Tài liệu Gt hstp chuong 3 enzym doc

Chöông III ENZYM --------------I-KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ ENZYM: 1- Ñònh nghóa:  Enzym laø chaát xuùc taùc sinh hoïc coù baûn chaát laø protein .  Vì coù nguoàn goác töø sinh vaät neân Enzym coù teân laø chaát xuùc taùc sinh hoïc (biocatalisateur) ñeå phaân bieät vôùi caùc chaát xuùc taùc hoùa hoïc khaùc.  Enzym cuõng laø moät loaïi protein neân noù coù ñaày ñuû caùc tính chaát cuûa protein . Ña soá Enzym coù phaân töû löôïng töø 1000 – 1000000. Ngaén nhaát laø ribonuclease 12700 dalton.  Enzym tham gia xuùc taùc haàu heát caùc phaûn öùng sinh hoùa trong cô theå sinh vaät. Thieáu Enzym thì moïi quaù trình chuyeån hoùa seõ bò ñình chæ, sinh vaät khoâng theå soáng, sinh saûn, phaùt trieån bình thöôøng ñöôïc, do ñoù söï soáng khoâng toàn taïi .  Hieän nay ngöôøi ta ñaõ khaùm phaù khoûang 2000 Enzym trong ñoù hôn 200 Enzym thu ñöôïc ôû daïng tinh theå. Ngaøy nay Enzym khoâng chæ xuùc taùc caùc phaûn öùng sinh hoùa trong cô theå maø noù ñaõ ñöôïc saûn xuaát roäng raõi cuõng nhö öùng duïng coù hieäu quaû trong moïi lónh vöïc: y döôïc, chaên nuoâi, thuù y, coâng ngheä cheá bieán thöïc phaåm bia, röôïu, töông, chao, nöôùc chaám, nöôùc maém. 2- Caáu taïo Enzym: A.Caáu taïo: Enzym coù baûn chaát laø protein . phaàn lôù laø protein deã tan, coù caáu truùc hình caàu, phaân töû löôïng töø 10000 ñeán 1000000 dalton. Döïa vaøo thaønh phaàn hoùa hoïc, Enzym cuõng chia laøm hai loaïi: (1) Enzym moät thaønh phaàn: (Enzym 1 caáu töû, Enzym ñôn giaûn) Chæ caáu taïo töø caùc acid amin , töø chuoãi polypeptid, hay coøn goïi laø protein ñôn giaûn. (2) Enzym 2 thaønh phaàn: (Enzym 2 caáu töû, Enzym phöùc taïp) Laø protein phöùc taïp. Ngoaøi chuoãi polypeptid coøn coù phaàn phi protein . Chuoãi polypeptid + phi protein Feron Aron Chaát mang nhoùm hoïat hoùa Apoenzym Coenzym – cofactor Apoferment Coferment Apoprotein Phi protein laø nhöõng hôïp chaát höõu cô ñaëc hieäu coù nhieäm vuï keát hôïp vôùi apoprotein ñeå laøm chaát xuùc taùc. Tuy tính chaát cô baûn cuûa Enzym laø do apoenzym quyeát ñònh, nhöng neáy thieáu phaàn coäng taùc cofactor thì Enzym cuõng khoâng hoaït ñoäng ñöôïc. Coù 2 nhoùm:  Coenzym: phaàn phi protein coù lieân keát loûng leûo vôùi apoenzym, vaø deã daøng taùch ra khi duøng phöông phaùp thaåm tích . ña soá laø vitamin. Apoenzym + Coenzym = holoenzym  Cofactor: nhoùm ngoaïi: phaàn phi protein gaén vôùi apoenzym baèng lieân keát ñoàng hoùa trò beàn vöõng, vaø khoâng theå taùch ra ñoäc laäp (postetic) Thí duï: metaloenzym: ion kim loaïi laø nhoùm ngoaïi. Tuy vaäy söï phaân bieät treân chæ laø töông ñoái vì khoù ñöa ra ñöôïc tieâu chuaån theá naøo laø gaén chaët, theá naøo laø khoâng gaén chaët, nhaát laø trong nhöõng naêm gaàn ñaây ngöôøi ta ñaõ chöùng minh ñöôïc coù nhöõng coenzym gaén vaøo apoenzym baèng lieân keát ñoàng hoùa trò. B-Caáu taïo cuûa Trung taâm hoaït ñoäng: (1) Trung taâm hoaït ñoäng: Khoâng phaûi toøan boä phaân töû Enzym tham gia keát hôïp vôùiù cô chaát, maø chæ coù moät phaàn raát nhoû cuûa phaân töû Enzym tham gia keát hôïp ñaëc hieäu vôùi cô chaát. Phaàn caáu truùc ñoù laø nôi tröïc tieáp xaûy ra caùc phaûn öùng xuùc taùc vaø ñöôïc goïi laø trung taâm hoaït ñoäng cuûa Enzym.  Enzym 1 caáu töû: Trung taâm hoaït ñoäng thöôøng laø caùc nhoùm ñònh chöùc coù hoaït tính cao, vaø khoâng tham gia vaøo vieäc taïo thaønh truïc chính cuûa chuoãi polypeptid. Nhoùm -SH cuûa cystein Nhoùm OH cuûa serin, tyrosin -NH2 cuûa lysin -COOH cuûa acid glutamic, aspartic - Voøng himidazol cuûa histidin N NH - Indol cuûa tryptophan Caùc nhoùm naøy ôû xa nhau nhöng vôí caâuù truùc baäc 3,4 chuùng seõ tieán laò gaàn nhau hình thaønh trung taâm hoaït ñoäng. Vaäy nhöõng bieán ñoåi nhoû cuûa moâi tröôøng seõ laøm bieán ñoåi caáu truùc khoâng gian cuûa Enzym,daãn ñeán laøm maát khaû naêng hoaït ñoäng cuûa trung taâm hoaït ñoäng vaøEnzym bò voâ hoaït. Ví duï:  - chimotrypsin coù trung taâm hoaït ñoäng goàm –OH cuûa serin – 195, imidazol cuûa histidin – 57 vaø nhoùm –COOH cuûa aspartic 102 - Coù Enzym chæ coù moät trung taâm hoaït ñoäng nhöng cuõng coù Enzym coù nhieàu trung taâm hoaït ñoäng. - Thí duï: alcol dehydrogenase gan coù 2 trung taâm hoaït ñoäng . alcol dehydrogenase cuûa naám men coù 4 trung taâm hoaït ñoäng. Caùc trung taâm hoaït ñoäng coù theå gioáng nhau maø cuõng coù theå khaùc nhau veà caáu taïo vaø chöùc naêng.  Enzym hai caáu töû: - Trung taâm hoaït ñoäng thöôøng bao goàm nhoùm ngoaïi hay coenzym vaø caùc nhoùm chöùc cuûa acid amin .  