Đang tải... (xem toàn văn)
bài giảng hóa sinh xúc tác sinh học
Bài giảng hóa sinh XÚC TÁC SINH HỌC DSCK2. Nguyễn văn Ảnh MỤC TIÊU : 1. Trình bày được những đặc điểm chung của enzym, vitamin và hormon 2. Trình bày được danh pháp, phân loại và những đặc điểm cấu trúc chung của enzym 3. Giải thích được có chế xúc tác chung của enzym và trình bày được khái niệm về động học của enzym. 4. Nêu được tính đặc hiệu của enzym và các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của enzym. A. ĐẠI CƯƠNG : 1. PHẢN ỨNG HOÁ SINH : Định nghĩa phản ứng hóa sinh : là tất cả các phản ứng hoá học xảy ra trong cơ thể sống ( trong tế bào, trong bào quan, ngoài tế bào) phần lớn các phản ứng hoá sinh là phản ứng thuận nghịch do enzym xúc tác và người ta có thể chiết xuất enzym từ các mô sống , rồi tiến hành phản ứng hóa sinh trong phòng thí nghiệm ( in vitro ), tập hợp các phản ứng hóa sinh nó sẽ tạo thành tập hợp các phản ứng hóa sinh nó sẽ tạo thành quá trình chuyển hóa các chất, đáp ứng 2 yêu quá trình chuyển hóa các chất, đáp ứng 2 yêu cầu trên cầu trên + tạo các chất xây dựng cơ bản cơ thể ( đại phân + tạo các chất xây dựng cơ bản cơ thể ( đại phân tử ) ==> tử ) ==> tạo hình tạo hình + + tạo năng tạo năng lượng ==>Tạo thân nhiệt lượng ==>Tạo thân nhiệt để tạo công đảm bảo hoạt động để tạo công đảm bảo hoạt động sống (co cơ ) sống (co cơ ) * Động hóa học : thì phản ứng chia làm 2 loại : - Phản ứng một chiều không thuận nghịch :A > B - Phản ứng 2 chiều thuận nghịch : A B ( phần lớn phản ứng hóa sinh là phản ứng thuận nghịch ) k1 thuận A + B C + D k2 nghịch k1 , k2 : hằng số tốc độ ( hoặc hệ số tốc độ ) của phản ứng thuận nghịch. Ta có : tốc độ phản ứng : v1 = k1 [A] [B] v2 = k2 [ C] [D] Mới đầu chỉ có A và B chưa có C và D, nồng độ A và B lớn nhất nên v1 cực đại, mặt khác nồng độ C và D bằng 0 nên v2 cũng bằng 0. Khi A và B phản ứng với nhau tạo thành C và D thì nồng độ A và B giảm dần, nồng độ C và D tăng dần, do đó v1 giảm dần, và v2 tăng dần. Đến một lúc nào đó thì v1 = v2 , đó là trạng thái cân bằng động, trong đó phản ứng vẫn tiếp tục xảy ra theo hai chiều nhưng tốc độ phản ứng theo chiều thuận bằng tốc độ phản ứng theo chiều nghịch. Ta có : v1 = v2 <=> k1 [C] [D] k1 [A] [B] = k2 [C] [D] <=> = = Kcb (hằng số cân bằng) k2 [A] [B] Mỗi phản ứng thuận nghịch có hằng số cân bằng riêng. * Về mặt nhiệt động học: có 2 loại - Phản ứng phát năng (về nhiệt độ có phản ứng nhiệt) - Phản ứng thu năng ( về nhiệt độ có phản ứng thu nhiệt) Năng lượng tự do là : phần năng lượng có thể biến thành công ( tức là phần năng lượng có thể sử dụng được). Ví dụ: xét phản ứng từ A > B thì năng lượng tự do của A, B là GA và GB ( Gibbs) * Biến thiên năng lượng tự do: ∆ G = GB - GA ( phần thể hiện ra, làm bật ra năng lượng, sinh công, năng lượng để sử dụng) - Nếu GB > GA > ∆G > 0 : phản ứng thu năng. Phản ứng này không tự xảy ra được theo chiều A > B, chỉ xảy ra khi đưa đủ năng lượng vào : phản ứng tổng hợp trong hóa sinh. - Nếu GB < GA > ∆G < 0 : phản ứng phát năng. Phản ứng này có thể tự xảy ra theo chiều A > B. Gọi là phản ứng thoái hóa trong cơ thể. * Biến thiên năng lượng tự do chuẩn ∆G0 : phản ứng xảy ra trong điều kiện chuẩn khi [A] = [B] = 1 mol/lít T 0 = 25C pH = 0 Ta xét phản ứng hóa sinh trong cơ thể với pH = 7 thì ta gọi biến thiên năng lượng tự do là ∆Go’. 