Enzymes

Chia sẻ: Nguyễn Thắng | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:57

Thêm vào BST

Báo xấu

255
lượt xem 50
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các phản ứng hóa học trong tế bào đòi hỏi các chất xúc tác đặc biệt. Enzym là những chất xúc tác sinh học, có bản chất là protein, có tác dụng xúc tác hầu hết các phản ứng hóa học xảy ra trong cơ thể sống. Chất chuyển hóa chịu tác động của enzym được gọi là cơ chất.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Enzymes

ENZYM ENZYM
ENZYM • Mục tiêu: 1. Trình bày được định nghĩa, cách gọi tên và phân loại enzym, cho ví dụ mỗi loại. 2. Trình bầy được thành phần cấu tạo của enzym. 3. Trình bầy được cơ chế hoạt động của enzym. 4. Trình bầy các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của enzym.
ENZYM • Các phản ứng hóa học trong tế bào đòi hỏi các chất xúc tác đặc biệt. • Enzym là những chất xúc tác sinh học, có bản chất là protein, có tác dụng xúc tác hầu hết các phản ứng hóa học xảy ra trong cơ thể sống. • Chất chuyển hóa chịu tác động của enzym được gọi là cơ chất.
CÁC ĐẶC ĐIỂM CHÍNH CỦA ENZYM CÁC 1. Enzym là những chất xúc tác mạnh, làm tăng tốc độ phản ứng từ 108 đến 1020 lần. 2. Tương tự như chất xúc tác khác, enzym không mất đi hay sinh ra trong quá trình phản ứng. 3. Tính đặc hiệu: a) Đặc hiệu cơ chất – đặc hiệu tuyệt đối (VD: aspartase) hoặc tương đối b) Đặc hiệu phản ứng 4. Các enzym được điều hòa. 5. Các enzym thường chỉ hoạt động trong một vùng nhiệt độ và pH nhất định
1.CÁCH GỌI TÊN VÀ PHÂN LOẠI ENZYM 1.1. CÁCH GỌI TÊN ENZYM - Tên cơ chất + ase Ví dụ: urease, proteinase… - Tên tác dụng + ase Ví dụ: oxidase, aminotransferase, Decarboxylase… - Tên cơ chất, tác dụng + ase Ví dụ: lactat dehydrogenase, tyrosin Decarboxylase… - Tên thường gọi: không có đuôi ase Ví dụ: pepsin, trypsin…
1.2.PHÂN LOẠI ENZYM • Hiệp hội enzym quốc tế (EC) đã phân loại enzym theo phản ứng mà chúng xúc tác thành 6 loại (class), theo thứ tự từ 1 đến 6, mỗi loại chia thành các dưới lớp (subclass), mỗi dưới lớp chia thành các nhóm. • Mỗi enzym được ký hiệu bằng 4 chữ số Ví dụ: EC 2.7.1.1 là enzym thuộc loại 2, dưới lớp 7, nhóm 1 và số thứ tự trong nhóm là 1.
1.2.PHÂN LOẠI ENZYM • Loại 1. Enzym oxy hóa khử (Oxidoreductase) • Xúc tác phản ứng oxy hóa và phản ứng khử: AH2 + B → A + BH2 • Gồm các dưới lớp: - Dehydrogenase: Sử dụng các phân tử không phải oxy là chất nhận e. Ví dụ:Lactat dehydrogenase… - Oxidase: Sử dụng oxy là chất nhận e nhưng không tham gia vào thành phần cơ chất. Ví dụ: cytochrom oxidase, xanthin oxidase… - Reductase: Đưa H và e vào cơ chất. Ví dụ: β-cetoacyl -ACP reductase - Catalase : 2H2O2 → O2 + 2H2O - Peroxidase: H2O2 + AH2 → A + 2H2O - Oxygenase (hydroxylase): gắn một nguyên tử oxy vào cơ chất. Ví dụ: Cytp-450 xúc tác phản ứng: RH + NADPH + H+ + O2 → ROH + NADP+ + H2O