Coenzym seõ quyeát ñònh kieåu phaûn öùng hoùa hoïc vaø tröïc tieáp tham gia keát hôïp vôùi cô chaát  Apoenzym laïi choïn loïc cô chaát , duy trì tính ñaëc hieäu vaø aûnh höôûng ñeán cöôøng ñoä phaûn öùng. Ví Duï 1: Catalase 2H2O + O2 2H2O2  khoâng coù Enzym phaûn öùng ñöôïc xuùc taùc bôûi Fe3+ , xaûy ra raát chaäm. Khi Fe3+ + 4 pyrol ( ) hematin. N H Neáu xuùc taùc phaûn öùng laø hematin thì cöôøng ñoä phaûn öùng seõ taêng leân haøng ngaøn laàn ( Coenzym cuûa catalaza) neáu hematin keát hôïp vôùi apoenzym Enzym catalaza cöôøng ñoä phaûn öùng taêng leân haøng trieäu laàn. (hình veõ) Ví duï 2: Enzym catalaza vaø peroxydaza coù nhoùm coenzym gioáng nhau nhöng khaùc nhau phaàn apoenzym xuùc taùc cho 2 kieåu phaûn öùng raát khaùc nhau chính apoenzym ñaõ qui ñònh tính ñaëc hieäu, khaû naêng choïn löïa cô chaát cuûa phaûn öùng, apoenzym cuõng laøm taêng cöôøng ñoä cuûa phaûn öùng. Thöôøng caùc Enzym 2 caáu töû coù coenzym baûn chaát laø vitamin.  Cô cheá oå khoùa, chìa khoùa: moâ hình Fisher Ñaây laø moâ hình coå ñieån. Theo Fisher thì trung taâm hoaït ñoäng cuûa Enzym ñaõ ñöôïc hình thaønh saün vôùi moät caáu taïo nhaát ñònh vaø chæ cho pheùp cô chaát coù caáu taïo töông öùng keát hôïp vaøo, nhö chìa khoùa tra vaøo oå khoùa. (hình veõ)  Ngaøy nay thuyeát naøy ñaõ khoâng giaûi thích thoûa ñaùng ñöôïc nhieàu keát quaû thöïc nghieäm. Vì vaäy coù moät giaû thuyeát khaùc haáp daãn vaø teá nhò hôn. Ñoù laø thuyeát Koshland.  Theo Koshland thì ñaëc ñieåm cuûa trung taâm hoaït ñoäng laø meàm deûo linh hoaït, caùc nhoùm chöùc naêng cuûa trung taâm hoaït ñoäng chöa ôû tö theá saün saøng hoaït ñoäng, khi tieáp xuùc vôùi moät cô chaát naøo ñoù do caûm öùng khoâng gian ñaõ bieán ñoåi hình daïng cuûa Enzym vaø khieán cho caùc nhoùm chöùc naêng trung taâm hoaït ñoäng ñònh höôùng thích hôïp vaø chính xaùc ñeå gaén vôùi cô chaát, thöïc hieän quaù trình xuùc taùc. Töùc laø trung taâm hoaït ñoäng cuûa Enzym chæ hình thaønh torng quaù trình tieáp xuùc giöõa Enzym vaø cô chaát. Do ñoù moâ hình naøy ñöôïc goïi laø “ tieáp xuùc caûm öùng” (hình veõ) Cô cheá naøy giaûi thích thoûa ñaùng ñöôïc tính ñaëc hieäu nhoùm cuûa Enzym. (2) Trung taâm dò laäp theå (Alosteric)  Treân caùc phaân töû Enzym naøy ngoaøi moät trung taâm hoaït ñoäng laøm chöùc naêng xuùc taùc coøn coù moät loaïi trung taâm khaùc mang nhieäm vuï ñieàu chænh hoaït tính cuûa Enzym goïi laø trung taâm ñieàu chænh hay trung taâm dò laäp theå. Ñaây laø 2 caáu truùc rieâng bieät, coù taùc duïng töông hoã nhöng coù nhieàu tröôøng hôïp khaùc trung taâm dò laäp theå vaãn khoâng aûnh höôûng ñeán hoaït tính Enzym. Coù 2 tröôøng hôïp:  Dò Laäp Theå döông :khi keát hôïp vôùi chaát dò laäp theå coù theå laøm taêng hoaït tính Enzym hoaëc laø Enzym töø traïng thaùi khoâng hoaït thaønh hoaït ñoäng.  Dò Laäp Theå aâm: khi keát hôïp vôùi chaát dò laäp theå Enzym seõ giaûm hay maát hoaït tính.  Ta seõ moâ hình hoùa nhöõng ñieàu noùi treân: phaûn öùng Enzym: E + S [ES] E + P (hình veõ)  Trong caùc phaûn öùng hoùa sinh, saûn phaåm phaûn öùng thöôøng ñoùng vai troø caùc dò laäp theå aâm, khi ñaõ sinh ra dö caùc saûn phaåm phaûn öùng , saûn phaåm taïo dö seõ öùc cheá phaûn öùng taïo saûn phaåm ñoù. Ñoù chính laø cô cheá töï ñieàu hoøa caùc phaûn öùng hoùa sinh.  Caùc Enzym dò laäp theå thöôøng coù caáu truùc baäc 4, caùc tieåu theå lieân keát vôùi nhau khoâng chaët, do ñoù chuùng coù theå taùch rôøi hay keát hôïp laïi raát deã daøng, taïo ra söï meàm deûo, deã thay ñoåi caáu hình trong khoâng gian moät caùch thuaän nghòch. Thí duï: dò laäp theå döông: Enzym acetyl coA Carboxylase dò laäp theå (+) : citrat hay isocitrat monome khoâng coù hoaït tính, coù citrat gaén thaønh polyme coù hoaït tính dò laäp theå aâm: saûn phaåm cuûa phaûn öùng dò laäp theå thöôøng : Enzym aspartat transcarbamylase xuùc taùc phaûn öùng ngöng tuï Carbamyl Phosphat vôùi aspartat taïo ra Carbamyl aspartat. Duøng Hg ñeå khoùa trung taâm dò laäp theå laïi, hoaït tính Enzym vaãn khoâng bò aûnh höôûng. (3) Phöùc hôïp Enzym (Multienzym): trong cô theå coù nhöõng chu trình chuyeån hoùa goàm nhieàu phaûn öùng lieân tieáp nhau, saûn phaåm cuûa phaûn öùng naøy laïi laø cô chaát cuûa phaûn öùng sau. Ta ñaõ bieát qua moät chu trình ñoù laø chu trình Ornithin. Trong cô theå sinh vaät dieãn ra raát nhieàu chu trình nhö vaäy. Moãi phaûn öùng laïi ñöôïc moät Enzym xuùc taùc , trong chu trình seõ coù nhieàu loaïi Enzym hoaït ñoäng. Caùc Enzym naøy hoaëc hoaït ñoäng rieâng leû, hoaëc keát hôïp vôùi nhau thaønh phöùc hôïp Enzym. Thí duï: Enzym Transacetylat Enzym Pyruvat dehydrogenase phöùc hôïp Enzym cuûa quaù trình khöû Enzym Dihydrolipoat dehydrogenase carboxyl oxy hoùa cuûa acid pyruvic (4) Tieàn Enzym (Proenzym, zimogen)  Phaàn lôùn caùc Enzym ñöôïc toång hôïp trong cô theå thaønh nhöõng phaân töû Enzym coù saün hoaït tính sinh hoïc. Nhöng cuõng coù nhöõng Enzym ñöôïc toång hôïp ôû daïng trung gian chöa coù hoaït tính xuùc taùc ñöôïc goïi laø zimogen hay proenzym, tieàn Enzym.  Ña soá Enzym moät caáu töû, nhaát laø Enzym cuûa heä tieâu hoùa thöôøng toàn taïi ôû traïng thaùi chöa hoaït ñoäng.  