XÚC TÁC SINH HỌC ENZYM

 Là sự xúc tác xảy ra trong cơ thể sống vớisự tham gia của chất xúc tác sinh học  Chất xúc tác sinh học:  Do tế bào tạo ra  Lượng nhỏ  Tăng nhanh phản ứng hóa sinh  Sau phản ứng kh

 Phản ứng hóa sinh: phản ứng hóa học

xảy ra trong cơ thể sống

tác

– thoái hóa)

 Phản ứng hóa học gồm 2 loại:

 Thuận nghịch (một chiều):

A → B

 Không thuận nghịch ( hai chiều)

 K1, K2: hằng số tốc độ theo chiều thuận và chiều nghịch

k1

k2

 Là năng lượng có thể được sử dụng dướidạng công Ký hiệu là G

 Hai hệ thống A và B có năng lượng tự do tương ứng là GA và GB

đo được biến thiên năng lượng tự do

ΔG

 Khi nhiệt độ và áp suất cố định, mối tương

biến thiên của entropy ΔS được biểu thị

như sau:

ΔG = ΔE –TΔS

 ΔE = ΔH trong điều kiện các phản ứng hóa

sinh

 ΔE: tổng biến thiên nội năng của phản ứng

 ΔH : biến thiên của enthalpy (nhiệt)

 T: nhiệt độ tuyệt đối

 GB < GA (ΔG < 0): phản ứng phát năng, thoái hóa

 GB > GA (ΔG > 0): phản ứng thu năng, tổng hợp

 Là sự xúc tác xảy ra trong cơ thể sống với

sự tham gia của chất xúc tác sinh học

 Chất xúc tác sinh học:

 Do tế bào tạo ra

 Lượng nhỏ

 Tăng nhanh phản ứng hóa sinh

 Sau phản ứng không thay đổi so với trạng thái ban đầu

 Do enzym xúc tác

triệu lần

 Enzym không làm lệch vị trí cân bằng củaphản ứng thuận nghịch mà nhanh chónglàm phản ứng đạt vị trí cân bằng

 Ở trạng thái cân bằng, nồng độ B gấp 100 lần nồng độ A dù có hay không có enzymxúc tác Nhưng nếu có ezym xúc tác thì

 Enzym có tính đặc hiệu cao.

định, có cơ chất nhất định

Chất xúc tác vô cơ Chất xúc tác hữu cơ

pH thích hộp Acid hay kiềm mạnh pH sinh lý (7.4)

Thay đổi cấu trúc Không Có thay đổi nhưng trở lại

cấu trúc ban đầu khi kết thúc phản ứng

Tính đặc hiệu Thấp (ví dụ H + thủy phân

G, L)

Cao (mỗi phản ứng 1 enzym)

 Bản chất: Protein

 Phân loại:

 Enzym không cần cộng tố: enzym thủy phân

 Enzym cần cộng tố

▪ Phần apoenzym: là protein, qui định tính đặc hiệu

▪ Phần cộng tố: không phải protid, là ion kim loại hay chất hữu cơ (vitamin)

 Tên thông thường

 Tên cơ chất + -ase

 Urease, maltase, peptidase, esterase

 Decarboxylase, dehydrogenase

 Tyrosin decarboxylase, lactat dehydrogenase

Loại Tên Cơ chế phản ứng xúc tác Phản ứng tổng quát

2 Transferase Chuyển nhóm hóa học

(amin, glucosyl, phosphat

…)

AB + CD → AC + BD

3 Hydolase Thủy phân R1R2+ HOH → R1H +R2OH

4 Lyase Phân cắt (không có nước

 Loại có 1 chuỗi polypeptid

 VD: ribonuclease có 124 aa

 Loại có nhiều chuỗi polypeptid

 Mỗi chuỗi là một bán đơn vị (protome)

