Chuyên đề Enzyme
Nhóm thực hiện:
1.Nguyễn Khánh Vân
2. Lê thị Mỹ Hương
3.Trần Quỳnh Như
4.Tôn Thất Anh Khương
5.Nguyễn Thị Thanh Trúc
6.Nguyễn Thị Thanh Tâm
Nội dung chính
1. Khái niệm chung về enzyme
2. Cấu tạo enzyme
3. Phân loại và danh pháp
4. Tính chất enzyme
5. Tính chất ưu việt và sự khác biệt
giữa enzyme và chất xúc tác khác
6. Ứng dụng của enzyme
7. Phương pháp thu nhận và xác định
hoạt độ enzyme
1.Khái niệm chung về enzyme
1.1. khái niệm
- Enzim hay còn gọi là men(chất xúc tác sinh học-
biocatalisateur) có bản chất protein
- Enzim có trong mọi tế bào,làm nhiệm vụ xúc tác đặc
hiệu cho các phản ứng sinh hóa nhất định trong cơ thể
- Nhờ enzim mà 1 số phản ứng xảy ra rất khó khăn khi
ở điều kiện bên ngoài cơ thể lại có thể phản ứng rất nhanh
chóng,liên tục,nhịp nhàng,với nhiều phản ứng liên hợp
trong điều kiện bình thường của cơ thể sinh vật
- Hiện nay có khoảng 2000 enzim,trong đó hơn 200
enzim thu nhận ở dạng tinh thể
- ứng dụng của enzim rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực
như y dược,chăn nuôi,thú y,chế biến thực
phẩm(bia,rượu,bánh mì,tương,nước chấm…)
1.2.Cấu tạo enzim
Enzim chia làm 2 nhóm lớn:
- Enzim 1 cấu tử:thành phần cấu tạo chỉ có protein(thường gặp
như ureaza,pepsin,amilaza…)
- Enzim 2 cấu tử:gồm protein(feron hay apoenzim)+nhóm
ngoại-nhóm prosthetic( agon hay coenzim)
Cofactor:ion vô cơ(Cu,Zn,Fe) liên kết với enzim cần cho
hoạt động chức năng của enzim(VD:metaloenzym chứ
Cu,Fe)
Coenzim:phân tử chứa cacbon cấn thiết cho hoạt động của 1
hoặc nhiều enzim,coenzim thường kích thước nhỏ hơn enzim nó
tạm thời liên kết
Nhóm prothetic:là các nhóm phân tử thường liên kết với
enzim(VD:nhóm heme liên kết với protein hemoglobin mang
oxygen)
VD: enzym 2 cấu tử thường gặp như
catalaza,peroxydaza,xitocrom,polyphenol-oxydaza…
Trung tâm hoạt động của enzym:
- Enzym có thể có 1 hoặc nhiều trung tâm hoạt
động(thường kích thước rất nhỏ so với toàn bộn
phân tử enzym)>quyết định hoạt tính xúc tác của
enzym
Enzym 1 cấu tử:tthđ gồm 1 số nhóm chức aa
liên kết với nhau
Enzym 2: 1 số nhóm chức của aa+nhóm ngoại
- 1 số nhóm định chức thường tham gia tạo tthđ
của enzym:
-SH xystein
-OH của serin
Vòng imidazol của histidin
(-nh2 của lizin,-cooh của aspactic và glutamic,-
cooh aa cuối mạch)
- 1 số enzym có tthđ khá lớn
Alcoldehydrogenaza của gan(M=84000,có 2
tthđ)
Alcoldehydrogaenaza của nấm
men(M=150000,có 4 tthđ)
3.Phân loại và danh pháp:
3.1.Danh pháp: Có hai lọai
Tên thông dụng:như pepsin, trypsin, rennin, catalaza,
amilaza, …
Tên hệ thống: “tên cơ chất-tên kiểu phản ứng aza(az)”
Ví dụ: pyruvat-decacboxylaza (khử CO
2
của axit pyruvic)
Ngòai ra,mỗi enzyme còn mang thêm một mã số gồm 4
số,trước 4 chữ số có chữ EC
Vd: glucose phosphatransferase có mã số EC 2.7.1.1.
