teresatuyetlinh
New Member
Download miễn phí Giáo trình Enzyme - Đại học Đà Lạt
MỤC LỤC
MỤC LỤC.- 1 -MỞ ĐẦU.- 3 -I. BẢN CHẤT PROTEIN CỦA ENZYME.- 4 -II. DANH PHÁP VÀ PHÂN LOẠI ENZYME.- 6 -III. ĐỘNG HỌC CỦA CÁC PHẢNỨNG ENZYME.- 8 -IV. NHỮNG TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦAXÚC TÁC SINH HỌC.- 12 -1. Enzyme thể hiện tính đặc hiệu cao đối với cơchất của chúng.- 12 -2. Xúc tác enzyme dẫn đến sự hình thành một phức hệ trung gian giữa enzyme và cơ chất.- 12 -3. Trung tâm của enzyme tương tác đặc hiệu với cơ chất được gọi là trung tâm hoạt động.- 12 -4. Enzyme làm giảm năng lượng hoạt hóa cần thiết cho một phản ứng. .- 13 -5. Một số enzyme tham gia điều hòa tốc độ phản ứng.- 14 -6. Một số enzyme là multienzyme hay phức hệ đa chức năng.- 15 -7. Động học của phản ứng enzyme hai cơ chất.- 15 -8. Ảnh hưởng của pH.- 16 -9. Ảnh hưởng của nhiệt độ.- 18 -V. ỨC CHẾ ENZYME.- 19 -1. Ức chế cạnh tranh (competitive inhibition).- 19 -2. Ức chế không cạnh tranh kiểu thứ I (noncompetitive inhibition).- 22 -3. Ức chế không cạnh tranh kiểu thứ II (uncompetitive inhibition).- 23 -VI. CÁC CHẤT ỨC CHẾ TRAO ĐỔI CHẤT- ANTIMETABOLITE.- 24 -VII. HỆ THỐNG MULTIENZYM VÀ VAI TRÒ CỦA ENZYME ĐIỀU HÒA.-
26 -VIII. HỆ THỐNG CASCADE - BIẾN ĐỔI ĐỒNG HÓA TRỊ.- 29 -IX. HOẠT HÓA ENZYME.- 31 -X. TƯƠNG TÁC PROTEIN - PROTEIN.- 32 -XI. TÍNH ĐẶC HIỆU CỦA ENZYME ĐỐI VỚI CƠ CHẤT.- 33 -XII. CƠ CHẾ TĂNG TỐC ĐỘ CÁCPHẢN ỨNG HÓA HỌC NHỜ ENZYME.-
36 -1. Tăng tốc độ phản ứng và tính đặc hiệu cơ chất.- 36 -2. Sự phù hợp cảm ứng và xúc tác enzyme.- 38 -3. Cơ chế tiếp cận.- 38 -4. Gây mất ổn định (Destabilization).- 40 -5. Xúc tác acid-base phối hợp.- 41 -XIII. ISOENZYME.- 46 -XIV. CÁC NHÓM ENZYME.- 47 -1. Enzyme oxy hóa - khử.- 47 -2. Transferase.- 53 -3. Hydrolase.- 55 -4. Liase.- 57 -5. Isomerase.- 58 -6. Ligase (synthetase).- 59 -GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học
Enzyme -2 -XV. TÁCH CHIẾT VÀ TINH CHẾ ENZYME.- 60 -XVI. SỬ DỤNG ENZYME TRONG CÔNG NGHỆ SINH HỌC.- 65 -XVII. ENZYME CỐ ĐỊNH.- 68 -1.Ý nghĩa của enzyme cố định.- 68 -2. Các phương pháp điều chế enzyme cố định.- 68 -3. Một số đặc tính của enzyme cố định.- 74 -4. Ứng dụng của enzyme cố định.- 75 -
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
có vú galactosyl transferase liênkết trên màng tương tác với một protein hòa tan là α-lactalbumin để tạo ra
lactose synthase, enzyme xúc tác tổng hợp lactose. Trong tương tác α-
lactalbumin với galactosyl-transferase tính đặc hiệu cơ chất của transferase
được biến đổi sao cho glucose trở thành chất nhận cơ chất. Glucose là một
chất nhận rất yếu (Km = 1 → 2M) đối với transferase này, song, khi có mặt
α-lactalbumin, nó trở thành một chất nhận rất tốt. (Km = 10 → 13M).
GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học
Enzyme - 33 -
XI. TÍNH ĐẶC HIỆU CỦA ENZYME ĐỐI VỚI CƠ CHẤT.
Enzyme khác một cách rõ rệt với các chất xúc tác hóa học khác ở tính
đặc hiệu cơ chất và hiệu quả xúc tác. Phần lớn enzyme chỉ có một số ít các
cơ chất tự nhiên để được biến hóa thành sản phẩm đơn giản với hiệu qủa rất
cao. Cấu trúc độc đáo của trung tâm hoạt động của enzyme quy định tính đặc
hiệu này và không chỉ cho phép kết hợp một cách thuận lợi với cơ chất đặc
hiệu mà còn loại trừ khả năng liên kết không thích hợp của nhiều chất không
phải là cơ chất của enzyme. Mức độ đặc hiệu cao này được duy trì cùng với
tốc độ phản ứng nhanh gấp 106 - 1012 lần so với các phản ứng tự phát không
xúc tác.
Nhiều enzyme có tính đặc hiệu tuyệt đối đối với một cơ chất duy nhất.
Đó là trường hợp của suxinate dehydrogenase và fumarase. Các enzyme
khác có tính đặc hiệu rộng hơn, ví dụ trypsin thủy phân tất cả các liên kết
peptide, amide và ester hình thành với sự tham gia của lysine hay
arginine. Mặc dù có thể thủy phân các kiểu liên kết khác nhau, trypsin có
tính đặc hiệu một cách nghiêm ngặt với các nhóm R của lysine và arginine.
Ví dụ, các dẫn xuất α-N-benzoylamide của homoarginine và ornitine không
phải là cơ chất, trong khi đó các dẫn xuất này của arginine và lysine lại bị
thủy phân rất nhanh chóng thành α-N-benzoylaminoacid và NH3. Sở dĩ như
vậy là vì homoarginine chứa một nhóm -CH2 - nhiều hơn trong gốc R của nó
so với arginine, còn ornitine lại chứa một nhóm -CH2 - ít hơn so với lysine.
C=O
C=O
NH3+ HN O NH2+ HN O
H2C - (CH2)3 - CH - C - NH2 H2N - C -NH -(CH2)3 -CH - C - NH2
α-Benzoyl-L-lysinamide α-Benzoyl-L-argininamide
C=O
C=O
NH3+ HN O NH2+ HN O
H2C - (CH2)2 - CH - C - NH2 H2N - C -NH -(CH2)4 -CH - C - NH2
α-Benzoyl-L-ornitinamide α-Benzoyl-L-homoargininamide
GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học
Enzyme - 34 -
Các nghiên cứu tinh thể cho thấy rằng tính đặc hiệu này gắn liền
với phản ứng của nhóm cation của cơ chất với nhóm COO- của acid aspartic
tại trung tâm hoạt động. Sự đổi chỗ của nhóm cation do tăng hay giảm một
nhóm -CH2- đã ngăn cản sự liên kết của cơ chất và do đó không cho phép
enzyme thực hiện phản ứng deamine-hóa.
Các enzyme khác phản ứng với các hợp chất khác nhau và có tính đặc
hiệu tương đối rộng. Leucine aminopeptidase là một ví dụ. Enzyme này thủy
phân nhiều amide của α-L-aminoacid và dipeptide với tốc độ khác nhau
trong các phản ứng có dạng như sau:
NH2 O NH3+
R – C - C - NHR’ + H2O ⎯→ R - C -COO- + H3NR’
H
H
trong đó R là gốc aminoacid còn R' là nguyên tử hydro (trong amide) hay
một gốc aminoacid khác (trong dipeptide). Mỗi cơ chất cần có một nhóm
amine không bị thay thế và một nguyên tử hydro tại carbon nằm cạnh liên
kết amide hay peptide nhạy cảm. Gốc aminoacid NH2-tận cùng phải có cấu
hình L, trừ glycine vốn cũng chỉ rất ít khi tham gia trong việc tạo ra cơ chất
cho enzyme này.
