CHƯƠNG 5: ENZYME
1.Khái niệm
Enzyme là những chất xúc tác sinh học đặc biệt của cơ thể sống,
có bản chất là protein, có tác dụng xúc tác hầu hết các phản
ứng hóa sinh xảy ra trong cơ thể sống
Phản ứng enzyme không tạo ra sản phẩm phụ, các enzyme không
bị tiêu hao hoặc được tạo ra thêm trong quá trình phản ứng, chỉ
xúc tác phản ứng xảy ra nhanh hơn.
Enzyme có mặt trong tế bào của mọi sinh vật, không chỉ xúc tác
cho các phản ứng trong cơ thể mà còn xúc tác các phản ứng
bên ngoài cơ thể
Enzyme có tính đặc hiệu phản ứng cao, chỉ hoạt động trong
khoảng pH và nhiệt độ nhất định
2.Cấu tạo của enzyme
Enzyme 1 cấu tử: trong thành phần cấu tạo chỉ có protein, các
enzyme được cấu tạo từ 1 chuỗi polypeptide hoặc có thể từ
nhiều chuỗi polypeptide giống nhau hoặc khác nhau
Enzyme 2 cấu tử: ngoài thành phần protein (apoenzyme) còn chứa
thêm nhóm ngoại phi protein gọi là cofactor. Cofactor có bản
chất khác nhau, được chia làm các loại sau:
+Các cation kim loại: Zn
2+
, Fe
2+
, Cu
2+
, Mg
2+
, Ca
2+
, … liên kết chặt chẽ
với phần protein của enzyme
+Coenzyme: là phân tử hữu cơ kích thước nhỏ hơn protein thường
là các dẫn xuất của các vitamin, porphyrin, … liên kết với
apoenzyme
3.Trung tâm hoạt động của enzyme
-Chỉ những bộ phận trong phân tử enzyme tham gia xúc tác phản
ứng. Trung tâm hoạt động thường là nhóm chức của các acid
amin (-NH
2
, -COOH, -SH, -OH), các ion kim loại, các vitamin
-Trung tâm hoạt động chỉ chiếm một phần nhỏ trong phân tử
protein enzyme, có cấu trúc không gian ba chiều được hình
thành bởi các nhóm (gốc) từ các phần khác nhau của chuỗi
amino acid mạch thẳng, khi ở trong không gian chúng ở gần
nhau và tương tác với nhau
-Cơ chất liên kết với enzyme bằng các liên kết yếu như liên kết
tĩnh điện, hydro, lực Van der waals và tương tác kỵ nước.
-Trung tâm hoạt động của enzyme không tồn tại trước mà chỉ
được hình thành khi có tác dụng cảm ứng của cơ chất
-Vùng cơ chất (Substrate site): là vị trí dành cho cơ chất hay
coenzyme gắn vào phân tử apoenzyme, liên kết cơ chất với
enzyme có thể là liên kết tĩnh điện, hydro, tương tác kỵ nước
và lực van der waals
-Vùng xúc tác (Catalytic site): là nơi chịu trách nhiệm về các
chuyển hóa hóa học. Vùng xúc tác của enzyme 2 thành phần
thường là coenzyme, qui định tính đặc hiệu phản ứng của
enzyme. Vùng xúc tác của enzyme 1 thành phần thường là các
nhóm chức của các aminoacid
-Trung tâm điều hòa (Regulatory site): các chất đặc hiệu có phân
tử nhỏ hoặc các ion kim loại gọi chung là các chất điều hòa khi
kết hợp vào trung tâm này làm ảnh hưởng đến cấu trúc của
enzyme, ảnh hưởng đến sự thay đổi hoạt tính xúc tác (kìm hãm
hay hoạt hóa) của enzyme và liên kết có tính chất thuận nghịch