 Phân tử enzym là oligome

 Nơi kết hợp với cộng tố và cơ chất

 Thường gồm: serin, histidin, tryptophan, cystein, lysin, arginin, glutamat

 Năng lượng hoạt hóa: NL cần để đưa cácphân tử lên trạng thái kích thích (để sự vachạm có hiệu quả)

dễ xảy ra

 Khi enzym kết hợp cơ chất, cơ chất bị

biến đổi, làm giảm độ bền liên kết trong

dễ xảy ra hơn và tốc độ phản ứng tăng

lên

A+B

G C+D

Thời gian

Có chất xúc tác sinh học Cung cấp nhiệt độ cho phản ứng Không có chất xúc tác

 Tốc độ phản ứng phụ thuộc nồng độ cơchất S:

 [S] nhỏ: v tỉ lệ thuận với S

 [S] tăng thì v tăng, nhưng khi [S] đạt đến một mức nào đó thì v không tăng nữa Khi đó, v gần như không phụ thuộc vào nồng độ cơ

chất

Tốc độ phản ứng v được tính theo phươngtrình Michaelis – Menten

Với KM là hằng số Michaelis (nồng độ cơchất đủ làm cho tốc độ phản ứng đạt tớimột nửa tốc độ cực đại

-Đường biểu diễn v theo [S]

là 1 đường cong hyberpol Khi nồng độ của S thấp hơn

KM rất nhiều thì v tỉ lệ thuận với nồng độ S

-Khi nồng độ S lớn hơn KM thì v đạt tối đa (Vmax) và

không phụ thuộc nồng độ S nữa Khi đó, dù có tăng nồng

độ S, tốc độ phản ứng cũng không tăng

-Khi S bằng KM: v = ½ Vmax

 Là một thông số rất có ích trong enzym học

 Thể hiện ái lực của enzym đối với cơ chất

 KM càng nhỏ thì ái lực với cơ chất càng cao

 KM không phụ thuộc vào nồng độ enzym,

nhưng có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, pH hoặc những yếu tố can thiệp

 KM đặc trưng cho 1 hệ enzym – cơ chất nhất định

 Nếu 1 enzym tác dụng lên nhiều cơ chất thì ứng với mỗi cơ chất cũng sẽ có 1 KM riêng biệt

 Dạng phương trình này dùng để tính KM và Vmaxcủa phản ứng enzym và cũng giúp phân biệt chất

ức chế cạnh tranh và

không cạnh tranh

 Chất ức chế:

 Không đặc hiệu: gây biến tính hoàn toàn enzym

 Đặc hiệu: tác dụng vào trung tâm phản ứng đặc biệt của enzym.

▪ ức chế cạnh tranh: cấu tạo gần giống cơ chất, kết hợp được vào trung tâm hoạt động của enzym, tranh chỗ của cơ chất, giảm hoạt tính enzym, tăng KM nhưng không thay đổi Vmax của phản ứng

▪ ức chế không cạnh tranh: cấu tạo khác cơ chất, độ ức chế không phụ thuộc nồng độ cơ chất, làm giảm Vmax

và không thay đổi KM.

 Ức chế cạnh tranh:

 Nhóm chất có phản ứng đặc biệt với một số nhóm hóa học nào đó

 Chất ức chế dị lập thể đối với enzym dị lập thể âm:

▪ Bám vào TT DLT

▪ Làm giảm ái lực enzym với cơ chất (tăng KM)

▪ Không có sự cạnh tranh giữa chất ức chế và cơ

chất

 Enzym dị lập thể: có trung tâm dị lập thểtiếp nhận 1 phân tử nhỏ (effector) → cấu

khó/dễ tiếp nhận cơ chất hơn

 Enzym dị lập thể dương (chất tác dụng: hoạt hóa dị lập thể)

 Enzym dị lập thể âm (chất tác dụng: ức chế

dị lập thể) → điều hòa quá trình chuyển

hóa tế bào.

