CHƯƠNG CÁC CHẤT XÚC TÁC SINH HỌC Giảng viên: ĐÁI THỊ XUÂN TRANG I ĐẠI CƯƠNG Phản ứng hóa sinh  Xảy thể sống, tế bào, dịch tế bào  Phản ứng thuận nghịch  Sự chuyển hóa chất  Tổng hợp chất (chức tạo hình)  Thoái hóa chất (chức tạo năng) I ĐẠI CƯƠNG Khái niệm động hóa học  Phản ứng không thuận nghịch (A → B)  Phản ứng thuận nghịch Xét phản ứng: v1 = k1[A].[B] A+B v2 = k2 k2[C].[D] Trạng thái cân động v1 = v2 tức k1[A].[B] =k2[C].[D] Vậy [C][D] k1 = k = K' [A][B] k1 C+D Xúc tác sinh học 3.1 Định nghĩa  Xảy thể sống  Có tham gia chất xúc tác sinh học Xúc tác sinh học 3.2 Phản ứng enzyme  Do enzyme xúc tác  Chất tham gia phản ứng gọi chất  Enzyme không thay đổi trước sau phản ứng S E P Enzyme có đầy đủ tính chất chất xúc tác − Làm tăng tốc độ phản ứng, cần lượng nhỏ so với chất tham gia phản ứng mà xúc tác − Không bị biến đổi sau phản ứng hoàn thành mặt sản phẩm phản ứng − Không làm thay đổi cân phản ứng mà thúc đẩy phản ứng đạt đến cân −Có tính đặc hiệu cao PHÂN LOẠI VÀ ĐẶT TÊN ENZYME Từ năm 1961, Hội Hóa Sinh quốc tế thống phân loại E thành lớp dựa vào kiểu phản ứng enzyme xúc tác PHÂN LOẠI VÀ ĐẶT TÊN ENZYME Oxydoreductase: Xúc tác cho phản ứng oxy hóa-khử NAD+ CH3CH2OH NADH Alcohol dehydrogenase CH3CHO PHÂN LOẠI VÀ ĐẶT TÊN ENZYME Transferase: xúc tác phản ứng chuyển vị nhóm từ phân tử đến phân tử khác AB + CD Transferase AC + BD PHÂN LOẠI VÀ ĐẶT TÊN ENZYME Hydrolase: xúc tác phản ứng thủy phân hợp chất hữu với tham gia nước Là phản ứng vận chuyển nhóm chức chất nhận nước R1R2 + HOH Hydrolase R1H + R2OH Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động enzyme  Nhiệt độ  pH  Chất hoạt hóa  Chất ức chế Ảnh hưởng chất kìm hãm (inhibitor)  Các chất kìm hãm (I), hay chất ức chế chất làm giảm tốc độ phản ứng E xúc tác  Bản chất hóa học: ion, chất vô cơ, hữu cơ, chất, sản phẩm phản ứng  Tác động đặc hiệu không đặc hiệu  Kìm hãm thuận nghịch, hay không thuận nghịch a) Các chất kìm hãm cạnh tranh  Các I có cấu trúc tương tự với cấu trúc chất bình thường E, cảm ứng hình thành TTHĐ E theo cách giống S, cạnh tranh với S để kết hợp vào TTHĐ E Tuy nhiên, khác với S chỗ không bị chuyển hóa E b) Các chất kìm hãm không cạnh tranh  Các chất ức chế phi cạnh tranh kết hợp với E- chất (ES) không kết hợp với E tự Trong trường hợp này, E kết hợp với S làm thay đổi không gian phân tử E, tạo thành trung tâm để kết hợp với I Như vậy, I không cạnh tranh với S để kết hợp vào vị trí S phân tử E, nên loại bỏ tác dụng kìm hãm cách tăng nồng độ chất 3.5 Tính đặc hiệu enzyme Đặc hiệu chất  Một enzyme tác dụng đặc hiệu lên chất số chất có cấu tạo phân tử gần giống 3.5 Tính đặc hiệu enzyme Đặc hiệu lập thể  Enzyme tác dụng lên hai dạng đồng phân quang học, ví dụ hầu hết enzyme chuyển hóa acid amin tác dụng lên Lacid amin mà không tác dụng lên D- acid amin 3.5 Tính đặc hiệu enzyme Đặc hiệu phản ứng  Một chất biến hóa theo nhiều phản ứng khác nhau, phản ứng có enzyme đặc hiệu V ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA ENZYME Enzyme dị lập thể  Ngoài trung tâm hoạt động, enzyme dị lập thể có trung tâm dị lập thể  Trung tâm dị lập thể tiếp nhận phân tử nhỏ tương ứng gọi chất tác dụng (effector)  Enzyme dị lập thể dương: chế dị lập thể dương (hoạt hóa dị lập thể)  Enzyme dị lập thể âm: chế dị lập thể âm (ức chế dị lập thể) Điều hòa hoạt độ E Điều hòa allosteric  Kiểu điều hòa thường gặp, đáp ứng kịp thời tín hiệu trao đổi chất sản phẩm cuối nhánh hay trình trao đổi chất Điều hòa hoạt độ E Điều hòa tỷ lệ dạng khác E (isoenzyme) có hoạt độ khác  Các isoenzyme hay isozyme thường biểu mô quan khác nhau, giai đoạn phát triển khác Cách điều hòa đáp ứng nhu cầu mô, hay giai đoạn phát triển định Điều hòa hoạt độ E Cải biến cộng hóa trị  Một số enzyme có hai dạng: dạng không hoạt động dạng hoạt động  Sự phosphoryl hóa  Sự khử phosphoryl hóa 3.3 HỆ THỐNG NHIỀU ENZYME (MULTI E) Hệ thống nhiều E bao gồm E xúc tác cho dãy phản ứng có trật tự trình trao đổi chất xác định, sản phẩm phản ứng trước chất E xúc tác cho phản ứng Có thể biểu diễn hệ thống phản ứng gồm E1 E E E A→B→C→D→E VI SỰ PHÂN BỐ ENZYME TRONG TẾ BÀO VÀ CƠ THỂ ... đa dạng enzyme monomer CÁC HOLOENZYME, COENZYME, COFACTOR • Enzyme cấu tử hay gọi enzyme thành phần: protein đơn giản (protein thuần) amylase, pepsin, trypsin • Enzyme thành phần hay enzyme hai... động enzyme Monomer enzyme (13-35kD): E gồm chuỗi polypeptide, thường xúc tác cho phản ứng thủy phân Oligomer enzyme (35kD): hay nhiều chuỗi polypeptide, chuỗi bán đơn vị hay protome, phân tử enzyme. .. protein  Enzyme gồm chuỗi polypeptide (Monomer enzyme, 13- 35kD): E gồm chuỗi polypeptide, thường xúc tác cho phản ứng thủy phân  Enzyme gồm nhiều chuỗi polypeptide (Oligomer enzyme, 35kD): hay