Thí duï: Pepsinogen pepsin ( bao töû) Trypsinogen trypsin (dòch, tuïy, thaønh ruoät) Protrombin Trombin (gaây ñoâng tuï maùu)  Cô cheá chuyeån zimogen thaønh Enzym hoaït ñoäng: Caùc zimogen ñaõ haøm chöùa caùc trung taâm hoaït ñoäng nhöng coù nhöõng ñoaïn peptid vaây haõm, che laáp. Hoaït hoùa tieàn Enzym laø caét ñöùt caùc lieân keát vaây haõm ñoù. Xuùc taùc cho quaù trình hoaït hoùa naøy laø Enzym khaùc hay pH. (hình veõ)  Enzym moät caáu töû coù caáu truùc baäc 4, soá protome tham gia phaûi laø soá chaün: (hình veõ) Do ñoù trung taâm hoaït ñoäng vaø trung taâm dò laäp theå coù theå ôû caùc protome khaùc nhau. Khi oligome phaân ly thaønh protome thì Enzym giaûm hay maát hoaït tính sinh hoïc. Enzym 2 caáu töû thì apoenzym laø protome naøy thì coenzym laø moät protome khaùc. Thí duï: urease ure NH3 + CO2 + H2O 8 protome 60000ñv/protome 3-Teân goïi cuûa Enzym: coù 2 caùch goïi teân Enzym a. Teân thoâng duïng: laø teân goïi ñaõ coù töø laâu vaø quen duøng, thöôøng theo teân ngöôøi tìm ra hoaëc tuøy tieän theo yù taùc giaû, khoâng theo quy öôùc naøo vaø cuõng khoâng noùi leân kieåu phaûn öùng. Hieän nay loái goïi teân naøy vaãn ñöôïc duøng roäng raõi vì noù ngaèn goïn deã nhôù vaø quen thuoäc. Thí duï: pepsin, trypsin, catalaza,amilaza, rennin, bromelin,… b. Teân heä thoáng:  Laø teân Enzym ñaõ ñöôïc hoäi nghò sinh hoùa quoác teá laàn thöù 5(1961) qui ñònh. Teân Enzym seõ goàm 2 phaàn Teân cô chaát + teân phaûn öùng + ase (aza, az)  Teân heä thoáng daøi khoù nhôù nhöng noùi ñöôïc teân cô chaát bò chuyeån hoùa vaø kieåu phaûn öùng maø Enzym xuùc taùc. Thí duï: pyruvat decarboxylase: khöû CO2 cuûa acid pyruvic Glucophosphat isomerase: chuyeån ñoàng phaân goác (p) trong gluco  Neáu phaûn öùng bao goàm hai söï chuyeån hoùa töông hoã thì ngöôøi ta coøn theâm vaøo sau phaàn thöù hai cuûa teân goïi moät daáu ngoaëc. Thí duï: COOH COOH H2N CH + R L-acid amin O2 L-acidamin oxydoreductaza (deamin) C O + NH3 + H2O R Theo hoäi nghò naøy thì moãi Enzym laïi coù 1 maõ soá goàm E C X. X. X. X (1)(2)(3)(4) 4 chöõ X laø 4 soá (1): nhoùm chính(lôùp) (2): nhoùm phuï(phaân lôùp) (3): phaân nhoùm phuï (toå) (4): teân Enzym : thöù töï cuûa Enzym trong phaân nhoùm phuï thí duï: lôùp coù 6 lôùp I : oxihoùa khöû oxydoreductaza II : phaûn öùng chuyeån hoùa daïng ñoàng phaân : isomerase III : phaûn öùng thuûy phaân hydrolase IV : phaân caét taïo noái ñoâi: liase V : quaù trình chuyeån nhoùm chöùc: transferase VI : phaûn öùng toång hôïp töø thaønh phaàn ñôn giaûn : ligase (synthetase) Moãi lôùp laïi phaân tieáp … Thí Duï : EC.2.7.7.16 : Ribonuclease EC 3.1.1.3 : thuûy phaân acid beùo thaønh glycerin EC 2.6.1.1 : L-aspartat : -cetoglutarat amino transferaza xuùc taùc cho phaûn öùng chuyeån vò nhoùm chöùa N cuûa amin. L-aspartat + -cetoglutarat = oxaloacetat + glutamat II – VAI TROØ XUÙC TAÙC CUÛA ENZYM: 1- Cô cheá taùc duïng cuûa Enzym:  Muoán cho phaûn öùng Enzym xaûy ra thì cô chaát phaûi ñöôïc gaén vaøo trung taâm hoaït ñoäng cuûa Enzym, taïo thaønh phöùc hôïp Enzym cô chaát (ES) . Trung taâm hoaït ñoäng cuûa phaân töû Enzym coù nhöõng nhoùm chöùc ñaëc bieät tröïc tieáp tham gia vaøo cô cheá xuùc taùc. Döôùi taùc duïng cuûa Enzym hoaït tính hoùa hoïc cuûa cô chaát taêng leân roõ reät. Do ñoù chæ caàn moät naêng löôïng hoaït hoùa nhoû hôn nhieàu cuõng ñuû laøm cho phaûn öùng xaûy ra töùc thì ñeå bieán cô chaát thaønh saûn phaåm.  Moät phaûn öùng Enzym coù theå chia laøm 3 giai ñoïan: (1) giai ñoaïn 1: taïo phöùc ES söï taïo thaønh phöùc ES xaûy ra nhanh choùng vaø caàn naêng löôïng hoaït hoùa thaáp. Phöùc naøy khoâng beàn, chæ toàn taïi trong moät thôøi gian ngaén roài chuyeån sang giaiñoaïn tieáp theo ngay. Ñeå chöùng minh cho söï toàn taïi cuûa phöùc ES, ta söû duïng phöông pohaùp ño phoå haáp thu cöïc ñaïi. Thí duï: Hematin trong Enzym catalase vaø peroxydase coù phoå haáp thuc cöïc ñaïi laø 400nm. Khi coù cô chaát H2O2 , phoå haáp thu cöïc ñaïi chuyeån sang 420nm. Giai ñoïan toàn taïi raát ngaén, sau ñoù phoå haáp thu seõ quay trôû laïi 400nm. (ñoà thò) (2) giaiñoaïn 2: hoaït hoùa cô chaát S. sau khi phöùc ES taïo thaønh, ôû phaân töû cô chaát coù söï chuyeån hoùa. Veà baûn chaát laø söï phaân boá laïi noäi naêng do ñoù coù söï chuyeån vò electron, hoaëc phaù vôõ caùc lieân keát ñoàng hoùa trò, hình thaønh caùc lieân keát môùi trong phaân töû cô chaát, laøm cô chaát bò kích thích vaø saün saøng chuyeån hoùa taïo saûn phaåm. Möùc naêng löôïng hoaït hoùa cuûa giai ñoaïn naøy cuõng khoâng cao. (ñoà thò)  Lyù do: phaân töû Enzym coù caùc nhoùm chöùc ñaëc hieäu (thöôøng laø maïch nhaùnh R). Caùc nhoùm naøy cuøng vôùi ion kim loaïi hay coenzym töông taùc vôùi cô chaát moät caùch ñònh höôùng, laøm cho cô chaát coù hoaït tính hoùa hoïc cao. Nhöõng nhoùm ñoù giöõ vai troø xuùc taùc. Caùc phaûn öùng töông taùc naøy hình thaønh caùc loaïi lieân keát yeáu (khoâng phaûi lieân keát