Loại 2. Enzym vận chuyển nhóm (Transferase) •Xúc tác phản ứng vận chuyển các nhóm hóa học (không ph ải H) từ phân tử này sang phân tử khác hay giữa các ph ần khác nhau của cùng một phân tử . •Gồm các dưới lớp: -Aminotransferase: vận chuyển -NH2 từ acid amin sang acid alpha cetonic. Ví dụ: AST, ALT -Transcetolase và transaldolase: chuyển đơn vị 2C và 3C -Các acyl-, metyl-, glucosyl-transferase, phosphorylase -Các kinase: chuyển gốc phosphat từ ATP vào cơ chất. Ví dụ: Hexokinase -Các thiolase: chuyển CoA –SH vào cơ chất. Ví dụ: acyl CoA -acetyl transferase -Các polymerase: DNA polymerase, RNA polymerase
1.2.PHÂN LOẠI ENZYM • Loại 3. Thủy phân (Hydrolase)- dùng nước tách 1 phân tử thành 2 AB + H2O → AH + BOH • Gồm các dưới lớp: - Các esterase: thủy phân liên kết este. Ví dụ: triacylglycerol lipase. - Các glucosidase: thủy phân liên kết glycosid - Các protease: thủy phân liên kết peptid - Các phosphatase: thủy phân liên kết este phosphat - Các phospholipase: thủy phân liên kết este phosphat trong phân tử phospholipid - Các amidase: thủy phân liên kết N-osid. Ví dụ: nucleoside - Các desaminase: thủy phân liên kết C- N, tách nhóm amin ra khỏi cơ chất. Ví dụ: adenosin deaminase - Các nuclease: thủy phân liên kết este phosphat trong DNA hay RNA
Loại 4. Phân cắt (Lyase) Lyase) Loại bỏ một nhóm hóa học khỏi cơ chất mà không có sự tham gia của phân tử nước AB → A + B Gồm các dưới lớp: -Các decarboxylase: tách CO2 khỏi cơ chất. Ví dụ: glutamat decarboxylase -Các aldolase: tách 1 phân tử aldehyd từ cơ chất. -Các lyase: VD arginosuccinase -Các hydratase: gắn 1 phân tử nước vào cơ chất.VD: fumarase -Các dehydratase: tách 1 phân tử nước từ cơ chất. VD: β- hydroxyacyl-ACP dehydratase -Các synthase: gắn 2 phân tử mà không cần có sự tham gia c ủa ATP. Ví dụ: ATP synthase, glycogen synthase, citrat synthase…
Loại 5. Đồng phân (Isomerase) •Chuyển đổi các dạng đồng phân bằng cách sắp xếp lại phân tử. •Gồm các dưới lớp: -Các racemase: chuyển dạng đồng phân D và L -Các epimerase: chuyển đồng phân epime. Ví dụ: ribose-5 phosphat epimerase -Các isomerase: chuyển đồng phân nhóm chức aldehyd và ceton -Các mutase: chuyển nhóm hóa học giữa các nguyên tử trong 1 phân tử
• Loại 6. Tổng hợp (Ligase) • Kết hợp các phân tử thành 1 phân tử lớn hơn, dùng ATP hay nucleosidtriphossphat khác cung cấp năng lượng → A+B AB ATP ADP + Pi • Gồm các dưới lớp: -Synthetase: -Carboxylase: VD pyruvat carboxylase -Ligase: ví dụ DNA ligase
