Chương 6: ENZYME • • • • • • • • Khái ni m Phân lo i C u trúc M t s coenzyme ph bi n Cơ ch tác d ng Zymogen (proenzyme) s ho t hóa Tính đ c hi u c a enzyme Các y u t nh hư ng đ n t c đ ph n ng Khái ni m v xúc tác ② Ph n ng khơng có xúc tác ③ Ph n ng có xúc tác Energy Năng lư ng Ea : Năng lư ng ho t hóa E’a : Activation Energy Cơ ch t ∆HoR : Nhi t lư ng ph n reactants ng S n Ph m products The extent of RNX ④ Ea(P ko xúc tác) >> Ea’(P ⑤ ∆HoR gi ng đ i v i P ∆HoR (P ∆HoR : Heat of reaction The extent of RNX có xúc tác) có xúc tác ho c ko có xúc tác ko xt) = ∆HoR (P có xt) nhi t đ ph n ng Khái ni m v xúc tác • Xúc tác nh ng ch t có kh làm tăng t c đ ph n ng hóa h c mà khơng có b t kì s thay đ i hóa h c (thành ph n c u t o) sau ph n ng – Có lo i • Xúc tác hóa h c • Xúc tác sinh h c Khái ni m v enzyme Ho t đ ng t bào Ho t đ ng t bào Protein: Trong u ki n pH = 7, to=37oC protein ph i phân gi i m t nhi u tu n Glucose: n m ngồi t bào đ hàng năm khơng thay đ i Trong t bào ngày có th phân gi i 23g protein thành axit amin Glucose đư c đưa vào t bào b bi n đ i l p t c ngày th bi n đ i 200g glucoset o lư ng đ đ đun 20L nư c Khi phân gi i H2O2 n u có thêm gi t máu s phân gi i tăng lên r t nhi u l n Khi có catalase xúc tác s phân gi i H2O2 s tăng lên 300 t l n H2O2: n m t bào, phân gi i t t N u có Pt xúc tác s phân gi i H2O2 s tăng lên 20000 l n Khái ni m v enzyme • Các ph nhi u l • Có kho lo i đư n ng th x y nhanh g p n có ch t xúc tác sinh h c (enzyme) ng 2000 lo i enzyme, có 600 c tinh t, 150 lo i đư c k t tinh Xúc tác sinh h c vs xt vơ • Gi ng – Đ u xúc tác • Khác – M c đ đ c hi u – Môi trư ng ph n ng Xúc tác sinh h c vs xt vô (tt) Phân lo i • H i hóa sinh qu c t (IUB) phân lo i enzyme theo l p – Oxydoreductase: xúc tác cho ph n ng oxy hóa-kh – Transpherase: xúc tác cho ph n ng chuy n v – Hydrolase: enzyme xúc tác cho ph n ng th y phân – Liase: xúc tác cho ph n ng phân c t không c n H2O, lo i nư c t o lk đôi ho c k t h p phân t nư c vào lk đôi – Isomerase: xúc tác cho ph n ng đ ng phân hóa – Ligase: xúc tác cho ph n ng t ng h p có s d ng liên k t giàu lư ng ATP C u trúc enzyme Tâm ho t đ ng c a enzyme hydrolase O E OH of xerin H LK hydro N NH Imidazol of histidin • Enzyme đơn gi n – Enzyme m t c u t – C u t o hoàn toàn t 20 axit amine – Tâm ho t đ ng: • T h p nhóm đ nh ch c c a axit amin không tham gia c u t o tr c Vd: -SH c a cystein, -OH c a serin, tyrosin, -NH2 c a lisine, COOH cùa axit glutamic, aspartic, vòng imidazol c a histidin, indol c a tryptophan • V trí xa chu i polypeptide g n không gian Cơ ch tác d ng c a enzyme • Cơ ch : làm gi m lư ng ho t hóa – Ph n ng phân gi i H2O2 • Khơng có ch t xúc tác, Eho t hóa: 18kcal/mol • Có ch t xúc tác Pt, Eho t hóa: 11.7kcal/mol • Có E catalase, Eho t hóa: 5.5kcal/mol • Qui đ nh –S: ch t, E: enzyme, ES: ph c enzyme-cơ ch t, EP: ph c enzyme-s n ph m – E + S → ES → EP → E + P – Ph n ng x y qua giai đo n • GĐ1: enzyme k t h p v i ch t b nh liên k t y u, t o thành ph c ES không b n GĐ x y nhanh lư ng ho t hóa th p • GĐ2:x y s bi n đ i ch t d n t i s kéo căng phá v lk đ ng hóa tr tham gia ph n ng, ph c EP • GĐ3: t o thành s n ph m, gi i phóng E d ng t – Ph c ES EP đư c cô l p d ng k t tinh Cơ ch tác d ng c a Enzyme Cơ ch tác d ng c a enzyme (tt) Cơ ch khóa-chìa Cơ ch c m ng Các liên k t E tác d ng lên S + Lk ion + Lk hydro + Tương tác Van Der Waals + Tương tác k nư c Cơ ch tác d ng c a enzyme (tt) • Trung tâm ho t đ ng – M t ph n r t nh c a phân t enzyme tham gia k t h p đ c hi u v i ch t – Có lo i • Nhóm xúc tác: tr c ti p bi n đ i ch t • Nhóm ti p xúc: làm nhi m v đính E v i S v trí Thơng thư ng, nhóm xúc tác n m g n nhóm ti p xúc nh c u trúc b c • Nhóm h tr : t o u ki n cho trung tâm ho t đ ng hình thành Đó lk