Giáo trình enzyme học - Chương 8

Tham khảo tài liệu giáo trình enzyme học - chương 8, khoa học tự nhiên, công nghệ sinh học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình enzyme học - Chương 8 92Chương 8 Sinh học enzyme8.1. Sự phân bố enzyme trong tế bào Như đã trình bày ở phần trước, enzyme có trong tất cả các cơ thểđộng vật, thực vật và vi sinh vật. Tuy vậy, sự phân bố enzyme không đồngđều giữa các loài, các tế bào mô và cơ quan khác nhau. Người ta thấy cónhững enzyme tồn tại hầu hết ở mọi mô mọi tế bào: Như các enzyme xúctác cho quá trình đường phân, sinh tổng hợp protein, nucleic acid. Một sốenzyme khác chỉ có trong một số cơ quan riêng biệt, ví dụ như pepsin chỉcó trong dạ dày. Đó là enzyme đặc biệt, đặc trưng cho một mô. Mặt khác,cùng một enzyme có trong các mô khác nhau hoặc thậm chí ở các bộ phậnkhác nhau của cùng một loại tế bào cũng có thể khác nhau về lượng và cókhi cả về chất. Hàm lượng enzyme trong một mô hoặc một cơ quan nhất định cònphụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như: Giai đoạn sinh trưởng và phát triển,trạng thái sinh lý của tế bào, các yếu tố bên ngoài v.v... Mỗi loại cấu trúc dưới tế bào của cơ thể bậc cao như nhân tế bào, tylạp thể, lysosome, hệ thống lưới nội chất nguyên sinh với các hạtribosome... đều có cấu trúc và chức năng riêng với những hệ enzyme đặchiệu. Những enzyme này hoặc hoà tan trong dịch lõng, hoặc gắn chặt vàocác màng của các cấu trúc đó. Do cấu trúc đặc biệt như vậy của tế bào,enzyme được phân bố thành từng ngăn đặc hiệu. Sự khu trú và sắp đặt cácenzyme một cách hợp lý trong các cấu trúc của tế bào đã làm cho các phảnứng enzyme có tính chất định hướng, có phối hợp tác dụng với nhau và tạora những hệ thống phản ứng dây chuyền liên tục, nhịp nhàng và ăn khớpvới nhau. Trong nhân tế bào có thể thấy các enzyme thuộc các nhóm khácnhau xúc tác cho các quá trình khác nhau. Đó là các enzyme nicotinic-mono-nucleotide adenylyl transferase, 5’-nucleotidase, NAD(P)nucleosidase, arginase, ATP-ase và một số enzyme khác. Nói chung trongnhân chứa nhiều enzyme liên quan đến quá trình trao đổi nucleotide, trongđó các enzyme tham gia các quá trình trao đổi các hợp chất có tính chất“chìa khóa”. Những enzyme trong nhân tế bào thường có mặt với lượngrất nhỏ. Việc nghiên cứu những enzyme này thường gặp nhiều khó khăn vì 93trong quá trình thao tác, một số enzyme có thể thoát ra hoặc hấp thu vàonhân tế bào. Trong ty lạp thể có chứa hầu hết các hệ enzyme có liên quan đến quátrình chuyển hóa năng lượng và cũng được coi là những “nhà máy cungcấp năng lượng”. Trong các hệ enzyme của ty lạp thể, trước hết phải kểđến hệ enzyme của chuỗi hô hấp tế bào và của quá trình phosphoryl hóatạo ATP. Mặc dầu người ta có phát hiện cytochrome ở ngoài ty lạp thể,nhưng oxydase thì chỉ thấy trong ty lạp thể. Ngoài những enzyme kể trên,trong ty lạp thể còn có hệ enzyme cyclophorase bao gồm toàn bộ cácenzyme của chu trình Krebs. Cũng có thể tìm thấy một số enzyme của chutrình này trong bào tương như isocitrate dehydrogenase, malatedehydrogenase... nhưng hệ thống enzyme hoàn chỉnh của chu trình này thìchỉ tìm thấy trong ty lạp thể. Ngoài ra, người ta cũng tìm thấy các hệenzyme kéo dài acid béo, các hệ enzyme phân giải acid béo và nhiềuenzyme khác trong ty lạp thể. Cách sắp đặt các hệ enzyme kể trên trong tylạp thể có liên quan chặt chẽ với nhau để đảm bảo cho các quá trìnhchuyển hóa phối hợp nhịp nhàng với nhau. Trong lysosome có thể phát hiện nhiều enzyme loại thủy phân(hydrolase) có tác dụng phá vỡ nhiều loại phân tử lớn như nucleic acid,protein, chất béo và nhiều loại phân tử lớn khác nhưmucopolysaccharide... thành những phân tử nhỏ có khả năng được chuyểnhóa dưới tác dụng của các enzyme của ty lạp thể. Bình thường enzymeđược bọc kín trong màng lipoprotein của lysosome và do đó không có tác dụngvới các chất trong bào tương. Khi màng lysosome bị vỡ hoặc bị tổn thương,các hệ enzyme của nó được giải phóng ra, sẽ làm tiêu hủy cả tế bào. Các hạt ribosome dính trên hệ thống lưới nội chất nguyên sinh, lànơi xảy ra quá trình sinh tổng hợp protein, do đó có các hệ enzyme củaquá trình sinh tổng hợp protein. Bào tương là phần lỏng của tế bào có chứa rất nhiều loại enzyme, cótất cả các enzyme xúc tác cho quá trình đường phân hay cho các quá trìnhphân giải glucose. Nhiều công trình nghiên cứu đã chứng minh rằng quátrình đường phân xảy ra chủ yếu ở bào tương. Nhiều enzyme của quá trìnhnày có thể dính ở màng ngoài của hệ thống lưới nội chất nguyên sinh, cónhững enzyme gắn sâu vào màng của hệ thống này. Sản phẩm pyruvatecủa quá trình đường phân được vận chuyển qua màng vào ty lạp thể đểtiếp tục khử cacboxyl bằng cách oxy hóa thành acetyl CoA tham gia vàochu trình Krebs. 94 Các cấu trúc màng trong tế bào có tính thấm chọn lọc, nhiều chấtchuyển hóa không qua được màng của ty lạp thể, ví dụ như oxaloac ...