3.2.Phân lọai: Có 6 nhóm chính
1.Oxydroreductaza:
Xúc tác phản ứng oxy hóa khử.
1.1.Dehydrogenaza:
xúc tác cho giai đoạn đầu của chuỗi hô hấp Tách H
trực tiếp từ cơ chất sang NAD
+
,NADP
+ ;
và trong quá
trình tổng hợp:
chuyển H từ [NADH + H
+
] hoặc [NADPH+H
+
] đến cơ
chất.
1.2.Oxydaza:xúc tác cho quá trình chuyển electron
đến oxy.Enzym sẽ hoạt hóa oxy,làm chúng có khả
năng kết hợp với proton có trong môi trường.
1.3.Peroxidaza:xúc tác cho phản ứng oxy hóa các
chất hữu cơ khi có H
2
O
2.
1.4.Oxygenaza:xúc tác cho phản ứng kết hợp trực
tiếp oxy vào phân tử của hợp chất hữu cơ có
vòng thơm.Có 2 loại:oxygenaza xúc tác phản ứng
kết hợp toàn phân tử oxy và hydroxylaza xúc tác
phản ứng kết hợp một nửa phân tử oxy(thường ở
dạng OH)vào hợp chất hữu cơ.
2.Tranferaza:
Xúc tác cho các phản ứng chuyển vị môt nhóm(gốc)từ
chất này sang chất khác.Tham gia vào quá trình trao
đổi chất và rất cần cho sư sống.
Tên: “tên nhóm (gốc) chuyển + tranferaza”
3.Hydrolaza:
Xúc tác cho các phản ứng thủy phân.
Phân nhóm phụ:
•
Esteraza:xúc tác phản ứng thủy phân liên kết
ester.Chúng cắt lần lượt từng liên kết chứ không
cắt đứt cả ba liên kết cùng lúc.
Ví dụ:lipaza(thủy phân treacylglycerol)
•
Glucozidaza: xúc tác phản ứng thủy phân
glucozit trong gluxit và glucozit.
Ví dụ:amilaza
•
Peptidaza: xúc tác phản ứng thủy phân liên kết
của peptit và protein.
Ví dụ: pepxin(thuộc loại endopeptit hydrolaza hoặc protenaza,
thủy phân các liên kết peptit ở giữa chuỗi peptit.)
Và các enzym thủy phân các liên kết peptit ở đầu chuỗi
petit gọi là exo_peptit hydrolaza hay peptitdeaza)
•
Amidaza: xúc tác phản ứng thủy phân của các
amid.
Ví dụ:ureaza
4.Liaza:
Xúc tác quá trình phân cắt 1 nhóm nào đó ra
khỏi hợp chất mà không có sự tham gia của nước.
Tên: “tên cơ chất + tên nhóm bi phân cắt +
liaza”
Ngòai ra nhóm này cũng bao gồm các enzyme xúc tác
lọai nước và kết hợp nước.
Tên: “tên cơ chất + hydrataza”
Vd:decacboxylaza
5.Izomeraza:
Xúc tác sự đồng phân hóa,chuyển dạng đồng
phân này sang dạng đồng phân khác.
Vd: dạng D→L
Dạng trans dạng cis,dạng andehit xeton
Nếu chuyển nhóm trong nội phân tử thì gọi tên là
Mutaza
6.Ligaza(syntetaza)
Xúc tác sự tổng hợp chất hữu cơ nhờ năng
lượng ATP và các chất tương tự.Vd
aspagagin
glutamin
- Enzym có cấu tạo là protein do vậy chúng có
đầy đủ tính chất của protein:dễ biến tính ,dễ kết tủa,dễ
mất hoạt tính sinh học,hoạt tính xúc tác khi chịu những
tác động bên ngoài hoặc các tác nhân hóa học
Đa số enzyme có dạng hình cầu và không thẩm
tích qua màng bán thấm do có kích thước lớn.