disulfit, lk hydro m t s lk khác gi cho trung tâm ho t đ ng b n v ng Zymogen s ho t hóa • Zymogen proenzyme, enzyme d ng chưa ho t đ ng; thông thư ng protease d dày, t y • Zymogen có th đư c ho t hóa b ng s t xúc tác ho c enzyme khác tác d ng pepsin Pepsinogen Pepsin • Ví d Kimotrypsinogen Trypsin, kimotrypsin Kimotrypsin Trypsin, enteropeptidase Tripsinogen Trypsin Procarboxypeptidase Proelastase Trypsin Trypsin Carboxypeptidase Elastase E.Trypsin quan tr ng nh t Do v y, lư ng tripsin ph i đ m b o đ y đ lúc Ho t hóa trypsin zymogen khác Zymogen s ho t hóa • Các zymogen ln đư c b c màng lipoprotein t y ti t ch t đ c hi u đ kìm hãm zymogen • Cơ ch ho t hóa zymogen – Dư i tác d ng c a enzyme ho t hóa, zymogen b c t b t m t s liên k t peptide đ u N, ph n l i s thay đ i c u hình khơng gian đ hình thành trung tâm ho t đ ng enzyme enzyme – Hi u su t ho t hóa ph thu c vào n ng đ enzyme, b n ch t H S S S Trungtâm hoạt động H S S S S ho t hóa trypsinogen Trypsin / Enteropeptidase Tính đ c hi u c a enzyme • Enzyme ch tác d ng v i nh ng ch t nh t đ nh; th hi n m i quan h khóa-chìa khóa • Tính ch t qui đ nh tr t t s nh p nhàng c a qui trình trao đ i ch t • Các lo i đ c hi u – Đ c hi u ph n ng: E ch có th xúc tác cho ki u ph n ng chuy n hóa nh t đ nh – Đ c hi u ch t • Đ c hi u t đ i:1E↔1S Vd:enzyme Urease • Đ c hi u tương đ i:1 E có kh tác d ng lên ki u liên k t hóa h c nh t đ nh mà không ph thu c vào c u t o c a ph n tham gia vào liên k t Vd: enzyme Lipase • Đ c hi u nhóm: 1E ch tác d ng lên ki u lk hóa h c nh t đ nh m t thành ph n t o nên liên k t ph i có c u t o xác đ nh Vd Carboxypeptidase • Đ c hi u l p th : 1E ch tác d ng lên nh ng đ ng phân l p th nh t đ nh Vd: α-glucosidase, β-glucosidase • nh hư ng đ n t c đ ph n ng nh hư ng c a [S], [E] – T c đ ph n ng t l thu n v i n ng đ ch t S [S] m c th p – Khi [S] ti n t i giá tr c c đ i t c đ ph n ng ph thu c vào n ng đ enzyme E T c đ ph n ng Các y u t T c đ c c đ i n ng đ enzyme A B Enzyme bão hòa ch t V n trung tâm ho t đ ng t N ng đ ch t Các y u t • nh hư ng đ n t c đ ph n ng (tt) nh hư ng c a T – V n t c ph n ng E tăng theo nhi t đ gi i h n nh t đ nh – M i E có kho ng nhi t đ t i ưu nh t đ nh, Topt – Topt ph thu c vào n ng đ , th i gian, tr ng thái t n t i c a enzyme Đư ng cong chu n cho ph n ng vô T c đ tăng g p đôi cho m i 10oC tăng c a nhi t đ S bi n tính c a enzyme Nhi t đ t i ưu 20 40 60 Các y u t • nh hư ng đ n t c đ ph n ng (tt) nh hư ng c a pH – M i enzyme ch có th ho t đơng t t pH nh t đ nh: pH t i ưu – pHopt c a pepsin:1,5-2, amylase: 6.7, tripsin: Relative activity (%) Pepsin Glutamic acid decarboxylase 100 Arginase Salvary amylase pH Các y u t nh hư ng đ n t c đ ph n ng (tt) • Ch t ho t hóa – Làm tăng kh ho t hóa c a enzyme – Có b n ch t r t khác nhau: coenzyme, ion kim lo i,… Các y u t nh hư ng đ n t c đ ph n ng (tt) • Ch t kìm hãm – Có kh làm y u ho c ch m d t hoàn toàn tác d ng c a enzyme – B n ch t hóa h c khác nhau: ion kim lo i, h p ch t h u phân t nh ho c protein – Có lo i • Ch t kìm hãm c nh tranh: có c u t o gi ng ch t lk v i tâm ho t đ ng c a enzyme • Kìm hãm khơng c nh tranh: có th g n t vào enzyme ph c ES ... đ ng enzyme enzyme – Hi u su t ho t hóa ph thu c vào n ng đ enzyme, b n ch t H S S S Trungtâm hoạt động H S S S S ho t hóa trypsinogen Trypsin / Enteropeptidase Tính đ c hi u c a enzyme • Enzyme. .. Khái ni m v enzyme • Các ph nhi u l • Có kho lo i đư n ng th x y nhanh g p n có ch t xúc tác sinh h c (enzyme) ng 2000 lo i enzyme, có 60 0 c tinh t, 150 lo i đư c k t tinh Xúc tác sinh h c vs... u – Môi trư ng ph n ng Xúc tác sinh h c vs xt vô (tt) Phân lo i • H i hóa sinh qu c t (IUB) phân lo i enzyme theo l p – Oxydoreductase: xúc tác cho ph n ng oxy hóa- kh – Transpherase: xúc tác