Enzyme kiến thức cơ bản - Chương 1

Mở đầu1.1. Định nghĩa enzymeTrong cơ thể sống (các tế bào) luôn luôn xảy ra quá trình trao đổi chất. Sự trao đổi chất ngừng thì sự sống không còn tồn tại. Quá trình trao đổi của một chất là tập hợp các quy luật của rất nhiều các phản ứng hóa học khác nhau. Các phản ứng hóa học phức tạp này có liên quan chặt chẽ với nhau và điều chỉnh lẫn nhau. Enzyme là các hợp chất protein xúc tác cho các phản ứng hóa học đó. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Enzyme kiến thức cơ bản - Chương 1 7Chương 1 Mở đầu1.1. Định nghĩa enzyme Trong cơ thể sống (các tế bào) luôn luôn xảy ra quá trình trao đổichất. Sự trao đổi chất ngừng thì sự sống không còn tồn tại. Quá trình traođổi của một chất là tập hợp các quy luật của rất nhiều các phản ứng hóahọc khác nhau. Các phản ứng hóa học phức tạp này có liên quan chặt chẽvới nhau và điều chỉnh lẫn nhau. Enzyme là các hợp chất protein xúc táccho các phản ứng hóa học đó. Chúng có khả năng xúc tác đặc hiệu cácphản ứng hóa học nhất định và đảm bảo cho các phản ứng xảy ra theo mộtchiều hướng nhất định với tốc độ nhịp nhàng trong cơ thể sống. Chúng có trong hầu hết các loại tế bào của cơ thể sống. Chính donhững tác nhân xúc tác có nguồn gốc sinh học nên enzyme còn được gọilà các chất xúc tác sinh học (biocatalysators) nhằm để phân biệt với cácchất xúc tác hóa học. Enzyme học là khoa học nghiên cứu những chất xúc tác sinh học cóbản chất protein. Hay nói cách khác, enzyme học là khoa học nghiên cứunhững tính chất chung, điều kiện, cơ chế tác dụng và tính đặc hiệu của cácenzyme.1.2. Lược sử nghiên cứu enzyme Do enzyme học được coi như cột sống của hóa sinh học nên phầnlớn các nghiên cứu hóa sinh từ trước đến nay đều liên quan nhiều đến enzyme. Về sự phát triển của học thuyết enzyme, có thể chia thành 4 giai đoạn: - Giai đoạn 1: trước thế kỷ thứ XVII - Giai đoạn 2: từ thế kỷ XVII đến nửa đầu thế kỷ XIX - Giai đoạn 3: từ giữa thế kỷ XIX đến 30 năm đầu của thế kỷ XX - Giai đoạn 4: từ những năm 30 của thế kỷ XX đến nay.1.2.1. Giai đoạn 1 Trước thế kỷ XVII người ta đã biết sử dụng các quá trình enzymetrong đời sống song chỉ có tính chất kinh nghiệm thực tế và thông qua hoạtđộng của vi sinh vật. Đó là các quá trình lên men rượu, muối dưa, làmtương và nước chấm... Ở thời kỳ này người ta chưa hiểu về bản chấtenzyme và các quá trình lên men. 81.2.2. Giai đoạn 2 Ở giai đoạn này các nhà bác học đã tiến hành tìm hiểu bản chất củacác quá trình lên men. Thời kỳ này đã khái quát hiện tượng lên men như làhiện tượng phổ biến trong sự sống và enzyme là yếu tố gây nên sự chuyểnhóa các chất trong quá trình lên men. Vào những năm 1600 của thế kỷ XVII, Van Helmont là người đầutiên cố gắng đi sâu tìm hiểu bản chất của quá trình lên men. Van Helmontđã nhận thấy thực chất của sự tiêu hóa là sự chuyển hóa hóa học của thứcăn và giải thích cơ chế của nó với sự so sánh nó với quá trình lên menrượu. Danh từ ferment (từ chữ Latinh fermentatio - sự lên men) được VanHelmont dùng để chỉ tác nhân gây ra sự chuyển biến các chất trong quátrình lên men rượu. Vào nửa cuối thế kỷ thứ XVIII, nhà tự nhiên học người Pháp làRéaumur cũng đã nghiên cứu bản chất của sự tiêu hóa. Nhà tự nhiên họcnày đã cho chim quạ đen nuốt những miếng thịt đặt sẵn trong ống kim loạicó thành đã được đục sẵn và buộc vào dây thép. Sau vài giờ đã không thấygì ở trong ống. Hiện tượng này đã thúc đẩy sự nghiên cứu thành phần dịchtiêu hóa để tìm hiểu khả năng tiêu hóa của dịch dạ dày. Sau thí nghiệmnày một thời gian, vào năm 1783, nhà bác học người Ý là Spalanzani đãlặp lại thí nghiệm bằng cách lấy dịch dạ dày trộn với thịt mới và thấy cóhiện tượng hòa tan xảy ra. Vào đầu thế kỷ XIX, các nhà nghiên cứu đã tách được các chất gâyra quá trình lên men. Năm 1814 Kirchoff, viện sĩ Saint Petercburg đã pháthiện nước chiết của mầm đại mạch có khả năng chuyển hóa tinh bột thànhđường ở nhiệt độ thường. Đây là công trình đầu tiên thu được chế phẩmamylase ở dạng dung dịch và lịch sử enzyme học thực sự được xem như bắtđầu từ đây. Mười chín năm sau (năm 1833), hai nhà khoa học người Pháp làPayen và Pessoz đã chứng minh chất có hoạt động phân giải tinh bột thànhđường có thể tách được ở dạng bột. Thí nghiệm được tiến hành bằng cáchcho etanol vào dịch chiết của lúa đại mạch nảy mầm thì thấy xuất hiện kếttủa. Kết tủa được hình thành này có khả năng chuyển hóa tinh bột và nếuđun kết tủa này sẽ mất tác dụng chuyển hóa. Danh từ diastase (từ chữLatinh diastasis - phân cắt) là do Payen và Persoz dùng để gọi enzymeamylase lúc bấy giờ. 9 Tiếp đó người ta cũng đã tìm ra và tách được nhiều enzyme khácnhư enzyme phân giải protein của dịch tiêu hóa trong dạ dày như Pepsin(Emberle và Shwan) - những nhà khoa học người Đức, năm 1836)... Sau đó, lý thuyết xúc tác đã ra đời. Năm 1835, nhà khoa họcBerzelius có quan điểm cho rằng tăng tốc độ phản ứng là hiện tượng xúctác. Đây là một quan điểm đúng. Song thật đáng tiếc là nhà khoa học nàyđã coi các chất xúc tác này hoạt động được là do lực sống không theosự điều khiển của con người. Đây là quan điểm duy tâm, siêu hình đã làmtrì trệ sự phát triển ...