ñoàng hoùa trò). Ñoù laø phaûn öùng phaùt naêng, giaûi phoùng naêng löôïng töï do. Naêng löôïng naøy ñöôïc goïi laø naêng löôïng keát hôïp (binding energy), tuy khoâng lôùn nhöng do soá löôïng nhieàu neân toång naêng löôïng laø khaù lôùn. Ñaây laø nguoàn naêng löôïng laøm giaûm naêng löôïng hoaït hoùa cuûa phaûn öùng (  F3 ) (3) giai ñoaïn 3: taïo saûn phaåm protein . cô chaát sau khi ñöôïc hoaït hoùa seõ bieán ñoåi veà chaát ñeå hình thaønh chaát môùi vaø phaân ly khoûi Enzym taïo thaønh saûn phaåm protein . thí duï: xeùt 1 phaûn öùng thuûy phaân Enzym thuûy phaân thöôøng coù 2 trung taâm hoaït ñoäng AB + HOH AOH + BH hydrolase (hình veõ) 2- So saùnh vôùi chaát xuùc taùc hoùa hoïc: ta laøm moät baûng so saùnh vôùi caùc chaát xuùc taùc hoùa hoïc ñeå thaáy roõ hôn söï öu vieät cuûa caùc phaûn öùng xuùc taùc baèng Enzym. (1) ñieàu kieän phaûn öùng:  phaûn öùng xuùc taùc hoùa hoïc: P cao t0 cao, thôøi gian laâu noàng ñoä xuùc taùc cao, hieäu suaát thaáp. TD: phaûn öùng thuûy phaân : HCl 6N , 100 – 1070C,… NaOH 6 – 8N, t0 soâi,… phaûn öùng Enzym: P thöôøng t0 thöôøng thôøi gian ngaén noàng ñoä xuùc taùc nhoû hieäu suaát trieät ñeå TD: H+ ñaëc, T0+, P, thieát bò khoù Cellulose Glucoza Hieäu suaát thaáp E.cellulase  = vaøi giôø, trong ñieàu kieän cô theå (bao töû boø nhai laïi) (2) Hieäu quaû naêng löôïng: Vôùi cô cheá xuùc taùc ñaõ neâu ôû treân, phaûn öùng vôùi xuùc taùc Enzym chæ caàn 1 naêng löôïng hoaït hoùa thaáp hôn raát nhieàu so vôùi naêng löôïng hoaït hoùa cuûa phaûn öùng xuùc taùc thöôøng. Q = 32000 cal/mol Saccarose glucose + fructose H+, Q = 25000cal/mol Invertase, Q = 9400 kcal/mol (3) cöôøng ñoä phaûn öùng: Enzym coù cöôøng löïc xuùc taùc maïnh hôn nhieàu so vôùi xuùc taùc thoâng thöôøng. Löôïng Enzym caàn raát ít nhöng coùtheå chuyeån hoùa moät löôïng cô chaát raát lôùn trong thôøi gian ngaén. Thí duï: 1 mol Fe3+ xuùc taùc phaân ly 10-6 mol/phuùt 2H2O2 2H2O + O2 1phaân töû catalase coù 1nguyeân töû Fe phaân ly 5.106 mol/phuùt tính töông ñöông : 1g catalase  1 taán Fe (4) Vaän toác phaûn öùng: phaûn öùng do Enzym xuùc taùc thöôøng xaûy ra raát nhanh vaø do moät heä caùc Enzym keát hôïp vôí nhau taùc duïng vaøo. OH-, H+ protein acid amin Ñun soâi trong vaøi chuïc giôø Proteaza Xaûy ra trong vaøi chuïc phuùt tinh boät amilaza vaøi phuùt acid amin H+, ñun soâi trong vaøi giôø (5) Tính ñaëc hieäu:  Ñoái vôùi caùc chaát xuùc taùc hoùa hoïc, 1 chaát xuùc taùc coù theå xuùc taùc cho raát nhieàu phaûn öùng.  Ñoái vôùi Enzym, khi xuùc taùc coù khaû naêng choïn loïc cô chaát raát cao. Moät Enzym chæ xuùc taùc cho moät vaøi phaûn öùng hay chæ moät phaûn öùng duy nhaát. (6) Hoaït tính xuùc taùc :  caùc chaát xuùc taùc khaùc chæ coù khaû naêng taùc duïng gioáng nhau, vaø baûn thaân chuùng laø moät hôïp chaát hoùa hoïc, khoâng phaûi laø hôïp chaát sinh hoïc.  Enzym seõ thay ñoåi hoaït tính döôùi taùc ñoäng cuûa caùc yeáu toá moâi tröôøng, t 0, pH, yeáu toá hoùa hoïc. + Enzym coù theå taùch ra töø cô theå sinh vaät vaø baûo toøan hoaït tính cuûa noù ôû ngoaøi cô theå + Ngöôïc laïi caùc yeáu toá cuûa moâi tröôøng taùc ñoäng leân cô theå seõ taùc ñoäng tröôùc tieân vaøo heä Enzym cuûa cô theå, gaây ra nhöõng sai leäch vaø bieán ñoåi trong quaù trình sinh hoïc daãn ñeán bieán dò laø cô sôû cho söï tieán hoùa vì taïo ra nhöõng gioáng môùi. III. HOAÏT TÍNH CUÛA ENZYM: 1-Ñònh nghóa: Hoaït tính cuûa Enzym laø khaû naêng chuyeån hoùa cô chaát thaønh saûn phaåm. hoaït tính caøng cao thì löôïng saûn phaåm taïo thaønh caøng nhieàu. Toác ñoä phaûn öùng caøng nhanh. 2- xaùc ñònh hoaït tính cuûa Enzym: phaûn öùng Enzym xaûy ra nhö sau: E+S [ES] E+P coù hai caùch xaùc ñònh hoaït tính cuûa Enzym: (1) xaùc ñònh vaän toác chuyeån hoùa cô chaát: löôïng cô chaát S maát ñi trong moät ñôn vò thôøi gian (2) xaùc ñònh vaän toác taïo thaønh saûn phaåm. Löôïng saûn phaåm taïo thaønh trong moät ñôn vò thôøi gian  Hoaït tính cuûa Enzym ñöôïc bieåu thò baèng soá ñôn vò hoaït ñoäng coù trong moät ñôn vò cheá phaåm Enzym. + Ñôn vò hoaït ñoäng cuûa Enzym (UI) : laø moät ñaïi löôïng qui öôùc, noù coù theå laø löôïng Enzym toái thieåu caàn thieát ñeå chuyeån hoùa 1mol cô chaát sau 1 phuùt ôû ñieàu kieän tieâu chuaån ( laø ñieàu kieän t 0, pH,…thích hôïp nhaát ñeå Enzym ñoù hoaït ñoäng)  Hoaït tính rieâng (hoaït ñoä rieâng) (specific activity) Laø soá ñôn vò hoaït ñoäng trong moät ñôn vò khoái löôïng hay theå tích cheá phaåm. Bieåu thò ñoä tinh saïch Enzym. Caàn thieát trong coâng ngheä saûn xuaát Enzym. Hoaït ñoâ rieâng caøng cao, cheá phaåm Enzym caøng tinh saïch. TD: Enzym papain trong voû ñu ñuû 1 g voû ñu ñuû 30 UI/g 1g cheá phaåm I (ñaõ loaïi taïp chaát laàn I) 3000 UI/g 1g cheá phaåm II (loaïi taïp chaát laàn II) 300000 UI/g  Hoaït tính phaân töû: (molecular activity) Laø soá ñôn vò hoaït ñoäng trong 1 mol Enzym. Ñôn vò naøy chæ duøng