2. CHẤT XÚC TÁC SINH HỌC : - Phần lớn các phản ứng trong cơ thể đều có chất xúc tác - Chất xúc tác sinh học là sản phảm sinh vật, lượng nhỏ nhưng có khả năng làm tăng nhanh phản ứng, cuối cùng giữ nguyên sau phản ứng. Có 3 loại chất xúc tác sinh học là Vitamin, Enzym, Hormon (ống tiêu hóa). Trong 3 chất nầy, enzym quan trọng nhất, nó là trung tâm trực tiếp tham gia các phản ứng hoá sinh. Ví dụ : xét phản ứng Ví dụ : xét phản ứng (cơ chất) A B (sản phẩm) (cơ chất) A B (sản phẩm) E E E E - Gọi phản ứng enzym vì có enzym xúc tác. - Gọi phản ứng enzym vì có enzym xúc tác. - Trong quá trình phản ứng, enzym có thể - Trong quá trình phản ứng, enzym có thể thay đổi nhưng cuối cùng vẫn là enzym. thay đổi nhưng cuối cùng vẫn là enzym. [...]... LOẠI : Có 6 loại Enzym (1) Oxydoreductaz : Xúc tác phản ứng Oxy hóa - khử - Phản ứng oxy hóa - tách e-, hoặc tách 2H - Phản ứng khử nhận e- , hoặc + 2H (2) Transferaz : Xúc tác phản ứng chuyển nhóm AB + CD == AC + BD H-OH (3) Hydrolaz : Enzym :thủy phân R1 – R2 -> R1H + R2OH (4) Lyaz Enzym xúc tác phản ứng phân ly không thủy phân AB > A + B (5) Isomeraz : Xúc tác phản ứng đồng phân hoá, chuyển dạng...Chú ý : + Khả năng xúc tác của enzym rất lớn, có thể làm tăng nhanh phản ứng hàng triệu lần Ví dụ : CO2 + H2O H2CO3 Enzym là carbonic anhydrataz (mất nước của CO2) Một phân tử enzym nầy có thể hydrat hóa 105 phân tử CO2 trong 1 giây > làm phản ứng nhanh hơn 10 triệu lần so với phản ứng không được xúc tác + Enzym không làm thay đổi hệ số cân bằng mà chỉ làm... rất cao, nghĩa là xúc tác những phản ứng nhất định với những cơ chất nhất định H2O Tinh bột - > Maltoz, Glucoz α Amylaz ↓ Maltaz Glucoz, Glucoz 3 ĐẶC ĐIỂM CỦA VITAMIN, ENZYM, HORMON : 3.1 VITAMIN : - Người và động vật nói chung không tạo ra được mà phải đưa vào từ thức ăn vi sinh vật, thực vật (cá biệt dầu gan cá trong con cá, người vitamin D tự sản xuất được) - Có bản chất hoá học khác nhau -... của các nguyên tử của TTHĐ và có sự ăn khớp về cấu trúc giữa TTHĐ và cơ chất - Mô hình “ ổ khóa chìa khóa “ Fischer - Mô hình “ cảm ứng “ Koshland ( đúng hơn, được thừa nhận) - Một enzym có thể có 1 hoặc nhiều TTHĐ Ví dụ: alcol Dehydrogenaz có 2 TTHĐ Cơ chế hoạt động của enzyme Cơ chế khóa và chìa Cơ chế khóa và chìa Khoá và chìa Cơ chế tương thích cảm ứng sự tương thích cảm ứng Cơ chế cảm ứng ... CoEnzym gắn lỏng lẻo vào phần ApoE (lúc gắn vào, lúc có thể tách ra và thẩm tích được) ApoE + Cộng tố = Enzym đầy đủ (Holoenzym) - Các vitamin tan trong nước thường tham gia cấu tạo và hoạt động của CoE - CoE là phân tử hữu cơ tương đối nhỏ có thể thẩm tích được, chịu được nhiệt, trực tiếp tham gia vận chuyển điện tử, hydro, các nhóm hóa học - Mỗi Enzym có một ApoE tương ứng, nhiều enzym có thể có... ENZYM : 2.1 Trung tâm hoạt động (TTHĐ) của enzym : - Là bộ phận tương đối nhỏ so với thể tích toàn bộ của enzym đó là vùng kết hợp với cơ chất (S) (và với cộng số nếu có) gồm một số gốc AA gọi là nhóm xúc tác, trực tiếp tham gia tạo thành hay cắt đứt liên kết S Những AA tham gia TTHĐ thường là Ser, His, Trp, Cys, Lys, Arg, Glu (a) (b) Hình: - Thứ tự các acid amin ( a) của TTHĐ trong chuỗi polypeptid Chuỗi... CoE giống nhau Ví dụ : - 2H AH2 -> A Enzym 1 = Apo1 - CoE -2H BH2 > B Enzym 2 = Apo2 - CoE 3.3 HORMON : Bản chất : - ∆’ của AA - Peptid, protein - Steroid Chức năng, điều hòa chuyển hóa thông qua enzym Do các tế bào chuyên biệt sản xuất ENZYM : 1.DANH PHÁP VÀ PHÂN LOẠI : 1.1 DANH PHÁP : - Quen dùng : do người nghiên cứu đầu tiên gọi: pepsin, trypsin - Tên cơ chất = (hoặc liên kết) . hóa sinh trong cơ thể với pH = 7 thì ta gọi biến thiên năng lượng tự do là ∆Go’. 2. CHẤT XÚC TÁC SINH HỌC : - Phần lớn các phản ứng trong cơ thể đều có chất xúc tác - Chất xúc tác sinh học. Bài giảng hóa sinh XÚC TÁC SINH HỌC DSCK2. Nguyễn văn Ảnh MỤC TIÊU : 1. Trình bày được những đặc điểm chung. nghịch do enzym xúc tác và người ta có thể chiết xuất enzym từ các mô sống , rồi tiến hành phản ứng hóa sinh trong phòng thí nghiệm ( in vitro ), tập hợp các phản ứng hóa sinh nó sẽ tạo