Tư Vấn Xét Nghiệm Miễn Phí : 0909 000 966

Enzym

samy nguyen

Moderator
Thành viên BQT
Chuyển hoá trong cơ thể gồm vố số các phản ứng hoá học, hầu hết được xúc tác bởi enzym (E)

Mở đầu

I- Bản chất, cấu tạo của enzym

II- Tính đặc hiệu của enzym

III- Tác dụng và cơ chế tác dụng của enzym

IV- Động học enzym

V- Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt độ enzym

VI- Các dạng phân tử khác của enzym

VII- Gọi tên, Phân loạê enzym

Mở đầu

- Chuyển hoá trong cơ thể gồm vố số các phản ứng hoá học, hầu hết được xúc tác bởi enzym (E)

- Chất bị E biến đổi được gọi là cơ chất ( S),

-sản phẩm tạo thành : P

- Enzym có nhiều ứng dụng trong đời sống

- Enzym có ý nghĩa đặc biệt trong y học

- Yêu cầu xem lại: động hoá học và phản ứng có xúc tác

I- BN CHT, CU TO CA ENZYM

1- Bản chất hoá học của enzym

Enzym có bản chất hoá học là Protid, nên có đầy đủ các tính chất của protid

2- Cấu tạo chung của enzym

Enzym protein (E.một thành phần)

Chỉ gồm các AA. Vd. Enzym thuỷ phân protid

Enzym proteid (E.hai thành phần)

Phần protein: gọi là Apoenzym

Phần không phải protein: gọi là Cofactor

Nếu cofactor gắn đht với apoenzym thì gọi là

nhóm ngoại (prosthetic). Vd,một số kim loại

Nếu cofactor gắn không đht với apoenzym thì gọi là coenzym (CoE)

Holoenzym = Apoenzym + Coenzym

* COENZYM

1- Đại cương

- Cofactor gắn không đht với apoenzym, dễ tách.

- Phần lớn chứa Vitamin và dẫn xuất, đặc biệt là Vit. nhóm B

Ví dụ:

B1trong TPP (thiamin pyrrophosphat) của decarboxylase…

B2 trong FMN (flavin mononucleotid), FAD (flavin đinucleoti) của các dehydrogenase (DH)

B6 trong pyridoxalphosphat của transaminase

B12 trong Cobamid của transmethylase

PP trong NAD (Nicotinamid adenin đincleoti), NADP (nicotinamid…phosphat) của các DH

2- Phân loại CoE: Có nhiều cách. Theo chức nang chia thành

a- CoE vận chuyển hydro (H) và điện tử (e)

- Chứa Vit.PP: NAD, NADP

- Chứa Vit.B2: FMN, FAD

- Chứa quinon: Ubiquinon (UQ/CoQ)

- Chứa acid lipoic : LTPP…

b- CoE vận chuyển nhóm

- Vận chuyển gốc P và MS: ATP, UTP, CTP

- Vận chuyển gốc acyl: CoA

- Vận chuyển gốc aldehyd: TPP

- Vận chuyển amin: Pyridoxal phosphat

- Vận chuyển gốc 1C: THF (tetrahydrofolat)

- Vận chuyển CO2: Biotin

- Vận chuyển gốc methyl: Cobamid…

* TRUNG TÂM HOẠT ĐỘNG CỦA ENZYM

1- Khái niệm:

Trung tâm hoạt động (TTHĐ)/ Trung tâm xúc tác (TTXT):

một phần rất nhỏ của pt E trực tiếp gắn và biến đổi cơ chất

Một E có thể có 1 TTHĐ, Vd alcoholDH: có 2TTHĐ…

2- Cấu tao của TTHĐ

Đối với Enzym protein:

Chỉ gồm nhóm chức của các gốc AA

Thường gặp là các nhóm: -OH/ Ser, -SH/ Cys, ε-NH2/ Lys, indol/ Trp, Imidazol/ His, γ-COOH/Glu

Đối với Enzym proteid:

Ngoài các nhóm chức của AA, còn chứa CoE (Cofactor)

Các nhóm chức năng của TTHĐ

3- Sự hình thành trung tâm hoạt động

a- Thuyết “ổ khóa và chìa khóa ” của Fisher:

Cho rằng, TTHĐ đã có săn và có cấu trúc xác định trong pt.E, S phải có cấu trúc phù hợp để được lắp khít vào đó, giống như “ổ khoá và chìa khoá”

b- Thuyết “lắp khít cảm ứng“ của Koshland

Cho rằng, TTHĐ không có sẵn trong pt.E mà chỉ được hình thành khi E tiếp xúc với S. Khi đó, dưới tác dụng cảm ứng của S, TTHĐ mới được hình thành để phù hợp với S



III- TÍNH ĐẶC HIỆU CỦA ENZYM

Mỗi E chỉ xúc tác sự biến đổi của 1S,1 nhóm S (có cấu trúc tương tự) hoặc một kiểu phản ứng hoá học nhất định

Do phần apoenzym và TTHĐ quyết định

1- Tính đặc hiệu cơ chất

Một E biến đổi 1S hoặc 1 nhóm S có cấu trúc tương tự

- Tính đặc hiệu tuyệt đối: 1E/1S. Vd. Urease, Argininase

- Tính đặc hiệu tương đối: 1E/1 nhóm S có cấu trúc tương tự

Vd. Esterase, hexokinase

- Tính đặc hiệu lập thể: 1E/ 1S thuuộc dãy D/L.