trong moät soá tröôøng hôïp ñaëc bieät khi Enzym ñaõ ñöôïc tinh cheá ñeán daïng tinh khieát vaø coù theå xaùc ñònh ñöôïc phaân töû löôïng cuûa noù. Thí duï: urease coù M = 480000  Hoaït tính toøan phaàn: (total activity: TA) Ñôn vò naøy duøng trong quaù trình tinh cheá, coù theå tính ñöôïc hieäu suaát tinh cheá: laø toång soá hoaït ñoä cuûa toøan boä cheá phaåm Enzym. TD 1: 1kg voû ñu ñuû 30 UI/g TA = 30000 ñv 5g cheá phaåm I 3000 UI/g TA = 15000 ñv 0.03g cheá phaåm II 300000 UI/g TA = 9000 ñv TD 2 : 100g choài döùa 50 UI/g TA = 5000 ñv 2g bromelin 3000 UI/g TA = 6000 ñv Tuøy vaøo ñieàu kieän cuï theå ta coù theå choïn ñaïi löôïng khaûo saùt laø cô chaát hay saûn phaåm, tuøy thuoäc vaøo loaïi phaûn öùng, vaø vaøo ñieàu kieän coù saün. 3-caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán hoaït tính Enzym:  Hoaït tính Enzym ñöôïc bieåu loä qua vaän toác cuûa phaûn öùng maø Enzym ñoù xuùc taùc . Toác ñoä caøng cao thì khaû naêng chuyeån hoaù caøng lôùn do ñoù hoïat tính Enzym ñoù caøng cao.  Vaän toác phaûn öùng Enzym phuï thuoäc vaøo noàng ñoä Enzym, noàng ñoä cô chaát, caùc chaát kìm haõm, t 0, pH,… a-AÛnh höôûng cuûa noàng ñoä Enzym:  Trong ñieàu kieän thöøa cô chaát S thì vaän toác phaûn öùng phuï thuoäc tuyeán tính vaøo noàng ñoä Enzym. Toác ñoä phaûn öùng seõ taêng ñeán khi toøan boä Enzym ñeàu tham gia phaûn öùng roài ngöøng laïi.  Trong tröôøng hôïp noàng ñoä Enzym lôùn, vaän toác phaûn öùng seõ taêng ñeán khi heát cô chaát (khoâng duøng bieän phaùp naøy.) b-AÛnh höôûng cuûa noàng ñoä cô chaát S: naêm 1913 Leonon Michaelis vaø Maud Menten ñaõ ñöa ra moâ hình ñoäng hoïc cuûa phaûn öùng Enzym. Phöông trình bieåu dieãn moái quan heä giöõa vaän toác phaûn öùng vaø noàng ñoä cô chaát [S] ñöôïc goïi laø phöông trình Michaelis – Menten. K +1 K +2 [ES] S E E + + P K -1 phaûn öùng Enzym ñöôïc ñaëc tröng bôûi haèng soá toác ñoä phaûn öùng K+1 haèng soá toác ñoä cuûa phaûn öùng taïo phöùc [ES] K-1 haèng soá toác ñoä cuûa phaûn öùng phaân ly phöùc [ES] ngöôïc laïi K+2 haèng soá toác ñoä cuûa phaûn öùng phaân ly phöùc thaønh saûn phaåm protein . Moãi phaûn öùng ñöôïc bieåu dieãn baèng haèng soá toác ñoä phaûn öùng: V+1 = K+1 [S] [E] V-1 = K-1 [ES] V+2 = K+2 [ES] Ñeå phaûn öùng caân baèng thì V+1 = V-1 + V+2 K+1 [S] [E] = (K-1 + K+2) [ES] Maø [E] = [E0] – [ES] K+1 [S] ([E0] – [ES]) = (K-1 + K+2) [ES] K+1 [S] [E0] = (K-1 + K+2 + K+1 [S]) [ES] K+1 [S] [E0] [ES] = K+1 [S] + K-1 + K+2 [S] [ES] = E0 K-1 + K+2 + [S] K+1 Vaän toác ñaït cöc ñaïi khi löôïng Enzym ban ñaàu tham gia phaûn öùng: Vmax = K+2 [E0] K+2 [ES] = Vmax [S] K-1 + K+2 + [S] K+1 Vaän toác toøan boä phaûn öùng chuû yeáu laø phaûn öùng phaân ly ES thaønh saûn phaåm neân V pö = K+2 [ES] K-1 + K+2 Ñaët Km = : haèng soá Michaelis Menten K+1 Haèng soá aùi löïc cuûa Enzym ñoái vôùi cô chaát S. Ta coù: [S] V = Vmax K + [S] m  YÙ nghóa cuûa phöông trình Michaelis – Menten: Ta thaáy khi E = const T0 = const Noàng ñoä cô chaát taêng seõ laøm V taêng cho ñeán khi toøan boä Enzym ñaõ baõo hoøa cô chaát. Neáu tieáp tuïc taêng [S] toác ñoä seõ khoâng thay ñoåi nöõa. (ñoà thò)  Khi [S] = Km thì V = ½ Vmax . vaäy Km laø noàng ñoä cô chaát ôû ñoù vaän toác phaûn öùng baèng ½ Vmax.  Vaän toác phaûn öùng phuï thuoäc nhieàu vaøo noàng ñoä cô chaát: Khi [S] voâ cuøng nhoû thì V tæ leä thuaän vôùi [S] Khi [S] voâ cuøng lôùn thì [S] Km + [S] 1 V = Vmax  Km: haèng soá aùi löïc cuûa Enzym ñoái vôùi cô chaát S. YÙ nghóa cuûa Km:  Neáu coù cuøng moät luùc nhieàu Enzym cuøng taùc ñoäng leân cô chaát, Enzym naøo coù Km nhoû nhaát thì Enzym ñoù seõ taùc ñoäng xuùc taùc chuyeån hoùa cô chaát ñoù.  Neáu bieát Km coù theå xaùc ñònh ñöôïc ñuùng hoaït tính Enzym. Hoaït tính Enzym chæ ñöôïc xaùc ñònh ñuùng khi S  20 Km Ñoù laø vuøng phaûn öùng coù vaän toác tæ leä thuaän vôùi cô chaát.  Ta coù theå xaùc ñònh Km baèng thöïc nghieäm: V= Ñaûo ngöôïc Vmax [S] Km + [S] 1 Km 1 1   v Vmax [ S ] Vmax y = ax + b ñoà thò laø moät ñöôøng thaúng (ñoà thò) c. Aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä:  Khi t0 taêng thì ñoäng naêng taêng daãn ñeán vaän toác phaûn öùng taêng.  Khi t0 taêng cao, vì coù baûn chaát laø protein neân Enzym bò bieán tính vaø maát hoaït tính xuùc taùc. (ñoà thò)  Vôùi ña soá Enzym thì T0opt = 40 – 600C . trong ñoù Enzym ñoäng vaät coù T0opt thöôøng thaáp hôn Enzym thöïc vaät. Cuõng coù Enzym chòu t 0 cao (thí duï papain T0opt = 800C). ña soá ôû t0 = 700C, Enzym ñaõ baét ñaàu maát hoaït tính vaø ôû 1000C thì hoøan toaøn maát hoaït tính. (ñoà thò) T0 < T0opt Heä soá vaän toác phaûn öùng  Q10  vt 10  1 .5  2 vt Khi nhieät ñoä taêng 100 thì toác ñoä phaûn öùng taêng 1.5 2 laàn.  T0 > T0opt xaûy ra hieän töôïng bieán tính Q10 = 600 heä soá phaûn öùng bieán tính. T0+ taêng 100C thì toác ñoä phaûn öùng bieán tính taêng 600 laàn.  