ơ ấ ấ

không đ  đ  lôi kéo  t t c  l ng enzyme vào ph n  ng ủ ể ấ ả ượ ả ứthì t c đ  ố ộ

Ph n  ng tăng t  l  thu n v i n ng đ  c  ch t. T c đ  ả ứ ỉ ệ ậ ớ ồ ộ ơ ấ ố ộ

ph   ng đ t t i đa. Khi t t c  enzyme đ u k t h p vào ả ứ ặ ố ấ ả ề ế ợ

c  ch t.ơ* Các y u t  khácấ ế ố :

+ ánh sáng: có  nh h ng khác nhau đ n t ng lo i enzyme, ả ưở ế ừ ạcác b c sóng khác nhau có  nh h ng khác nhau, th ng ướ ả ưở ườánh sáng tr ng có tác đ ng m nh nh t, Ánh sáng đ  có tác ắ ộ ạ ấ ỏ

đ ng y u nh t.ộ ế ấ

Ánh sáng vùng t  ngo i cũng có th  gây nên nh ng b t l i ử ạ ể ữ ấ ợ

Enzyme   tr ng thái dung d ch b n h n khi đ c  ở ạ ị ề ơ ượ

k t tinh   tr ng thái tinh th , n ng đ  enzyme  ế ở ạ ể ồ ộ trong dung d ch càng th p thì càng kém b n, tác  ị ấ ề

đ ng c a tia t  ngo i s  tăng lên khi nhi t đ   ộ ủ ử ạ ẽ ệ ộ

cao. 

+ S  chi u đi n:  ự ế ệ

Đi n chi u v i c ng đ  cao thì tác đ ng phá h y  ệ ế ớ ườ ộ ộ ủ càng m nh. Tác đ ng s  m nh h n đ i v i d ch  ạ ộ ẽ ạ ơ ố ớ ị enzyme có n ng đ  th p. Có th  do t o thành  ồ ộ ấ ể ạ

nh ng g c t  do, t  đó t n công vào ph n  ng  ữ ố ự ừ ấ ả ứ

enzyme.  + sóng siêu âm:

Tác đ ng r t khác nhau đ i v i t ng lo i  ộ ấ ố ớ ừ ạ

enzyme, có enzyme b  m t ho t tínhCó enzyme  ị ấ ặ

l i không ch u  nh h ng ạ ị ả ưở

4. C  ch  tác d ng c a enzyme ơ ế ụ ủ

Khi enzyme  (E) t ng tác v i c  ch t (S) s   ư ươ ớ ơ ấ ẽ làm gi m năng l ng ho t hóa các ph n  ng  ả ượ ặ ả ứ hóa sinh. Mu n làm gi m năng l ng ho t  ố ả ượ ặ hóa các ph n  ng enzyme c n tr i qua nhi u  ả ứ ầ ả ề gia đo n trung gian và t o thành ph c ch t  ạ ạ ứ ấ

nh t đ nh gi a E và S ấ ị ữ

Pt t ng quát: E+S ­> E­S­>P+E ổ

­ Giai đo n 2: sau khi t o phúc, c  ch t có  ạ ạ ơ ấ

nh ng bi n đ i nh t đ nh v  m t đ  đi n  ữ ế ổ ấ ị ề ậ ộ ệ

t , c u hình làm có ch t tr  nên ho t  ử ấ ấ ở ạ

đ ng h n, ph n  ng d  dàng đ  t o  ộ ơ ả ứ ễ ể ạ

thành s n ph m P ả ẩ

­ Giai đo n 1: E k t h p v i S đ  tt o thành E­ ạ ế ợ ớ ể ạ

S, giai đo n này x y ra r t nhanh, nh  các liên  ạ ả ấ ờ

k t không b n nh  liên k t hydro, t ng tác  ế ề ư ế ươ

tĩnh đi n M i lo i liên k t đòi h i nh ng đi u  ệ ỗ ạ ế ỏ ữ ề

ki n khác nhau v  ch u  nh h ng khác nhau  ệ ả ị ả ưở khi có n c ướ

5. Cách g i tên và phân lo i enzyme ọ ạ

Nh  ta đã bi t, m i enzyme xúc tác cho m i  ư ế ỗ ỗ

ki u ph n  ng hóa h c duy nh t, m t khác  ể ả ứ ọ ấ ạ

m t ki u ph n  ng hóa sinh nh t đ nh có th   ọ ể ả ứ ấ ị ể

đ c xúc tác b ng các enyme khác nhau. d a  ượ ằ ự

váo tính đ c hi u phân úng cu enzyme ng i ta  ạ ệ ườ chia enzyme ra làm 6 l p: ớ

c t không c n n c, lo i n c t o thành n i đôi  ắ ầ ướ ạ ướ ạ ố

ho c k t h p phân t  n c vào n i đôi ặ ế ợ ử ướ ố

M i l p chia thành nhi u t  (d i l p),  ỗ ớ ề ổ ướ ớ

m i t  chia thành nhi u nhóm (siêu l p).  ỗ ổ ề ớ Tên enzyme th ng đ c g i : Tên c   ướ ượ ọ ơ

ch t đ c hi u ­ lo i ph n  ng xúc tác  ấ ặ ệ ạ ả ứ