Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 3: Đại cương về Enzyme

Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 3 Enzyme cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm chung về hiện tượng xúc tác; Enzyme là chất xúc tác sinh học; Đơn vị hoạt lực của enzyme; Phần lớn các enzyme có bản chất là protein; Trung tâm hoạt động của enzyme;...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 3: Đại cương về EnzymeChương 3: ENZYME3.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN3.1.1. Khái niệm chung về hiện tượng xúc tác- Chất xt = chất làm tăng t/độ các pứ. h/học, saupứ.thường không bị b/đổi, không tiêu hao và khôngth.gia vào th.phần của s.phẩm.- Năng lượng họat hóa = NL cần phải c.cấp để pứcó thể xảy ra được.- Chất xt làm giảm NL h.hoá của các pứ h.học làm pư. diễn ra nhanh.- En zyme = trong tế bào men Pastuer (phái sinh lực) >< Libig (E là một chất, tách khỏi TB vẫn hđ cn)- Đầu TK 20, Büchners dùng nước chiết từ Saccharomycescerevisie cho t.động lên tinh bột, t.bột  rượu- Năm 1926, Sumner tinh chế được urease Ph.tích  urease được c.tạo từ các aa  urease là protein- Năm 1929, Northrop, tinh khiết được pepsin từ dịch vị;Ph.tích thấy pepsin là protein- Đến nay, trên 3000 E đã được m.tả chi tiết, nhiều E đãđược ph.lập. Người ta đã kh.phá ra ctb1, c.trúc kh.gian vàmô tả chi tiết CCTĐ của nhiều E. 3.1.2. Enzyme là chất xúc tác sinh học - E = chất x/t s/học (biocatalyst), làm tăng t/độ các p/ứ h/sinh - Có đầy đủ t/chất c/bản của chất x/t: chỉ làm tăng t.độ p.ứ, không th/gia vào s.phẩm cuối cùng, (làm tăng t/độ cả 2 chiều p/ứ, làm p/ứ chóng đạt tr/thái c/bằng).- Enzyme ưu điểm hơn các chất x/t h/học thông thường: • Hiệu quả x/t vô cùng lớn • Có tính đặc hiệu theo kiểu p/ứ và cơ chất • X/t trong những đ/k m/trường tương đối ổn định • Hoạt tính x/t có thể được điều khiển- Nhược điểm: • Mẫn cảm với nhiều y/tố • Luôn bị ph/giải và tái t/hợp trở lạiCàng ngày càng có nhiều ph/hiện mới về E; môn enzyme học(Enzymology) đã hình thànhCác hướng n/c của enzyme học: - Cấu trúc ph/tử E và gi/thích ch/năng của E - Động học của các p/ứ E - Giải thích cơ chế các p/ứ E - Isozyme (isoenzyme) và sự ph/bố của E - Q/hệ giữa E và các h/tượng bệnh lý - Việc s/dụng E trong thực tiễn - Tổng hợp các E nhân tạo 3.1.3. Đơn vị hoạt lực của enzyme- Năm 1961, IUB (International Union of Biochemistry) đưa rađơn vị hoạt lực enzyme chuẩn: U (1U) là lượng enzyme cầnthiết để b/đổi 1 mol cơ chất trong th/gian 1 phút ở đ/kchuẩn (30o C, pH tối ưu, bão hoà cơ chất).- Năm 1972, IUB đưa ra đơn vị mới là katal (kat): 1kat là lượngchất x/t làm biến đổi 1 mol cơ chất trong th/gian 1 giây ở đ/kchuẩn. kat = 10-6 kat; ηkat = 10-9 kat- Liên hệ giữa U và kat: 1U = 16,67 ηkat3. 2. CẤU TRÚC VÀ CÁC DẠNG ENZYME3.2.1. Phần lớn các enzyme có bản chất là protein- E có b/c protein (trừ ribozyme hay riboenzyme, RNA có k/n xt) - E = protein hình cầu, phần lớn (60-70%) là protein ph/tạp - E đầu tiên được x/định ctb1: ribonuclease (của tụy bò, năm 1960), là E cắt lk phosphodiester trong ARN; ph/tử là 1 chuỗi polypeptide có 124 aa, 4 cầu –S-S-. Cytochrome c (năm 1962) là 1 chuỗi có 104 aa, 1 nhóm hem chứa Fe.- Đến nay đã biết c/tạo của hàng nghìn E. E có ng/tắc c/tạo,các bậc c/trúc và các t/chất như bất kỳ 1 protein nào.E giống các protein khác:• E tan trong nước hoặc trong d/dịch muối loãng.• E cũng không qua được màng bán thấm.• Tất cả các y/tố làm b/tính protein (acid đặc, kiềm đặc, muối KLnặng, to cao, …) đều làm E b/tính và mất h/tính x/t.• Chất gây k/tủa th/nghịch protein (amon sulfat, NaCl, d/môih/cơ ở to thấp) cũng t/động t/tự tới các ch/phẩm E  dùng cácchất này để k/tủa và ph/lập E.• Tuỳ pH m/t, E mang điện dương, âm hay tr/hoà về điện điện di để ph/tích các loại E và các dạng p/tử E.• Các E cũng được t/hợp dưới sự đ/khiển của các hệ gien.• Cơ chế STH enzyme chính là c/chế STH protein. Xét về c/trúc, có 2 loại enzyme: • Đơn giản (1 th/phần) protein (apoenzyme) • Phức tạp (2 th/phần): cofactor Apoenzyme + cofactor ↔ holloenzyme3.2.2. Các cofactorKhái niệm:- C/trúc nhỏ, không được c/tạo từ các aa- Th/phần của các E ph/tạp, làm nh/vụ v/c các ng/tử hay e-trong các p/ứ h/học mà E của nó xt.Hai loại cofactor: Nhóm ghép Coenzyme - Nhóm gép (prosthetic group) gắn chặt với apoenzyme, là th/phần cố định của ph/tử E.VD: FMN; FAD của dehydrogenase; PLP của aminotransferase; Hem của các cyt. - Coenzyme gắn lỏng lẻo với apoenzyme, dễ tách ra và nhập lại, chạy giữa các apoenzyme. VD: NAD+; NADP+ của các dehydrogenase Bảng 3.1. Một số cofactor là dẫn xuất của vitaminMột số E có nhóm ghép là kim loại.E chứa kim loại = Metaloenzyme) Cấu trúc của một số cofactor:B/chất h.h khác nhau; p.tử thường chứa dị vòng - phần trựctiếp th.gia p.ứ. hoặc có c/n nhận biết các đại p.tử. Nhiềucofactor là d.x. của VTM, phần lớn chứa phosphate.- Cofactor của các oxidoreductase:NAD+ (Nicotinamide - Adenine - Dinucleotide)NADP+ (Nicotinamide - Adenine - Dinucleotide - phosphate) Là 2 d/x của vit. PP (nicotinamide, niacin) PP: Pellagra PreventiveNAD+ và NADP+ là t/phần c/tạo của khoảng 250 E deh.Cấu tạo ...