BÀI GIẢI CHƯƠNG 4: ENZYME

Vị ngọt của bắp mới đóng gói là nhờ vào hàm lượng đường cao trong thành phầncủa nó. Bắp được lưu giữ lâu ngày sẽ không còn ngọt nữa vì khoảng 50% lượngđường tự do đã bị chuyển hóa thành tinh bột chỉ sau một ngày đóng gói. Để bảoquản tính ngọt của bắp tươi, những trái bắp đã bóc vỏ được nhúng vào nước sôitrong vài phút sau đó làm mát trong nước lạnh. Bắp qua quá trình này có thể giữ ởnhiệt độ lạnh và vị ngọt của nó. Cơ sở sinh hóa của tiến trình này là...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
BÀI GIẢI CHƯƠNG 4: ENZYME BÀI GIẢI CHƯƠNG 4: ENZYME 1. Vị ngọt của bắp mới đóng gói là nhờ vào hàm lượng đường cao trong thành phần của nó. Bắp được lưu giữ lâu ngày sẽ không còn ngọt nữa vì khoảng 50% lượng đường tự do đã bị chuyển hóa thành tinh bột chỉ sau một ngày đóng gói. Để bảo quản tính ngọt của bắp tươi, những trái bắp đã bóc vỏ được nhúng vào nước sôi trong vài phút sau đó làm mát trong nước lạnh. Bắp qua quá trình này có thể giữ ở nhiệt độ lạnh và vị ngọt của nó. Cơ sở sinh hóa của tiến trình này là gì?Trong hạt bắp có hệ enzyme tổng hợp tinh bột từ các đơn phân là glucose. Trong nhữngngày đầu sau khi đóng gói hạt, các enzyme trên sẽ chuyển đổi glucose thành tinh bột nênlàm giảm độ ngọt của bắp. Để bảo quản độ ngọt nói trên, trước khi đóng gói, người tanhúng hạt bắp vào nước sôi trong 3 phút để bất hoạt các enzyme nói trên (enzyme bịbiến tính bởi nhiệt độ), làm cho quá trình biến glucose thành tinh bột dừng lại. Hạt bắpgiữ được vị ngọt. 2. Urease đẩy mạnh tốc độ thủy phân ure ở pH 8.0 và nhiệt 20oC lên đến 1014 lần. Một lượng urea cho sẵn có thể bị thủy phân hoàn toàn bởi một lượng urease cho sẵn trong 5,0 phút ở 20oC và pH 8.0, vậy cần bao nhiêu thời gian để lượng urea này bị thủy phân ở cùng điều kiện trên khi không bổ sung enzyme urease? Giả sử rằng cả hai phản ứng này diễn ra trong điều kiện vô trùng, tức là vi khuẩn không thể “tấn công” vào lượng ure đó.Tốc độ thủy phân ure ở pH 8.0 và nhiệt độ 20oC của urease nhanh hơn bình thường 1014lần. Do đó, lượng ure bị enzyme phân hủy hoàn toàn ở điều kiện trên trong 5 phút thì sẽphân hủy một cách tự nhiên trong thời gian là: 5 × 1014 phútThời gian trên tương đương với số năm là: 5 × 1014 ≈ 9.5 × 109 năm 60 × 24 × 365 3. Khi dung dịch enzyme bị gia nhiệt, dung dịch enzyme sẽ bị mất hoạt tính xúc tác dần dần theo thời gian do bị biến tính. Một dung dịch hexokinase ủ ở 45 oC mất 50% hoạt tính trong 12 phút. Nhưng khi ủ với cùng điều kiện và sự có mặt với nồng độ lớn một trong các cơ chất của nó thì chỉ mất 3% hoạt tính trong 12 phút. Giải thích tại sao sự biến tính bởi nhiệt độ của hexokinase lại bị chậm lại khi có mặt của cơ chất của chính nó.Khi enzyme bị gia nhiệt, nhiệt độ sẽ phá vỡ các tương tác yếu (tương tác kỵ nước,tương tác Van der Walls) cũng như các liên kết (liên kết disulfide) giữa các thành phầntrong phân tử protein-enzyme dẫn đến sự thay đổi cấu trúc, điện tích và enzyme bị mất 1hoạt tính. Khi gắn với cơ chất thì enzyme ít bị mất hoạt tính bởi nhiệt độ hơn dạng tựdo. Vì: - Cần một năng lượng lớn hơn để bẽ gãy các liên kết giữa các thành phần trong phân tử protein-enzyme cũng như giữa enzyme và cơ chất. - Cơ chất liên kết vào tâm hoạt động của enzyme, đã bảo vệ các thành phần trong tâm hoạt động khỏi tác động của nhiệt độ. - Khi liên kết với cơ chất, enzyme sẽ thay đổi cấu hình, thay đổi điện tích . . . dẫn tới có cấu trúc ổn định hơn so với enzyme tự do. 4. Enzyme lactate dehydrogenase ở cơ, xúc tác phản ứng NADH và NAD+ (lần lượt là dạng khử và oxi hóa) của coenzyme NAD. Chỉ có dung dịch NADH mới hấp thụ ánh sáng ở bước sóng 340nm, NAD+ không hấp thu ở bước sóng này. Tính chất này dùng để xác định nồng độ NADH trong dung dịch bằng việc xác định khả năng hấp thụ quang phổ ở bước sóng trên của dung dịch. Hãy cho biết những tính chất nào của NADH có thể dùng để xây dựng một phép định lượng cho lactate dehydrogenase? Trả lời: tính của NADH có thể dùng để xây dựng một phép định lượng cho lactate dehydrogenase là hấp thụ ánh sáng ở bước sóng 340nm Cụ thể là: mỗi mole NADH bị mất đi tương đương với 1 mole cơ chất bị chuyển hóa. NADH mất đi thì độ hấp thụ quang ở bước sóng 340 nm giảm. o Như vậy xây dựng đồ thị giữa độ giảm của mất độ quang theo thời gian ta sẽ xác định được vận tốc phản ứng của lactate dehydrogenase là V μmol/phút hoặc Vo. o Thay đổi [S] theo chiều tăng dần ta sẽ xác định được các giá trị Vo khác nhau và do vậy dựng được đồ thị của phương trình Lineweaver-Burk để xác định Vmax và Km Nồng độ enzyme Vận tốc phản ứng cực đại E1 V1 2 E2 V2 … … En Vn- Vẽ đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa nồng độ enzyme và vận tốc phản ứng cực đại, ví dụ:- Dựa vào vận tốc phản ứng cực đại (khi [S]>>&g ...