Öùng duïng cuûa yeáu toá nhieät ñoä: T0opt : toác ñoä phaûn öùng cao nhaát : khi caàn thu saûn phaåm protein . T0 thaáp : baûo quaûn , Vpö = 0 , Enzym khoâng bieán tính. T0 > 40, 50 : voâ hoïat Enzym nhieät ñoä thanh truøng. d.Aûnh höôûng cuûa pH:  Thöôøng pHopt coù Enzym dao ñoäng trong moät khoûang goïi laø vuøng pHopt.  Vuøng pH maø hoaït tính cuûa Enzym maát ñi, nhöng khi ñöa veà pH opt , khoâi phuïc laïi hoaït tính goïi laø vuøng pH bieán tính thuaän nghòch.  Vuøng pH maø hoaït tính maát ñi khoâng theå naøo khoâi phuïc laïi goïi laø vuøng pH baát thuaän nghòch. (ñoà thò)  Enzym raát nhaïy caûm ñoái vôùi pH, vì trung taâm hoaït ñoäng cuûa Enzym goàm caùc goác tích ñieän. Söï thay ñoåi cuûa pH coù theå laøm thay ñoåi tính chaát cuûa trung taâm hoaït ñoäng vaø thay ñoåi hoaït tính cuûa Enzym .  PHopt = pH maø toác ñoä phaûn öùng xaûy ra cöc ñaïi  Ñoái vôùi ña soá Enzym, pHopt trong vuøng acid yeáu, kieàm yeáu gaàn vuøng trung tính. Cuõng coù Enzym coù pHopt ôû vuøng raát acid hay raát kieàm. Thí duï: Pepsin : pHopt = 2. Trypsin : pHopt = 8 – 9  Phaûn öùng Enzym thuaän nghòch thì pHopt(T)  pHopt(N) CH3 HC OH COOH acid lactic CH3 pHopt=8 C O pHopt=6 COOH acid pyruvic Enzym lactat dehydrogenase (coenzym NAD) NAD NADH2  Tuyø cô chaát maø pHopt cuûa 1 Enzym cuõng thay ñoåi: TD: Enzym pepsin : S:hemoglobin pHopt = 1.8 S: Casein pHopt = 2.2 Lyù do laø cô chaát cuõng laø protein coù nhoùm tích ñieän, pH cuõng laøm aûnh höôûng ñeán söï tích ñieän ñoù. Öùng duïng cuûa yeáu toá pH: taêng toác ñoä phaûn öùng pHopt Taùch chieát Enzym, tinh saïch Enzym pH thuaän nghòch Voâ hoaït Enzym pH baát thuaän nghòch d- aûnh höôûng cuûa chaát kích thích vaø kìm haõm: (1) chaát kích thích (chaát hoaït hoùa)  Moät soá chaát hoùa hoïc khi boå sung vaøo phaûn öùng Enzym laøm taêng hay giaûm vaän toác phaûn öùng Enzym. Chaát ñoù ñöôïc goïi laø chaát kích thích hay chaát kiìm haõm. YÙù nghóa cuûa söï phaân chia naøy coù tính töông ñoái, vì moät chaát ôû noàng ñoä naøy laø kích thích nhöng ôû noàng ñoä khaùc laø kìm haõm. Hoaëc laø chaát naøy kích thích phaûn öùng naøy maø laø kìm haõm phaûn öùng khaùc.  Chaát kích thích laøù chaát coù khaû naêng laøm taêng theâm toác ñoä phaûn öùng Enzym, hoaëc bieán Enzym töø traïng thaùi khoâng hoaït ñoäng sang traïng thaùi hoaït ñoäng.  Caùc chaát hoaït hoùa coù baûn chaát raát khaùc nhau. Coenzym (vitamin) khi coù maët chuùng thì Enzym môùi coù hoaït tính xuùc taùc . Ion kim loaïi: hoaït hoùa tröïc tieáp vì noù tham gia vaøo thaønh phaàn cuûa trung taâm hoaït ñoäng hoaëc laø caàu noái giöõa E vaø S. Caùc thí duï:  Pepsinogen: tieàn Enzym pepsin chaát hoaït hoùa laø H+ pH 2 Pepsin hoaït ñoäng  Vitamin C laø coenzym E cuûa caùc Enzym oxyhoùa khöû sinh hoïc.Neáu khoâng coù vitamin C, Enzym khoâng coù hoaït tính xuùc taùc .  Papain coù nhoùm hoaït ñoäng –SH trong trung taâm hoaït ñoäng döôùi taùc duïng cuûa chaát oxyhoùa, nhoùm –SH taïo thaønh caàu disulphua –S-S- , maát khaû naêng hoaït ñoäng. Luùc ñoù chaát hoaït hoùa cho Enzym naøy laø caùc chaát khöû nhö cystein,…nhoùm –SH ñöôïc phuïc hoài, Enzym seõ hoaït ñoäng trôû laïi vaø phuïc hoài caáu hình khoâng gian cuûa trung taâm hoaït ñoäng.  Ion kim loaò tham gia vaøo quaù trình hoaït hoùa Enzym theo nhieàu cô cheá, ngaøy nay cuõng chöa giaûi thích ñaày ñuû. 2+ Ca caàn ñeå hoaït hoùa Enzym amilaza, trypsin,… Ngoaøi ra caùc ion K+, Na+, Mg2+,Fe2+, Fe3+, Mo4+ cuõng ñoùng vai troø hoaït hoùa nhieàu loaïi Enzym. Ascorbat oxydase xuùc taùc quaù trình oxy hoùa vitamin C. Trung taâm hoaït ñoäng chöùa Cu neáu maát Cu seõ maát hoaït tính xuùc taùc , neáu Cu taêng thì hoaït tính xuùc taùc seõ taêng. + Khoái löôïng tham gia vaøo trung taâm hoaït ñoäng. + Khoái löôïng laøm oån ñònh caáu truùc protein + Khoái löôïng laøm caàu noái giöõa E – S (2) Chaát kìm haõm: Laø nhöõng chaát khi boå sung vaøo phaûn öùng seõ laøm giaûm toác ñoä phaûn öùng Enzym, hoaëc laø voâ hoaït Enzym. Chaát kìm haõm ñöôïc goïi laø chaát öùc cheá, kyù hieäu laø I : Inhibitor. Coù caùc loaïi sau: Kìm haõm thuaän nghòch: khi coù maët chaát kìm haõm hoaït ñoäng Enzym yeáu ñi, nhöng khi loaïi boû I thì hoaït tính Enzym trôû laïi nhö cuõ. Kìm haõm baát thuaän nghòch: neáu loaïi boû I thì Enzym khoâng trôû laïi hoaït tính ban ñaàu. Kìm haõm caïnh tranh:  Thöôøng laø kìm haõm thuaän nghòch  I coù caáu truùc caáu taïo hoùa hoïc gaàn gioáng caáu taïo hoùa hoïc cuûa cô chaát, do ñoù noù seõ tranh giaønh trung taâm hoaït ñoäng cuûa Enzym vôùi cô chaát. I seõ keát hôïp vôùi trung taâm hoaït ñoäng , laøm cho löôïng cô chaát S phaûn öùng vôùi Enzym bò giaûm xuoáng, toác ñoä phaûn öùng giaûm. COOH COOH TD: CH2 E.Succinat dehydrogenase CH2 CH CH COOH acid succinic COOH acid fumaric Vì acid malonic coù caáu taïo gaàn gioáng acid succinic neân noù laø chaát kìm haõm caïnh tranh cuûa Enzym succinat dehydrogenase COOH CH2 COOH acid malonic  Vaän toác phaûn öùng luùc naøy phuï thuoäc I, noàng ñoä I caøng cao, vaän toác caøng giaûm ta khaéc phuïc baèng caùch taêng noàng ñoä cô chaát S ñeå loaïi boû taùc duïng cuûa I. Kìm haõm khoâng caïnh tranh:  Coù caáu taïo hoùa hoïc khaùc vôùi caáu taïo hoùa hoïc cuûa cô chaát  Lieân keát vôùi Enzym khoâng phaûi ôû trung taâm hoaït ñoäng, laøm thay ñoåi caáu truùc khoâng gian cuûa Enzym, laøm cho Enzym khoâng taùc duïng ñöôïc vôùi cô chaát. TD: (hình veõ) Vaän toác phaûn öùng E luùc naøy chæ tuøy thuoäc vaøo noàng ñoä I maø khoâng coù caùch khaéc phuïc.  