Sinh học tế bào ( phần 20 ) Tên gọi và phân loại enzym 1. Cách gọi tên enzym Hiện nay người ta đã tìm được hơn 2.000 loại enzym xúc tác cho hơn 2.000 phản ứng khác nhau. Con số đó ngày càng được tăng thêm. Mấy trăm enzym đã phân lập được rất tinh khiết, trong số này có trên 150 loại đã tinh thể hoá được (tức là khá đồng nhất về thành phần). Nhóm enzym tiêu hoá được nghiên cứu đầu tiên nên mang những tên gọi tuỳ tiện ví dụ như pepsin, trypsin, chimozin, phanh Năm 1898 Duy-cơ-lô đã đề ra qui tắc gọi enzym theo tên La tinh của cơ chất hoặc của phản ứng sau khi thêm vĩ ngữ "ase" vào gốc chữ. Từ đó ta có tên gọi: Amylum - Amylase (enzym phân giải tinh bột) Protein - Proteinase (enzym phân giải protein) U re - Urease (enzym phân giải urê) Oxy - Oxydase (enzym oxy hoá) Hydrogen - Hydrogenase (enzym thuỷ phân) Metyl - Metylferase (enzym vận chuyển nhóm CH3) 2. Phân loại enzym Có nhiều cách phân loại enzym, có thể dựa vào bản chất hoá học của enzym, cũng có thể dựa vào kiểu xúc tác của enzym để phân loại enzym. 2.1. Phân loại theo bản chất hoá học Như chúng ta đã biết bản chất hoá học của enzym là protein. Cho nên, nếu dựa vào bản chất hoá học người ta chia enzym ra làm 2 lớp: lớp enzym đơn giản và lớp enzym phức tạp - Lớp enzym đơn giản tương ứng với lớp protein đơn giản, có thành phần thuần tuý là acid amin và tính xúc tác sinh học của chúng được qui định bởi cấu trúc của phân tử protein. Ví dụ enzym: pepsin, trypsin, urease - Lớp enzym phức tạp, tương ứng với một enzim phức tạp, trong phân tử có 2 phần: phần protein và phần nhóm ghép không phải bản chất protein. Phần protein, kể cả enzym đơn giản, gần với loại protein dạng cầu như globulin, albumin, trong enzym phức tạp người ta gọi phần này là apoenzym phần này quyết định tính đặc hiệu của enzym. Phần nhóm ghép không phải protein có tên là coenzym. Phần này có nguồn gốc khác nhau: có thể là nucleotid, nhóm hem, các nguyên tử kim loại, đáng chú ý nhất là ở nhiều enzym phức tạp, nhóm ghép là dẫn xuất của vitamin. Ví dụ: enzym dehydrogenase hiếu khí (chứa vitamin B2)' enzym decarboxylase (chứa vitamin B1), enzym dehydrogenase yếm khí (chứa vitamin PP) Mối liên kết giữa nhóm ghép và phần protein của phân tử enzym có độ bền vững không nhất định, ở loại này thì bền (ví dụ nhóm cytocrom), ở loại khác không bền lắm (như riboflavin của enzym dchydrogenase hiếu khí.).Có loại chứa nhóm ghép hoàn toàn linh động như NAD, NAD.P của enzym dehydrogenase yếm khí. Tính xúc tác thường do cả 2 phần này qui định, nhóm ghép thường nằm trong điểm hoạt động của enzym. 2.2. Phân loại theo cơ chế xúc tác của enzym Mỗi một enzym có tính đặc hiệu riêng của nó, cho nên nếu dựa vào đặc điểm xúc tác của enzym (tức là phản ứng do enzym xúc tác, kiểu hoạt động của enzym) thì tại Hội nghị sinh hoá học Quốc tế cuối năm 1961 họp tại Moscow đã đề ra một bảng phân loại mới, trong đó enzym được chia ra làm 6 lớp. Oxydoreductase (Lớp enzym oxy hoá hoàn nguyên sinh học) - Hydrolase (Lớp enzym thuỷ phân) - Lia se (Lớp enzym phân giải chất không theo con đường thuỷ phân) - Ligase hay Syntetase (Lớp enzym tổng hợp chất) - Transferase (Lớp enzym vận chuyển) - Isomerase hay Mutase (Lớp enzym đồng phân hoá) Mỗi lớp lại chia thành nhiều nhóm và