- Enzym không chịu được nhiệt độ cao,dễ biến
tính bởi nhiệt độ cao và có thể mất hoạt tính xúc tác
- Enzym có tính lưỡng tính(do có –COOH và
NH2-):tùy pH của môi trường mà tồn tại ở cation,
anion,hay trung hòa điện
- Enzym tan trong nước,dung môi hữu cơ có
cực khác,dung dịch muối loãng,glyxerin
Khối lượng phân tử lớn thường từ 2000-1000000
4- Tính chất của enzyme
4.1.Tính chất hóa lý chung:
Cường lực xúc tác:
Enzym là một chất xúc tác sinh học tuy nhiên
enzyme có cường lực xúc tác mạnh hơn rất nhiều lần
so với xúc tác vô cơ nghĩa là lượng enzyme cần rất ít
nhưng xúc tác chuyển hóa…một lượng cơ chất rất lớn
trong thời gian rất ngắn.
4.2 Cường lực xúc tác và cơ chế tác dụng
của enzyme:
VD:phản ứng phân hủy H2O2
H2O2 → H2O +O2
Năng lượng hoạt hóa là năng lượng cần thiết để
chuyển phân tử chất tham gia phản ứng từ trạng thái
bình thường sang trạng thái hoạt động để có thể xảy ra
phản ứng được.
![]()
Khi không có xúc tác năng lượng cần cung cấp để
hoạt hóa H2O là 18000calo/ptg.
Khi có xúc tác vô cơ(platin) năng lượng này là
11700 calo/ptg.
Enzym Catalaza xúc tác thì năng lượng hoạt hóa
chỉ cần 5500 calo/ptg
* Về cơ chế:
Người bằng biểu diễn bằng sơ đồ phản ứng sau:
E + S →ES → E + P
E: Enzyme
S: cơ chất
P: sản phẩm cuối của phản ứng
Điều kiện để E tác dụng với S là trung tâm
hoạt động của E phải có cấu trúc tương ứng, phù
hợp với cấu trúc không gian của S.
- Cần lưu ý rằng một số enzyme tiêu hóa
như pepsin, trypsin, chimotripsin… khi mới tiết ra ở
dạng không hoạt động gọi là tiền enzyme ( zimogen )
có tên là pepsinogen, trypsinogen,
chymotrypsinogen… chúng chỉ hoạt động khi được
hoạt hóa.
Ví dụ: hoạt hóa trypsinoge
Trypsinogen →trypsin hoạt động + hexapeptit
Yếu tố hoạt hóa enzyme là enzyme:
enteropeptidaza hay chính trypsin
4.3 Tính đặc hiệu xúc tác của enzyme:
a. Đặc hiệu quang học
Mỗi enzyme chỉ tác dụng lên một trong những
dạng đổng phân quang học sau: dạng D, dạng L, dạng
cis, dạng trans…
Ví dụ: Fumarat-hydrataza chỉ tác dụng lên dạng L- axit
Malic. Fumarat-hydrataza cũng chỉ tác dụng lên dạng
trans của axit Fumaric mà không tác dụng lên dạng cis.
Là enzyme có khả năng tác dụng lên một kiểu liên kết
hóa học nhất định trong cơ chất mà không phụ thuộc vào
bản chất hóa học của các cấu tử tham gia tạo thành liên kết
đó.
Ví dụ: Lipaza thủy phân liên kết ester trong chất béo
không phụ thuộc cấu tạo gốc R
1
,R
2
,R
3
.
b. Đặc hiệu tương đối:
CH2-OCOR
1
CH-OCOR
2
CH-OCOR
3
Chúng ta kí hiệu cơ chất là A-B, trong đó mức độ đặc
hiệu này enzyme chỉ chú ý đến liên kết giữa A và B mà
không chú ý đến bản chất hóa học của A và B.