2.CẤU TRÚC PHÂN TỬ ENZYM 2.1.Thành phần cấu tạo: - Các phân tử protein có kích thước lớn- từ 12kDa - 1000kDa hoặc hơn – phần lớn có kích thước lớn hơn cơ chất. - Enzym thuần:chỉ do acid amin cấu tạo nên - Enzym tạp: Apoenzym + cofactor (chất cộng tác) - Chất cộng tác (Cofactor) ♦Các enzym có ion kim loại là cofactor: Zn2+, Fe2+, Cu2+, kim loại khác ♦Coenzym là các cofactor hữu cơ, thường là vitamin hoặc dẫn xuất của chúng, thường có trong thành ph ần enzym oxy hóa khử và vận chuyển nhóm ♦Cofactor gắn đồng hóa trị với enzym gọi là nhóm ph ụ (prosthetic group).
2.2. Trung tâm hoạt động của enzym (active site) - Vùng đặc biệt trên phân tử enzym, gắn với với cơ chất của nó. -Enzym có thể có 1 hoặc vài trung tâm hoạt động -Gồm các nhóm hóa học hoặc các liên kết tiếp xúc với cơ chất hoặc không tiếp xúc trực tiếp cơ chất nhưng có chức năng trực tiếp trong quá trình xúc tác -Quan hệ giữa TTHĐ và cơ chất: + Thuyết ổ khóa và chìa khóa của Fisher + Thuyết mô hình cảm ứng không gian của Koshland
Thuyết ổ khóa và chìa khóa Cơ chất vừa khít với trung tâm hoạt động
Thuyết cảm ứng không gian • Thuyết cảm ứng- enzym thay đổi cấu hình để tiếp nhận trạng thái chuyển tiếp của cơ chất. • Sự thay đổi cấu hình của enzym làm căng giãn cơ chất, đẩy cơ chất vào trạng thái chuyển tiếp
2.3. Các dạng cấu trúc của phân tử enzym • Enzym đơn chuỗi và đa chuỗi: - Đơn chuỗi (monomer): chỉ có 1 chuỗi polypeptid, ví dụ ribonuclease, lipase, pepsin… - Đa chuỗi (polymer): AST 2 chuỗi, CK 2 chuỗi, LDH 4 chuỗi, RNA polymerase 5 chuỗi, GLDH 40 chuỗi • Enzym dị lập thể (allosteric enzyme): ngoài TTHĐ còn có trung tâm dị lập thể. - TT dị lập thể dương: gắn chất hoạt hóa, làm tăng hoạt tính enzym - TT dị lập thể âm: gắn chất ức chế, làm giảm hoạt tính enzym
2.3. Các dạng cấu trúc của phân tử enzym • Các dạng phân tử của enzym (isoenzym hay isozym): - Cùng xúc tác một phản ứng hóa học nh ưng t ồn t ại dưới các dạng phân tử khác nhau, có tính chất v ật lý và hóa học khác nhau. - Ví dụ: LDH có 4 tiểu đơn vị LDH1: HHHH LDH2: HHHM LDH3: HHMM LDH4: HMMM LDH5: MMMM • Các tiền chất của enzym: - Dạng chưa hoạt động (proenzym hay zymogen) - Khi bị cắt đi 1 đoạn peptid che lấp TTHĐ thì trở nên có hoạt tính - Có tiếp vĩ ngữ -ogen hoặc tiếp đầu ngữ pro-. Ví dụ: pepsinogen, prothrombin
2.3. Các dạng cấu trúc của phân tử enzym • Phức hợp đa enzym - Gồm nhiều enzym khác nhau nhưng có liên quan trong 1 quá trình chuyển hóa, kết lại thành 1 khối. - Tách riêng các enzym mất hoạt tính - Tăng hiệu lực và hiệu quả xúc tác - Ví dụ: Phức hợp pyruvat dehydrogenase gồm: pyruvat dehydrogenase, dihydrolipoyl transacetylase, dihydrolipoyl dehydrogenase
3.CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA CÁC COENZYM 3.C -Một số coenzym gắn lỏng lẻo hoặc tạm thời với enzym, hoạt động như cơ chất thứ hai. -Một số coenzym gắn chặt với protein enzym được gọi là nhóm ngoại, có chức năng hoặc gần như vị trí hoạt động trong quá trình xúc tác.