1 Isozym:

 Các bán đơn vị có thành phần và sự sắp xếp khác nhau

 Xúc tác cùng phản ứng

 VD: LDH có 4 bán đơn vị và có 5 isozym của LDH thuộc các mô cơ quan khác nhau

2 Dạng hoạt động và không hoạt động của

enzym: phosphoryl hóa và khử phosphoryl

 Enzym thủy phân protein: zymogen (proenzym,

preenzym)

 Glycogen phosphorylase (phân giải glycogen):

dạng a (không hoạt động), dạng b (hoạt động) a+

4 gốc phosphat → b

 Glycogen synthase: dạng D (không hoạt động), dạng I (hoạt động) D – 1 gốc phosphat → dạng I

 Hệ thống multienzym

 Xúc tác một chuỗi gồm nhiều phản ứng

 Dạng hòa tan, phức hợp, gắn trên màng

1 Dehydrogenase: tách hydro khỏi cơ chất cho

hydro

a Dehydrogenase có coenzym chứa nicotinamid

(vitamin PP)

- NMN+: nicotinamid mononucleotid

- NAD+: nicotinamid adenin dinucleotid

- NADP+: nicotinamid adenin dinucleotid phosphat

b Dehydrogenase có coenzym chứa vitamin B2

c Phức hợp dehydrogenase

2 Hệ thống cytochrome

apoenzym

năng nhả và nhận điện tử

3 Oxydase

oxy thở vào

4 Oxygenase

tử oxy vào cơ chất

oxy vào cơ chất (hydroxylase)

AH + BH2 + O-O → A – OH + B + H2O

BH2 thường là NDPHH +

 Aminotransferase (transaminase)

 Coenzym: pyridoxal phosphat (B6)

 Chuyển nhóm amin sang acid -cetonic

phosphat

 Kinase: chuyển từ hợp chất hữu cơ phosphat

 Phosphorylase : chuyển từ hợp chất vô cơ phosphat

 Xúc tác phản ứng thủy phân

 Esterase: thủy phân liên kết ester

 Glucosidase: cắt liên kết glycosid

 Peptidase: cắt liên kết peptid

 Xúc tác phản ứng phân cắt

 Decarboxylase của acid amin

 Decarboxylase của acid -cetonic

 Aldolase

Xúc tác phản ứng tổng hợp

 Ligase

I ĐẶC ĐIỂM VỀ HOẠT ĐỘNG CỦA HORMON

1 T/tin học giữa các tb t/hiện:

Mạng lưới thong tin giữa các te bao thuc hiện nhờ:

* do ~ tb nội tiết tổng hợp với lượng nhỏ  máu  tb đích 

k’thích, điều hoá ~ hđ s/lý, s/hoá đặc hiệu (đáp ứng s/lý)

* tb nội tiết: - có thể nằm rải rác (H tiêu hoá, thần kinh,

+ duy trì sự hằng định nội môi, giúp cơ thể đ/chỉnh ~t/trạng stress + k/thích/ức chế sự sx và giải phóng 1 số hormone khác…

* Mô đích TB đích  THỂ NHẬN đặc hiệu (receptor) ở màng tb hay trong bào tương/nhân tb  ĐÁP ỨNG SINH LÝ.

* H tác dụng với n/độ rất thấp (µ,picomol/L), đa số có đời sống

ngắn (phút), t/gian tác dụng có thể nhanh (vài sec,

adrenalin)-chậm sau vài giờ, ngày (h.giap, s/dục), 1 số H peptid có dạng tiền thân không h/động (td proInsulin)

3 Phân loại Hormon

3.1 Theo bản chất h/học:

- H amin: dx của aa Tyrosin

- H peptid-protein

- H lipoid: Steroid, eicosanoid ( dx AB 20C ), dx Vit D3

3.2 Theo tính hoà tan:

+ H tan trong nước: H peptid và catecholamine

+ H tan/lipid: H giáp trạng và H lipoid

3.3 Theo quan hệ giữa các TNT

Vùng dưới đồi

Tuyến yên

T.

Nội tiết

Đáp ứng

Mô đích

(-)

ức chế phản hồi vòng lớn Xung động TK

(-) vòng nhỏ

ĐÍCH 1 ĐÍCH 2 ĐÍCH CUỐI

RH, RF: Releasing hormon, H-yếu tố giải phóng

SH: Stimulating H., tropin, tropicH., kích tố

(+) kích thích; (-) ức chế ngược

QUAN HỆ CHẶT CHẼ GIỮA CÁC TNT - GIỮA HỆ TKTƯ VỚI CÁC TNT  SỰ SX H LUÔN ĐƯỢC TỰ ĐIỀU HOÀ

3.4 Theo cơ chế tác dụng

* H gắn với THỂ NHẬN TRÊN MÀNG TB (H peptid,

catecholamin)  kich thich tạo chất thong tin thứ

2 - AMPv (qua hệ thống adenyl cyclase)  hoạt hoá protein kinase, hoat hoá 1 loạt enz  Đap ứng sinh /lý.