Vd. L-aminoacid oxydase

- Tính đặc hiệu kép: 1E/2S có cấu trúc khác nhau

Vd. Aminoacyl-tARN-synthetase

* Tính đặc hiệu cơ chất do các nhóm duy trì cấu trúc và nhóm tiếp xúc ở TTHĐ quyết định

2- Tính đặc hiệu phản ứng

III- TÁC DỤNG VÀ CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA ENZYM

1- Năng lượng hoạt hóa:



2- Tác dụng của enzym:

Enzym làm giảm mạnh năng lượng hoạt hóa

Ví dụ:

2H2O2 ¾¾¾® 2H2O + O2

Năng lượng hoạt hóa của phản ứng:

Không có xúc tác : 18000 calo/mol.

Có xúc tác là bạch kim: 11700 calo/mol.

Có xúc tác là catalase : 5500 calo/mol



3- Cơ chế tác dụng của enzym.

Sự tạo thành phức hợp trung gian enzym-cơ chất (ES)

E + S ¾® ES ¾® E + P

3 giai đoạn:

Gđ1: Tạo phức hợp ES

Gđ2: Biến đổi cơ chất

Gđ3: Tạo sản phẩm, giải phóng E tự do

* Cơ chế tác dụng của cholinesterase (minh hoạ)

Cholinesterase thủy phân acetylcholin


Gđ1: tạo phức hợp enzym-cơ chất (ES)


Gđ 2: biến đổi cơ chất

Gđ2: biến đổi cơ chất

Gđ3: Tạo sản phẩm, giải phóng enzym

IV- ĐỘNG HỌC ENZYM

Nghiên cứu hoạt động của enzym dựa trên tốc độ của phản ứng enzym

Tốc độ phản ứng được tính theo:

- Nồng độ cơ chất bị biến đổi

- Nồng độ sản phẩm [P] được tạo thành

- Sự biến đổi của CoE

theo thời gian

Tốc độ của phản ứng enzym phụ thuộc vào nhiều yếu tố



1- Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ cơ chất:
Đường cong Michaelis-Menten, có dạng hyperbol

2- Phương trình Michaelis-Menten

Phương trình dạng thẳng Lineweaver-Burk

V- CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HOẠT ĐỘ ENZYM

1. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ

0-50OC: Hđ E tăng

do tăng tạo ES

> 50OC: Hđ E giảm

> 80OC: E mất hoạt tính

do bị biến tính

2- ảnh hưởng của pH

Mỗi E có 1 pH tối thích, pHop.

Càng xa pH tối thích, Hđ E càng giảm

pH ả.h đến trạng thái ion hóa của E và S

3- ảnh hưởng của chất hoạt hóa (A)

Chất hoạt hoá: làm tăng hoạt tính enzym.

Ví dụ:

- Cl- hoạt hoá amylase.

- Glutathion hoạt hoá enzym có nhóm -SH ở TTHĐ

do khử liên kết disulfua (-S-S-) thành -SH tự do.

Cơ chế hoạt hoá: khác nhau

4. ảnh hưởng của chất ức chế (I)
Những chất làm giảm hoặc mất hoạt tính xúc tác của E

a- Chất ức chế cạnh tranh (competitive inhibitor)

-Cấu tạo tương tự cơ chất, cạnh tranh sự gắn vào TTHĐ.

-Làm tăng Km, Vmax không đổi

-Có thể loại trừ bằng cách tăng

Ví dụ chất ức chế cạnh tranh

Sulfonamid có cấu tạo tương tự para aminobenzoic acid (PABA).

PABA là chất cần thiết để tổng hợp a.folic của vi khuẩn à Sulfonamid ức chế vi khuẩn


Ví dụ về chất ức chế cạnh tranh

Kháng sinh nhóm penicillin bị kháng thuốc do vi khuẩn sản sinh b-lactamase.

Sulbactam và Clavunalic có cấu tạo tương tự nhóm penicillin nên được dùng kèm để chống kháng thuốc. (Unasyn, Augmentin)

b- Chất ức chế không cạnh tranh
(noncompetitive inhibitor)

-Có cấu tạo khác cơ chất, gắn với E hoặc ES.

-Làm giảm Vmax, Km không đổi

-Không thể loại trừ bằng cách tăng

Vd: CN-, EDTA gắn với ion kim loại

c- Chất ức chế kháng cạnh tranh (uncompetitive inhibitor)

-Có cấu tạo khác cơ chất, gắn ES.

-Làm giảm Vmax, giảm Km

-Không thể loại trừ bằng cách tăng

d- Chất ức chế hỗn hợp (mixed inhibitor)

-Làm giảm Vmax, tăng Km (giảm ái lực gắn với TTHĐ)

-Không thể loại trừ bằng cách tăng

Tổng hợp

VI- CÁC DẠNG PHÂN TỬ KHÁC CỦA ENZYM

1- Proenzym

Là những enzym được tổng hợp dưới dạng chưa hoạt động.