Tính đặc hiệu của các enzyme nói trên cho thấy rằng kích thước, hình
dạng và bản chất hóa học của các nhóm trên cơ chất xác định tốc độ mà cơ
chất chịu sự tác động của enzyme. Những dữ kiện có được ngày nay cho
phép nghĩ rằng trong việc hình thành sự kết hợp mang tính bổ sung giữa cơ
chất với trung tâm hoạt động của enzyme có thể có sự tham gia của các
tương tác kỵ nước, tĩnh điện cũng như liên kết hydro. Trong một số trường
hợp các chất trung gian đồng hóa trị cũng có thể hình thành một cách tạm
thời trong các phức hệ enzyme-cơ chất. Như vậy, tất cả các nhóm của cơ chất
được lắp đặt một cách sít sao vào trung tâm hoạt động sao cho mỗi nhóm
nằm một cách chính xác bên cạnh các nhóm bổ sung sao cho mỗi nhóm nằm
một cách chính xác bên cạnh nhóm bổ sung trong trung tâm hoạt động. Mục
đích chính của chúng ta là hiểu được bằng cách nào kiểu liên kết đặc hiệu
như vậy cuối cùng dẫn đến sự biến đổi hóa học đi đôi với việc gắn cơ chất
tại trung tâm hoạt động của enzyme. Tuy nhiên, trước khi xem xét những cơ
chế này, cần tìm hiểu các cơ chế của việc thúc đẩy nhanh tốc độ của các
phản ứng enzyme.
Có hai cơ sở cấu trúc quan trọng xác định tính đặc hiệu của enzyme đối
với cơ chất. Đó là:
GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học
Enzyme - 35 -
1/ Cơ chất cần chứa kiểu liên kết
hóa học đặc trưng mà enzyme có thể
công phá;
Hình 11. Sự phù hợp về cấu trúc
giữa enzyme và cơ chất
2/ Bên cạnh yếu tố thứ nhất, cơ
chất còn chứa một hay một số nhóm
chức có khả năng kết hợp với enzyme
bằng cách nào đó để định hướng cơ
chất tại trung tâm hoạt động, tức
trung tâm phản ứng, của enzyme. Ví
dụ điển hình là trường hợp
acetylcholine esterase phân giải liên
kết ester giữa choline và gốc acetyl
(hình 11). Khả năng của enzyme phân
giải liên kết ester phụ thuộc cả vào sự
tồn tại của các gốc serine, tyrosine và
histidine vốn trực tiếp tham gia quá
trình phản ứng, cũng như vào sự có
mặt của nhóm COO- để liên kết tĩnh
điện với N+của cơ chất.
GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học
Enzyme - 36 -
XII. CƠ CHẾ TĂNG TỐC ĐỘ CÁC PHẢN ỨNG HÓA HỌC NHỜ
ENZYME.
Enzyme làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng và bằng cách đó
tăng tốc độ của phản ứng. Kiểu tăng tốc độ này cần được giải thích bằng lời
lẻ của các phản ứng hóa học xảy ra khi cơ chất tương tác với enzyme. Các cơ
chế này rõ ràng có quan hệ với những cơ chế xác định tính đặc hiệu cơ chất.
1. Tăng tốc độ phản ứng và tính đặc hiệu cơ chất.
Các kiểu phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình xúc tác của enzyme
cũng tương tự như trong các phản ứng hóa học hữu cơ. Tuy nhiên, khía cạnh
đặc hiệu của tác dụng enzyme là tính đặc hiệu cơ chất và tính chất của nhiều
enzyme cho thấy rằng năng lượng liên kết đặc hiệu của các tương tác nhiều
thành phần vốn xảy ra giữa các nhóm bổ sung trong cơ chất và trong trung
tâm hoạt động được sử dụng để cung cấp động lực cho xúc tác đóng góp một
phần quan trọng trong việc giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng, và như
vậy làm cho tốc độ của tất cả các phản ứng enzyme tăng lên đáng kể. Điều
này được biểu thị ở nhiều enzyme, nhưng gây ấn tượng nhất là ở
phosphoglucomutase xúc tác phản ứng thuận nghịch sau đây:
α-D-Glucoso-1-phosphate α-D-Glucoso-6-phosphate
Phản ứng này chỉ xảy ra khi có mặt Mg2+ và glucoso-1,6-diphosphate;
dạng trung gian enzyme phosphoryl-hóa được hình thành, trong đó nhóm
phosphate trên gốc serine duy nhất của enzyme trao đổi với các cơ chất và
với glucoso-1,6-diphosphate:
Enz-OH + Glucozo-1,6-di(P) Enz-O-(P) + Glucoso-1-(P).
Bảng6. Tốc độ tương đối của phosphorryl-hóa một số ch