ÖÙng duïng cuûa I khoâng caïnh tranh:  Laøm thuoác Sulphamid: trò ñau buïng tieâu chaûy Visinh vaät ñöôøng ruoät coù Enzym trong ñoù trung taâm hoaït ñoäng coù p.amino-benzoic, sulfamid seõ keát hôïp vaø theá choã cuûa p.a.s. laøm Enzym bò voâ hoaït daãn ñeán vi sinh vaät cheát ( I caïnh tranh)  Hôïp chaát (CN) keát hôïp vôùi Fe cuûa Enzym citopomoxydase (Enzym ñieàu khieån söï hoâ haáp ) laøm voâ hoaït Enzym naøy, ta seõ bò ngaït thôû vaø cheát.  Kìm haõm khoâng caïnh tranh ñoâi khi xaûy ra ñoái vôùi tröôøng hôïp thöøa SP P., khaéc phuïc baèng caùch laáy SP ñi lieân tuïc.  Thöøa cô chaát S quaù cuõng coù theå daãn ñeán kìm haõm khoâng caïnh tranh, neáu cô chaát ñoù coøn coù theå taùc duïng vôùi nhöõng nhoùm chöùa khaùc ngoaøi trung taâm hoaït ñoäng. IV.TÍNH ÑAËC HIEÄU CUÛA ENZYM: 1. Caùc ñònh nghóa:  Ñaây laø moät ñaëc tính rieâng bieät cuûa Enzym so vôùi caùc chaát xuùc taùc voâ cô.  Moãi Enzym chæ coù theå xuùc taùc chuyeån hoùa moät hay moät soá chaát nhaát ñònh theo moät kieåu phaûn öùng nhaát ñònh, tuøy vaøo caáu taïo cuûa trung taâm hoaït ñoäng.  Söï löïa choïn naøy cuûa Enzym ñöôïc goïi laø tính ñaëc hieäu cuûa Enzym .  Coù nhieàu daïng ñaëc hieäu Enzym : a.Ñaëc hieäu quang hoïc: Ña soá caùc chaát trong töï nhieân coù ñoàng phaân quang hoïc L hay D, cis hay trans. Tính ñaëc hieäu quang hoïc cuûa Enzym laøm cho moãi Enzym chæ coù theå xuùc taùc vôùi moät daïng ñoàng phaân maø thoâi. TD1: Fumarat hydratase chæ taùc duïng leân daïng L.acid Malic maø khoâng taùc duïng vôùi D.acid Malic, noù cuõng chæ taùc duïng leân daïng trans-a.fumaric maø khoâng taùc duïng vôùi daïng cis. Enzym fumarat hydratase: xuùc taùc phaûn öùng keát hôïp hay loaïi nöôùc cuûa a.Malic vaø a.Fumaric COOH +H2O COOH CH HO CH CH COOH -H2O CH2 COOH acid fumaric (trans) L-acid Malic Theo thuyeát Ña aùi löïc cuûa Berman vaø Fruton (1941) do cô cheá ñaëc hieäu quang hoïc, cô chaát phaûi keát hôïp vôùi Enzym ít nhaát ôû 3 ñieåm do ñoù Enzym chæ coù theå taùc duïng vôùi moät daïng ñoàng phaân quang hoïc maø thoâi. TD2: CH3 CH3 Lactat dehydrogenase C O HO C H COOH acid piruvic COOH L-acid lactic Coù 1 soá Enzym xuùc taùc cho phaûn öùng chuyeån hoùa töø daïng ñoàng phaân quang hoïc sang daïng khaùc. Caùc Enzym naøy coù vai troø quan troïng khi duøng ñeå saûn xuaát caùc chaát dinh döôõng baèng phuông phaùp hoùa hoïc. Cuï theå laø vôùi caùc Enzym coù theå chuyeån caùc acid amin daïng D sang daïng L. TD: Lactat traemase cuûa vi khuaån xuùc taùc cho phaûn öùng chuyeån D.acid lactic thaønh L.acid lactic. Aldo-1-epimera xuùc taùc cho phaûn öùng chuyeån -D-glucose sang -D-glucose. Maleinat cis-trans isomerase cuûa vi khuaån xuùc taùc cho phaûn öùng chuyeån hoùa cis-maleic thaønh transmaleic. Enzym coøn coù theå ñònh vò, phaân bieät giöõa hai nhoùm chöùc hoøan toøan gioáng nhau. TD: H2C OH 1 H2C OH glicerophosphatkinase HC OH 2 HC OH + ATP + ADP 3 H2C OH H2C OP glycerin Löu yù : caùc Enzym xuùc taùc chuyeån hoùa acid amin trong cô theå ngöôøi vaø ñoäng vaät thöôøng chæ taùc duïng vôùi daïng L.acid amin. Do doù neáu ñöa vaøo cô theå caû hoãn hôïp Racemic caû daïng D vaø L cuûa 1 acid amin naøo ñoù (thöôøng nhaän ñöôïc baèng phöông phaùp toång hôïp) thì chæ 1 nöûa löôïng acid amin ñöôïc söû duïng. Trong moät soá tröôøng hôïp caùc D.acid amin coøn laïi laïi coù taùc duïng kìm haõm Enzym . TD: D.asparagin seõ öùc cheá Enzym asparagiase ñoái vôùi L.asparagin. b.Ñaëc hieäu kieåu phaûn öùng : moãi Enzym chæ coù theå xuùc taùc cho 1 kieåu phaûn öùng chuyeån hoùa nhaát ñònh. TD: 6 lôùp cuûa Enzym : thuûy phaân, toång hôïp, chuyeån vò, ñoàng phaân hoùa, oxy hoùa khöû, phaân caét taïo noái ñoâi,… c. Ñaëc hieäu kieåu cô chaát: Laïi ñöôïc phaân bieät thaønh caùc daïng sau:  Ñaëc hieäu nhoùm töông ñoái:  Chæ coù 1 ñieàu kieän: Enzym coù khaû naêng taùc duïng leân 1 lieân keát hoùa hoïc nhaát ñònh trong cô chaát maø khoâng phuï thuoäc vaøo baûn chaát hoùa hoïc cuûa caùc caáu töû. Enzym lipase khoâng phuï thuoäc goác R1, R2, R3, cöù coù nhoùm lieân keát ester trong lipid laø seõ phaân caét  Noùi cuï theå, neáu goïi cô chaát coù chöùa lieân keát laø A-B thì vôùi möùc ñoä ñaëc hieäu nhoùm töông ñoái thì Enzym chæ ñeå yù A-----B  Ñaëc hieäu nhoùm töông ñoái:  Caàn 2 ñieàu kieän:  Enzym taùc duïng leân 1 kieåu