Bài giảng Công nghệ protein – enzyme: Chương 4

Bài giảng Công nghệ protein – enzyme - Chương 4: Động học Enzyme trình bày ý nghĩa của việc nghiên cứu động học enzyme, động học enzyme, động học các phản ứng enzyme, biến thiên vận tốc phản ứng theo nồng độ cơ chất. Đây là tài liệu học tập và tham khảo bổ ích dành cho sinh viên ngành Công nghệ sinh học.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Công nghệ protein – enzyme: Chương 4 Động học EnzymeÝ nghĩa của việc nghiên cứu động học enzymeNghiên cứu động học enzyme là nghiên cứu ảnh hưởngcủa các yếu tố: nồng độ cơ chất, enzyme, pH môitrường, nhiệt độ, các chất kìm hãm… đến tốc độ phảnứng do enzyme xúc tác. Việc nghiên cứu động họcenzyme sẽ cho ta biết được các vấn đề sau đây:- Có thể biết được cơ chế phân tử của sự tác động củaenzyme.- Cho phép ta hiểu biết được mối quan hệ về mặt lượngcủa quá trình enzyme. 1 Động học Enzyme- Thấy được vai trò quan trọng cả về mặt lý luận lẫnthực tiễn: khi lựa chọn các đơn vị hoạt động enzymengười ta cần phải biết những điều kiện tốt nhất đối vớihoạt động của enzyme, cũng như cần phải biết được cácyếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của chúng.- Là điều kiện cần thiết để thực hiện tốt các bước tinhchế enzyme, vì người ta cần phải kiểm tra về mặt lượngbằng cách xác định có hệ thống hoạt động của chếphẩm enzyme trong các giai đoạn tinh chế. 2 Động học các phản ứng enzymeẢnh hưởng của nồng độ enzymeTrong điều kiện dư thừa cơ chất, nghĩa là [S] >>[E] thìtốc độ phản ứng phụ thuộc vào [S], v= K[E] có dạngy=ax. Nhờ đó người ta đã đo [E] bằng cách đo vận tốcphản ứng do enzyme đó xúc tác.Có nhiều trường hợp trong môi trường có chứa chấtkìm hãm hay hoạt hóa thì vận tốc phản ứng do enzymexúc tác không phụ thuộc tuyến tính với [E] đó 3Sự phụ thuộc của vận tốc phản ứng vào [E] V [E] 4 Động học các phản ứng enzyme Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất [S] k2[E0] [S] Km= k-1+k2/ k1 Với v = -----------------gọi là hằng số Michalis Menten) (Km: Km + [S]ta thấy nồng độ enzyme càng cao thìvận tốc phản ứng enzyme càng lớn.Vận tốc đạt cực đại khi toàn bộ Phương trình Michelis Mentenenzyme liên kết với cơ chất, nghĩa là:Vmax= k2[E0] [S] v = Vmax ------------- Km+ [S] 5Biến thiên vận tốc phản ứng theo nồng độ cơ chất 6 Động học các phản ứng enzymeKhi tăng [S] thì v phản ứng tăng, tăng [S] đến một giátrị nào đó thìv đạt đến giá trị vmax và sẽ không tăng nữa nếu ta vẫntiếp tục tăng [S].Khi Km = [S] thì v0 =1/2 VmaxNăm 1934. Lineweaver và Burk, trên cơ sở của phươngtrình (5) đã nghịch đảo để biến thành dạng đường thẳngy = ax+b, nó có ý nghĩa lớn đối với việc nghiên cứukìm hãm enzyme. 7 Biến thiên vận tốc phảnứng theo nồng độ cơ chất 1/v 1/Vmax 1/v max -1/Km 1/[S] 8 Động học các phản ứng enzymeẢnh hưởng của chất kìm hãm (inhibitior)Là chất có tác dụng làm giảm hoạt độ hay làm enzymekhông còn khả nâng xúc tác biến cơ chất thành sảnphẩm. Nó có thể là chất kìm hãm thuận nghịch hay bấtthuận nghịch.Kìm hãm thuận nghịch (reversible inhibition) có thể làcạnh tranh (competitive), phi cạnh tranh(uncompetitive) hay hỗn tạp (mixed). 9Kìm hãm cạnh tranh (Competitive inhibition)Trong trường hợp kìm hãm cạnh tranh là cơ chấtvà chất kìm hãm đều tác dung lên trung tâm hoạtđộng của enzyme, chất kìm hãm choán chổ củacơ chất ở enzyme. 10Kìm hãm cạnh tranh (Competitive inhibition)Khi cơ chất dư thùa, nồng độ chất kìm hãm thấp thì cóthể loại bỏ tác dụng của chất kìm hãm, còn nồng độ cơchất thấp và nồng độ chất kìm hãm cao thì lại có tác dụngkìm hãm hoàn toàn. 1/V [I] không có chất kìm hãm 1/Vmax 1/[S] Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ cơ chất theo 11 Lineweaver - Burk khi có kìm hãm canh tranh Động học các phản ứng enzymeẢnh hưởng của chất kìm hãm (inhibitior)Kìm hãm cạnh tranh (Competitive inhibition)phần lớn giữa chất kìm hãm và cơ chất có sự tươngđồng về mặt hóa học.ví dụ: malic acid có cấu trúc gần giống với succinic acid nên kìm hãm cạnh tranh enzyme succinatdehydrogenase, là enzymexúc tác cho sự biến đổi succinic acid thành fumaricacid ...