mỗi nhóm lại có nhiều đại diện. Hiện tượng hoạt hóa và ức chế enzim Trong hoạt động xúc tác, có những chất tác động làm tăng cường hoạt độ của enzym, gọi là chất hoạt hoá. Nhưng lại có những chất làm giảm hoặc tê liệt hoạt động của enzym, gọi là chất ức chế. Nguyên nhân của hiện tượng này có dính líu tới trung tâm hoạt động của enzym và cấu trúc phân tử (nhất là cấu trúc bậc 3) của protein - enzym. - Các chất hoạt hoá enzym như một số ton kim loại Cu2+, Zn2-, Ca2+, Mn2+, Mg2+, Co2+ - Chất Có tác động ức chế enzym thường là chất độc đối với cơ thể. 1. Giải thích cơ chế hoạt hoá enzym Trong cơ thể enzym được sản sinh ở các cơ quan hay các tuyến. Những enzym này ban đầu thường ở dạng chưa hoạt động gọi là chuẩn enzym (proferenzyme) muốn hoạt động được enzym phải nhờ chất hoạt hoá. Có 3 kiểu hoạt hoá: 1.1. Các con kim loại hoá trị 2 tham gia vào cấu tạo trung tâm hoạt động để vận chuyển điện tử hoặc làm cầu nối để gắn cơ chết vào enzym 1.2. Cắt một đoạn enzym đạo trung tâm hoạt động của enzym Nó mất đi một đoạn peptid ở phía N cuối có thể là do tác dụng của acid 1.3. Cấu tạo tại trung tâm hoạt động của enzym Enzym trypsinogen được enterokinase tá tràng tác động làm mất một đoạn peptid (liên kết hydro bị đứt) mạch còn lại sẽ co rút cấu tạo và cấu trúc bậc 2, 3 có trung tâm hoạt động mới là se rin và histidin 2. Giải thích cơ chế ức chế của enzym Quá trình ức chế của enzym là quá trình trung tâm hoạt động bị phong bế. Hiện tượng ức chế của enzym là hiện tượng rất phổ biến trong đời sống sinh vật, 90% ngộ độc là do enzym bị ức chế. Những chất thường gây ra hiện tượng ức chế enzym là kim loại nặng, hợp chất hữu cơ và vô cơ Ví dụ: Ngộ độc HCN do ăn sắn vì anion CN liên kết chặt chẽ với Fe 3+ của hệ thống Cytocrom - cytocrom oxydase. Fe3+ đã bị liên kết với CN thành Fe 2+ CN nên điện tử không truyền đi được và sự hô hấp của mộ bào bị gián đoạn. Giải độc: Tiêm vào cơ thể chất oxy-hoá mạnh như xanh metylen hoặc Na 2 S 2 O 3 . Xanh metylen biến Hb thành mệt- hemoglobin (Hb.OH). Cytorom ở dạng Fe 2+ OH không bền nên dễ phân huỷ thành Fe 3+ và H 2 O. còn Hb.CN lược đưa về gan và khử độc dưới dạng: Nọc ong có enzym phá huỷ NAD (mà NAD là nhóm ghép của enzym oxy - hoá hoàn nguyên) nên gây cho động vật bị ong đốt hiện tượng ngạt. Cảm giác đau là do các chất acid không được oxy - hoá tích lại kích thích ngọn thần kinh gây nên. Một số chất khác như Stilbamidin hoặc curare thể hiện tính ức chế bằng cách bịt trung tâm hoạt động của enzym axetylcholin esterase. Curare cũng như stilbamidin có 2 nhóm muôn cách nhau 13 - 1 sao tương ứng quãng cách của đoạn mang điện tích âm trong trung tâm hoạt động của enzym do đó chất này dễ bịt kín. . Sinh học tế bào ( phần 20 ) Tên gọi và phân loại enzym 1. Cách gọi tên enzym Hiện nay người ta đã tìm được hơn 2.000 loại enzym xúc tác cho hơn 2.000 phản. Từ đó ta có tên gọi: Amylum - Amylase (enzym phân giải tinh bột) Protein - Proteinase (enzym phân giải protein) U re - Urease (enzym phân giải ur ) Oxy - Oxydase (enzym oxy ho ) Hydrogen. Hydrogenase (enzym thuỷ phân) Metyl - Metylferase (enzym vận chuyển nhóm CH 3) 2. Phân loại enzym Có nhiều cách phân loại enzym, có thể dựa vào bản chất hoá học của enzym, cũng có thể dựa vào kiểu