ENZYME VÀ ỨNG DỤNG

Các quá trình hoá học xảy ra trong cơ thể sống là những phản ứng có hiệu quả cao nhất. Đó là nhờ tác dụng xúc tác của enzyme, enzyme là những chất xúc tác sinh học ,có thể là protein hoặc acid nucleic,có đầy đủ tính chất của chất xúc tác,ngoài ra còn có những tính chất ưu việt hơn so với các chất xúc tác khác như: hiệu suất cao trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường,có tính chất đặc hiệu cao.Các tính chất này vẫn được giữ nguyên khi tách enzyme ra khỏi hệ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
ENZYME VÀ ỨNG DỤNG ENZYME VÀ ỨNG DỤNG I. Khái niệm: − Các quá trình hoá học xảy ra trong cơ thể sống là những phản ứng có hiệu quả cao nhất. Đó là nhờ tác dụng xúc tác của enzyme, enzyme là những chất xúc tác sinh học ,có thể là protein hoặc acid nucleic,có đầy đủ tính chất của chất xúc tác,ngoài ra còn có những tính chất ưu việt hơn so với các chất xúc tác khác như: hiệu suất cao trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường,có tính chất đặc hiệu cao.Các tính chất này vẫn được giữ nguyên khi tách enzyme ra khỏi hệ thống sống,hoạt động trong điều kiện invitro (trong ống nghiệm).Vì vậy mà enzyme càng được sử dụng rộng rãi trong thực tế,trong công nghiệp..nên đã hình thành nên nhiều ngành lien quan đến enzyme như công nghệ sản xuất enzyme,công nghệ sản xuất các thiết bị có phẩn tử enzyme như biosensor( các thiết bị cảm biến sinh học)…. để khai thác và sử dụng hiệu quả cần có kiến thức nhất định về enzyme. II. Danh pháp-Cấu tạo-Phân loại: − Tên enzyme = tên cơ chất+ase Ví dụ: enzyme thuỷ giải protein: protease enzyme phân huỷ nucleic : nuclease… enzyme tổng hợp DNA : DNA-polymerase − Bên cạnh đó còn có những tên thong thường(rất nhiều),ví dụ như ligase(enzyme nối, trong quá trình tự sao DNA),amylase (enzyme thuỷ phân tinh bột,có trong dịch ruột)….. − Cấu tạo: Enzyme 1 cấu tử:là enzyme trong thành phần cấu tạo chỉ có protein.VD: pepsin ,urease Enzyme 2 cấu tử là enzyme trong thành phần của nó ngoài protein còn có thành phần non-protein-nhóm ngoại.Người ta gọi phần protein là”feron” hay”apoenzyme” phần nhóm ngoại là “agon” hay “coenzyme”.Thường nhóm ngoại là dẫn xuất của các vitamin,các nucleotide.VD: catalase,xitocrom.. − Trung tâm hoạt động:chỉ có 1 phần rất nhỏ của enzyme tham gia phản ứng, phần này gọi là trung tâm hoạt động,số trung tâm hoạt động có thể lớn hơn 1 − Ngày càng nhiều enzyme mới được phát hiện, để thống nhất tên gọi enzyme ngưòi ta đã phân tất cả enzyme làm 6 loại: Loại enzyme Loại phản ứng được xúc tác Oxidoreductase Các enzyme này xúc tác các phản ứng oxi-hoá khử có nghĩa là chúng vận chuyển các nguyên tử Hydro hoặc điện tử của chúng từ cơ chất của chúng sang các phần tử nhậnTransferase Các nhóm nhỏ các nguyên tử được vận chuyển từ cơ chất này sang cơ chất khácHydrolase Các enzyme này làm gãy đứt các lien kết hoá học bằng phản ứng thủy phânLyase Các enzyme này nối them 1 nhóm mới vào cơ chất bằng cách làm gãy nối đôi,nguợc lại nó cũng có thể xúc tác để tạo nối đôiIzomerase Chúng xúc tác sự tái phân bố các nguyên tử trong cơ chất,tức là chúng tạo ra các đồng phân của cùng 1 hợp chấtLigase Các enzyme này tạo liên kết hoá học mới,năng lượng từ ATP sẽ cần cho sự tạo các lien kết hoá học này,Ligase giúp cho sự tổng hợp nên Hydro carbon,protein và các đại phân tử khác III. Tính đặc hiệu và tính chất lí hoá của enzyme:− Mỗi loại enzyme chỉ xúc tác cho 1 phẩn ứng nhất định với cơ chất tươngứng.− Enzyme có khả năng xúc tác 1 cách hiệu quả ở điều kiện nhiệt độ và ápsuất bình thường,trong khi các chất xúc tác khác lại đòi hỏi điều kiên xúctác thường nhiệt độ áp suất cao,mà hiệu quả phản ứng lại không cao.sở dĩenzyme có khả năng tuyệt vời như vậy vì nó tạo ra được môi trường đặchiệu có lợi nhất về mặt năng lượng để thực hiện phản ứng.môi trường đặchiệu trên được tạo bởi tâm hoạt động lien kết với cơ chất mà nó xúc táctạo ra phức enzyme-cơ chất.− Enzyme có cường độ xúc tác đặc hiệu rất cao bởi: Năng lượng tự do giải phóng trong quá trình hình thành lien kết yếu trongtương tác lien kết cơ chất enzyme. Enzyme thường sử dụng năng lượnglien kết làm giảm năng lượng hoạt hoá.Fisher đưa ra giả thuyết “sự ănkhớp như chìa khoá và ổ khoá” cho phép giải thích tính xúc tác đặ hiệu củaenzyme.tuy nhiên không thể dựa vào đó để giải thích cơ chế hoạt đọng củaenzyme,vì trong thực tế sự khớp quá khăng khít này lại là nguyên nhân cảntrở diễn tiến phản ứng. Enzyme sử dụng năng lượng lien kết tạo phản ứng xúc tác đặc hiệuthong qua 1 số cơ chế như sau: Giảm entropi. Làm mất vỏ nước bao quanh cơ chất. Năng lượng lien kết do các tương tác yếu tạo ra ở trạng thái chuyển tiếp. Tạo ra khớp phản ứng làm cho phản ứng xảy ra dễ dàng hơn.− Sau khi tạo thành phức enzyme-cơ chất các nhóm chức năng nằm ở vị tríđặc biệt trong phức sẽ phát huy tác động của mình theo 1 số cơ chế. Phổbiến nhất là cơ chế xúc tác acid-base và cơ chế xúc tác hóa trị. Cơ chế xúc tác acid-base:thường trong phản ứng sinh hoá luôn có sự hình thành các ...