Enzym và xúc tác sinh học

Xúc tác sinh họcMột số loại hóa chất được sản xuất nhờ quá trình chuyển hóa dưới tác dụng của xúc tác sinh học (enzym). Để có enzym người ta phải nuôi cấy một số loại vi sinh đặc chủng sau đó cố định và phân lập enzym do chúng sinh ra rồi áp dụng trong quá trình sản xuất. Trong một số trường hợp vì lý do kinh tế người ta không tách riêng enzym mà đưa cả vi sinh vào quá trình sản xuất để các tế bào của nó tiết ra enzym làm xúc tác cho các...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Enzym và xúc tác sinh học H+ROH + RCOOH RCOOR + H2O to (E)S + ….. P+… ENZYM VAØ XUÙC TAÙC SINH HOÏCMUÏC TIEÂU Trình baøy ñöôïc baûn chaát cuûa enzym, naêng löôïng hoaït hoaù vaø traïng thaùi chuyeån tieáp cuûa moät phaûn öùng hoaù sinh Moâ taû ñöôïc caáu taïo vaø chöùc naêng cuûa trung taâm hoaït ñoäng cuûa enzym Trình baøy ñöôïc tính ñaëc hieäu cuûa enzym Giaûi thích ñöôïc caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán hoaït ñoäng cuûa enzym Trình baøy ñöôïc ñoäng hoïc vaø söï öùc cheá cuûa enzym Trình baøy ñöôïc söï kieåm soaùt hoaït ñoäng cuûa enzym ThS Ngoâ Kieán Ñöùc1-ÑAÏI CÖÔNG VEÀ ENZYM1.1- Caùc enzym laø nhöõng chaát xuùc taùc Coù taùc ñoäng laøm gia taêng vaän toác phaûn öùng hoùa hoïc maø khoâng thay ñoåi tieán trình cuûa phaûn öùng Vaän toác phaûn öùng coù theå taêng leân tôùi 107 laàn khi coù maët enzym Phaûn öùng coù theå ñöôïc tieán haønh trong nhöõng ñieàu kieän töông ñoái nheï nhaøng (nhieät ñoä döôùi 100 ñoä C, ôû aùp suaát khí quyeån vaø pH trung tính) Coù tính ñaëc hieäu cao ñoái vôùi cô chaát maø noù taùc ñoäng cuõng nhö ñoái vôùi caùc saûn phaåm maø noù thaønh laäp.1-ÑAÏI CÖÔNG VEÀ ENZYM1.1- Caùc enzym laø nhöõng chaát xuùc taùc Taùc ñoäng coù theå ñöôïc ñieàu hoøa  thöôøng nhaïy caûm vôùi noàng ñoä cô chaát hay vôùi moät soá phaân töû khaùc Baûn chaát caùc enzym laø nhöõng protein Ngoïai leä coù vaøi phaân töû ARN cuõng coù taùc ñoäng xuùc taùc. 1.2- Naêng löôïng hoaït hoùa vaø traïng thaùi chuyeån tieápNaêng löôïng töï do S P Söï thay ñoåi naêng löôïng trong moät phaûn öùng hoùa sinh1.2- Naêng löôïng hoaït hoùa vaø traïng thaùi chuyeån tieáp- Moïi phaûn öùng ñeàu phaûi vöôït qua moät haøng raøo naêng löôïng thì môùi thöïc hieän ñöôïc.- Haøng raøo naêng löôïng naøy töông öùng vôùi naêng löôïng caàn thieát ñeå chuyeån caùc phaân töû cuûa cô chaát sang traïng thaùi chuyeån tieáp : moät daïng hoùa hoïc khoâng beàn trong tieán trình phaûn öùng ñi töø cô chaát ñeán saûn phaãm.- Traïng thaùi chuyeån tieáp : traïng thaùi trung gian coù naêng löôïng töï do cao nhaát trong taát caû moïi phaûn öùng.- Naêng löôïng töï do hoaït hoùa cuûa Gibbs (G*) : cheânh leäch cuûa möùc naêng löôïng töï do giöõa traïng thaùi chuyeån tieáp vaø cô chaát1.2- Naêng löôïng hoaït hoùa vaø traïng thaùi chuyeån tieáp- Taùc ñoäng cuûa enzym : oån ñònh traïng thaùi chuyeån tieáp cuûa phaûn öùng hoùa hoïc vôùi söï giaûm G* Enzym khoâng laøm thay ñoåi möùc naêng löôïng cuûa cô chaát hay cuûa saûn phaåm. Enzym laøm gia taêng toác ñoä phaûn öùng nhöng khoâng aûnh höôûng ñeán söï thay ñoåi naêng löôïng chung cuûa phaûn öùng.Naêng löôïng töï do Phaûn öùng khoâng xuùc taùc bôûi enzym Traïng thaùi chuyeån tieáp G* (naêng löôïng töï do hoaït hoùa) Phaûn öùng xuùc taùc bôûi enzym S P G (naêng löôïng töï do) Söï thay ñoåi naêng löôïng trong moät phaûn öùng hoùa sinh Thí duï veà möùc naêng löôïng hoaït hoùa cuûa phaûn öùng trong ñieàu kieän coù vaø khoâng coù chaát xuùc taùc : Saccarose + H2O Glucose + Fructose- Khoâng xuùc taùc : G* = 32.000 calo/mol- Xuùc taùc voâ cô (H+) : G* = 25.000 calo/mol- Enzym (saccarase) : G* = 9.400 calo/mol 1.3- Söï thay ñoåi naêng löôïng töï doNaêng löôïng töï do S P G ?? Söï thay ñoåi naêng löôïng trong moät phaûn öùng hoùa sinh1.3- Söï thay ñoåi naêng löôïng töï do Söï thay ñoåi naêng löôïng töï do G cuûa Gibbs (kJ mol –1) cho bieát moät phaûn öùng coù thuaän lôïi veà maët naêng löôïng hay khoâng. Bieán thieân naêng löôïng toång coäng aâm thì phaûn öùng thuaän lôïi veà maët naêng löôïng ( coù nghóa laø caùc saûn phaåm cuûa phaûn öùng ôû möùc naêng löôïng thaáp hôn so vôùi möùc naêng löôïng cuûa cô chaát vaø G laø aâm). G khaùc vôùi G*.  G : khoâng leä thuoäc vaøo chieàu phaûn öùng vaø khoâng cho bieát thoâng tin gì veà vaän toác phaûn öùng  G* : aûnh höôûng ñeán vaän toác phaûn öùng.1.3- Söï thay ñoåi naêng löôïng töï do G aâm : phaûn öùng thuaän lôïi veà maët nhieät ñoäng hoïc theo chieàu chæ ñònh (coù nghóa laø phaûn öùng tieán haønh töï nhieân) G döông : phaûn öùng khoâng thuaän lôïi veà maët naêng löôïng vaø caàn phaûi ñöôïc cung caáp naêng löôïng môùi coù theå thöïc hieän theo chieàu chæ ñònh. Heä thoáng sinh hoïc : naêng löôïng thöôøng ñöôïc cung caáp baèng vieäc keát hôïp moät phaûn öùng khoâng thuaän lôïi vôùi moät phaûn öùng thuaän lôïi veà ...