Trở thành hoạt động nhờ một qt. hoạt hoá hoặc tự hoạt hoá, thường là loại bỏ 1 vài đoạn peptid kìm hãm/che lấp TTHĐ.

2- Isozym (Isoenzym)

Những enzym xúc tác cùng một phản ứng, nhưng có cấu trúc phân tử khác nhau do được tạo thành từ sự tổ hợp khác nhau của các DĐV

Ví dụ:

LDH (Lactatđehyrogenase) có 5 isozym, mỗi isozym gồm 4 DĐV, được tổ hợp từ 2 loại DĐV là H và M:

LDH1 (H4), LDH2 (H3M1), LDH3 (H2M2), LDH4 (H1M3), LDH5 (M4)

LDH1 tăng trong NMCT

LDH5 tăng trong VG

CK (Creatin kinase) có 3 isozym, mỗi isozym gồm 2 DĐV, được tổ hợp từ 2 loại DĐV là B (não) và M (cơ):

CK-BB, CK-MM, CK-MB

CK-MB trong nhồi máu cơ tim.

ý nghĩa lâm sàng: chẩn đoán định khu tổn thương

3- Phức hợp đa enzym (multienzym).

Gồm nhiều phân tử enzym kết hợp chặt chẽ với nhau để xúc tác một quá trình chuyển hoá.

Ví dụ:

Phức hợp acid béo syntetase, tổng hợp acid béo ở bào tương: gồm 6 enzym và một protein vc. acyl

Phức hợp pyruvatdehydrogenase gồm 3 enzym: Pyruvatdehydrogenase, Dihydrolipoyltransacetylase. Dihydrolipoyldehydrogenase

ý nghĩa: tăng hiệu quả xúc tác.

4- Enzym dị lập thể (Allosteric enzym).

KháI niệm: Những enzym, ngoài TTHĐ, còn có trung tâm khác gọi là trung tâm dị lập thể (TTDLT), khi gắn với yếu tố dị lập thể (effector/modulator) sẽ làm thay đôỉ (tăng hoặc giảm ) hoạt tính enzym


Vai trò của Enzym dị lập thể:

điều hòa chuyển hoá


Tham khảo về enzym dị lập thể:



Đặc điểm cấu trúc: oligomer, mỗi d ĐV chứa 1TTHĐ và 1TTDLT

Đặc điểm động học: đường biểu diễn có dạng sigmoid

Cơ chế hoạt động: có 2 model:

model đối xứng

model trình tự



VII- GỌI TÊN, PHÂN LOẠI, ĐÁNH SỐ ENZYM.

1- Gọi tên enzym

Tên đầy đủ:

Hội Hoá sinh quốc tế (1961) qui định, tên enzym gồm:

- Tên cơ chất đặc hiệu

- Kiểu phản ứng do enzym xúc tác

- Tiếp đuôi "ase"

Ví dụ: lactatdehydrogenase.

Tên đơn giản: gồm cơ chất + ase.

Ví dụ: urease

Tên thông thường:

Ví dụ: pepsin, trypsin…

2- Phân loại enzym

Hội Hoá sinh quóc tế phân enzym thành 6 loại:

Loại 1: Enzym oxy hoá khử (oxidoreductase):

Xúc tác các phản ứng oxy hoá-khử

- Oxidase: Vd.glucose oxidase

- Dehydrogenase: Vd.lactatdehydrogenase

Loại 2 : Enzym vận chuyển (transferase):

Xúc tác sự vận chuyển các nhóm giữa chất cho và chất nhận

Vd. Aminotransferase (transaminase): v/c nhóm amin

Loại 3 : Enzym thuỷ phân (hydrolase):

Xúc tác phản ứng phân cắt phân tử thành 2 phần có sự tham gia của nước (H20)

Ví dụ esterase.




Loại 4 : Enzym phân cắt (lyase):

Xúc tác các phản ứng phân cắt phân tử mà không có sự tham gia của nước (H20)

Ví dụ: Decarboxylase loại bỏ CO2 từ aminoacid.

Loại 5 : Enzym đồng phân hoá (isomerase):

Xúc tác các phản ứng đồng phân hoá giữa các dạng cis-trans, aldose-cetose.

Ví dụ hexoisomerase xúc tác sự đồng phân hoá giữa glucose-6-P và fructose-6-P.

Loại 6 : Enzym tổng hợp (synthetase hay ligase):

Xúc tác các phản ứng tổng hợp phân tử từ 2 chất.

Ví dụ: citrat synthetase. tổng hợp citrat từ acetylCoA và oxaloacetat.

3- Ký hiệu (đánh số ) enzym.

Theo qui định quốc tế: mỗi enzym được ký hiệu (mã hoá) bằng 4 chữ số:

- Số thứ nhất chỉ loại enzym (class)

- Số thứ hai chỉ tổ (subclass)

- Số thứ ba chỉ nhóm (sub-subclass)

- Số thứ tư chỉ số thứ tự của enzym trong nhóm
 

Facebook Comment

HTML

Top