noái hoùa hoïc nhaát ñònh A-B  Caáu taïo cuûa 1 trong 2 caáu töû taïo thaønh lieân keát ñoù phaûi xaùc ñònh A------B TD1: Enzym naøy xuùc taùc phaûn öùng thuûy phaân lieân keát peptid ( lieân keát naøy phaûi ôû gaàn moät goác –COOH töï do) TD2: amino peptidase Enzym naøy xuùc taùc phaûn öùng thuûy phaân lieân keát peptid (lieân keát naøy phaûi ôû gaàn goác NH2) TD3: tripsin: thuûy giaûi lieân keát peptid R1 : Arg, Lys TD4: Chimotrypsin: thuûy giaûi lieân keát peptid R1 : Phe, Tryp, Tyr TD5: Pepsin: thuûy phaân lieân keát peptid R2: Phe, Leu  Ñaëc hieäu tuyeät ñoái:  Caàn 3 ñieàu kieän: Enzym xuùc taùc moät loaïi lieân keát naøo ñoù Enzym chæ taùc duïng leân moät chaát A coù caáu taïo nhaát ñònh nhaát ñònh B coù caáu taïo nhaát ñònh A------B  Loaïi Enzym naøy khoâng taùc duïng leân baát kyø moät daïng daãn xuaát naøo cuûa cô chaát, maëc duø caáu taïo daãn xuaát vaø cô chaát raát gioáng nhau TD1: TD2:  Sau naøy khi caùc coâng trình nghieân cöùu saâu hôn tìm ra laø urease thaät ra cuõng coù taïo phaûn öùng vôùi daãn xuaát cuûa ure nhöng vôùi toác ñoä nhoû hôn nhieàu laàn. TD: thay ure baèng hydroxy ure, toác ñoä phaûn öùng giaûm 120 laàn.  Caùc Enzym thuoäc nhoùm naøy nhö glucoxydase, ascorbat-oxydase, arginase, urease,… 2-Phaân loaïi Enzym theo tính ñaëc hieäu:  söï phaân loaïi Enzym theo tính ñaëc hieäu ñöôïc theå hieän qua caùch goïi teân heä thoáng vaø kyù hieäu nhoùm.  Ta coù 6 nhoùm: 1.Oxydoreductase: Enzym oxy hoùa khöû.  Caùch goïi teân caùc Enzym naøy: Teân chaát cho H+: teân chaát nhaän H+ oxydoreductase  Thöôøng laø Enzym 2 caáu töû: coù Coenzym laø NAD+, NADP+ NAD+: Nicotin amid Adenosin Dinucleotid NADP+: Nicotin amid Adenosin Dinucleotid Photphat FMN: RiboFlavin Mono nucleotid (vitamin B2) FAD: RiboFlavin Adenin Dinucleotid (vitamin B2) Hem: Hemmoglobin  Caùc Enzym trong lôùp naøy laïi coù chia ra caùc loaïi phaân nhoùm nhö: * Dehydrogenase: xuùc taùc phaûn öùng taùch hydro tröïc tieáp töø cô chaát * Oxydase: chuyeån e ñeán oxy ñeå hoaït hoùa oxy moät caùch tröïc tieáp Citocrom C oxydase (1.9.3.1) * Oxygenase: xuùc taùc phaûn öùng keát hôïp tröïc tieáp oxy vaøo phaân töû hôïp chaát höõu cô: toøan boä phaân töû Oxy. Hydrolase: keát hôïp ½ phaân töû Oxy thaønh –OH TD: * Peroxydase: xuùc taùc phaûn öùng oxy hoùa coù H2O2 chaát cho + H2O2 chaát bò oxyhoùa + H2O catalase 2H2O2 O2 + 2H2O 2. Transferase: chuyeån vò  Nhoùm Enzym xuùc taùc phaûn öùng chuyeån vò 1 nhoùm chöùc (goác) naøo ñoù töø chöùc naøy sang chaát kia.  Tuøy thuoäc vaøo caùc nhoùm chuyeån ta coù teân khaùc nhau cuûa phaân nhoùm Acyltransferase: chuyeån vò nhoùm acyl qua CoA   Glucotransferase: chuyeån vò nhoùm ñöôøng (pentose, hexose)  Aminotransferase: chuyeån vò nhoùm NH2 (amin)  Phosphotransferase: chuyeån vò goác P  Metyltransferase: chuyeån vò goác –CH3 Carboxyltransferase: chuyeån vò goác –CO2 3. Hydrolase: phaûn öùng thuûy phaân  xuùc taùc phaûn öùng thuûy phaân (+H2O) R1 –R2 + H2O R1OH  coù caùc nhoùm phuï nhö sau:  + R2H  Peptihydrolase: thuûy phaân lieân keát peptid. + Endopeptihydrolase: caét giöõa maïch –proteinase + Exopeptihydrolase: caét töø ñaàu maïch – peptidase  Esterase: xuùc taùc phaûn öùng thuûy phaân lieân keát ester R-OCOR1 + H2O RCOOH + R1OH TD: lipase, phosphatase, lecithinase,…  Glucosidase: thuûy phaân lieân keát ester cuûa goác ñöôøng; lieân keát glucozit Amidase: thuûy phaân caùc amid RCONH2 + H2O RCOOH + NH3 4. Liase: phaân caét khoâng coù H2O  Xuùc taùc quaù trình phaân caét 1 nhoùm naøo ñoù ra khoûi hôïp chaát maø khoâng coù söï tham gia cuûa H2O  Teân goïi: Teân cô chaát + teân nhoùm bò caét + Liase  Decarboxylase: caét CO2  Hydratase: loaïi boû vaø keát hôïp H2O 5. Isomerase: ñoàng phaân hoùa  Xuùc taùc chuyeån töø daïng ñoàng phaân naøy sang daïng ñoàng phaân khaùc VD: mutaza: chuyeån nhoùm trong moät phaân töû TD: glucophosphatisomerase 6. Ligase: toång hôïp synthetase  Xuùc taùc söï toång hôïp hôïp chaát höõu cô nhôø naêng löôïng cuûa ATP vaø caùc chaát töông töï  TD: asparagin synthetase: toång hôïp asparagin Glutamin synthetase: toång hôïp glutamin V-ÑIEÀU CHÆNH PHAÛN ÖÙNG ENZYM: ( soaïn sau) VI-ÖÙNG DUÏNG CUÛA ENZYM: (trong coâng ngheä thöïc phaåm) Gaàn 3000 loaïi Enzym ñöôïc chia laøm 6 nhoùm. Nhoùm naøo cuõng coù nhöõng ñaëc ñieåm vaø öùng duïng rieâng ôû nhieàu lónh vöïc. Rieâng ôû lónh vöïc cheá bieán thöïc phaåm, coù 2 loaïi Enzym thöôøng ñöôïc söû duïng nhaát ñoù laø Enzym thuûy phaân vaø Enzym oxy hoùa khöû. 1-phaûn öùng thuûy phaân : phaûn öùng thuûy phaân vöøa coù nhieàu öùng duïng trong vieäc cheá bieán caùc saûn phaåm thöïc phaåm vöøa laø nguyeân nhaân gaây hö hoûng thöïc phaåm. TD1:  Neáu muoán thu nhaän caùc saûn phaåm coù khoái löôïng phaân töû nhoû ta duøng phaûn öùng thuûy phaân  Nöôùc maém: dung dòch acid amin töø protein caù  Töông: dung dòch acid amin töø protein ñaäu naønh