* H gắn với THỂ NHẬN NỘI BÀO: H steroid vào bào

tương gắn R  phức hợp H-R (chất thong tin thứ 2 vào nhân tb  gắn vào “vùng đáp ứng H” của ADN

nhân te bao  Hoat HOÁ - ỨC CHẾ CÁC GEN

Tuong ỨNG

Pr.Kinase (không hđ)  Protein Kinase (hoatđong )

* H Giáp: có tac dung tăng trưởng và phat triển cơ thể, t/d đ/với q/trình

oxhk, ↑ ch/hoá cơ bản, ↑ ĐH, ↑tổng hợp protein Với lượng cao là chất phá ghép Rối loạn: Goitre đơn thuần, cường giáp-Basedow, thiểu năng giáp…

* H.tuỷ th/thận: Adrenalin: emergency H-đáp ứng stress: ↑ HA, nhịp tim,

↑ huy động AB, ↑ĐH (u tuỷ t/t: pheochromocytome: ↑HA,

↑VMA/NT)

II GIỚI THIỆU MỘT SỐ HORMON

Theo bản chất hh: H.amin, steroid và peptid-prot

1 HORMON AMIN (dx của aa Tyrosin)

TYROSIN

Tuyến giáp

T3, triiodo tyrosin T4, THYROXIN

Tủy Thượng thận

Catecholamin (Adrenalin, Nor-Adrenalin)

2 HORMON STREOID : tong hợp từ cholesterol:

CORTICOID (H vỏ thượng thận):

- glucocorticoid: tac dung đoi với ch/hoá G: ↑ ĐH; kháng viêm,

kháng dị ứng…(cortisol, corticosteron)

- Mineralocorticoid: aldosteron, ch/hoá muối-nước, ↑ tái hấp thu

Na+, giữ nước…

(cường năng: HC Conn, suy Vtt: b Addison)

H.SINH DỤC (do Tuyen sinh dục, 1 phần do vỏ thuong than )

- Nam : do tinh hoàn: Androgen (Testosteron): t/d trên cqsd nam, đ/v sự phat triển giới tính, s/dục, ↑ q/trình đ/hoá.

- Nữ : do nang trứng, thể vàng, nhau thai: Estrogen, Progesteron: t/d trên sự phat triển giới tính-cqsd nữ, niêm mạc tử cung….

3 HORMON PRPTID, PROTEIN

* TUYẾN TỤY: - tb : Insulin (51aa): ha ĐH

- tb : Glucagon (29aa): tang ĐH

* TUYẾN GIÁP: Calcitonin ( 32aa ): ha Ca ++ máu

Cận giáp: PTH, h.phó giáp ( 84aa ): tang Ca-M (tang sự tiêu xương, tang tái hấp thụ Ca/ống thận)

* YÊN TRƯỚC: các kích tố (SH)

- STH (Somatotropic H.), GH(growth H., H.tăng trưởng): cần thiết cho sự tang trưởng, kich thich su tong hợp….

Prot.(rối loạn: thiếu:chậm lớn, ↑tiết: gigantisme (tuổi nhỏ), acromegaly

- LH (Luteinizing H): chín nang trứng, tạo hoàng thể…

- TSH (ThyroidStimulatingH.): kích giáp (các glycoprotein)

- Prolactin: kich thích tiết sữa (PTL 23 000)

- MSH (MelanoStimulatingH.): kich thich hắc tố bào tiết Melanin

* YÊN SAU: - Vasopressin, ADH (chống lợi niệu) (thiếu: đái tháo nhạt, Diabète insipide)

- Ocytocin: co cơ tử cung, giúp đẻ nhanh

* VÙNG DƯỚI ĐỒI: Tiết các RF, peptid 3-40aa (TRF, SRF, CRF, PIF)