heocondethuongk2410
New Member
Download miễn phí Đề tài Động học enzym đồng thể
Tất cả các Enzyme đều nhậy cảm với sự thay đổi của pH của môi trường. Có một vùng pH mà hoạt độ của Enzyme là cực đại.Vùng pH này là kết quả của nhiều tham số: Nhiệt độ, lưc Ion, nồng độ cơ chất .
Enzyme là protein do các axit amin trùng ngưng với nhau tạo nên. Trong số các gốc axit amin của phân tử enzyme có các nhóm Ion hoá được, một số gốc tham gia vào liên kết và định vị cơ chất, một số khác tham gia vào phản ứng, còn đa phần gốc được dùng để duy trì hình thể của enzyme. Các gốc này cũng như cơ chất trong nhiều trường hợp, rất nhậy vơi pH và thường có các trạng thái Ion hoá khác nhau phụ thuộc vào giá trị của pH. Ta có thể dễ dàng hiểu được khi một nhóm –COO- của tâm hoạt động vốn cần thiết cho sự kết gắn cơ chất, nếu giảm pH của môi trường dẫn đến biến thành nhóm COOH thì nó sẽ không kết gắn được cơ chất nữa và enzyme bị mất hoạt tính.
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:
enzym thường được thực hiện bằng cách cấu tạo ra ít nhất một phức hợp tạm thời giữa enzym và cơ chất. Mô hình đơn giản nhất là mô hình của Michaelis .Mô hình này thừa nhận rằng phản ứng chỉ xảy ra với một cơ chất và tao thành chỉ một sản phẩm :a) Các pha của phản ứng enzym
Khi enzym và cơ chất của nó có mặt dưới dạng dung dich thì phức ES được tạo thành một cách nhanh chóng và tăng theo thời gian , đặc biệt là khi S có nồng độ rất lớn. Người ta nói là phản ứng ở trạng thái tiền dừng (prestationaryphase). Thường pha này chỉ kéo dài trong khoảng thời gian vài phần ngàn giây.
Khi pha này kết thúc thì phản ứng bắt đầu vào trạng thái dừng (stationaryphase). ở trạng thái dừng, cơ chất vẫn bão hoà enzym, phức hợp ES có nồng độ cực đại và ổn định. Lượng sản phẩm tạo ra tăng lên một cách tuyến tính. Người ta nói phản ứng đang ở trong điều kiện ban đầu. Vận tốc phản ứng lúc này không đổi và phản ứng có thứ bậc không. Vận tốc phản ứng lúc này không đổi và phản ứng có thứ bậc không. Vận tốc lúc này được gọi là vận đầu và đặc trưng cho trạng thái dừng. Đôi khi người ta cũng gọi là vận tốc dừng vì nó vẫn giữ không đổi chừng nào nồng độ S còn bão hoà enzym. Điều kiện ban đầu thường có thời gian phản ứng ngắn(một vài phút và có thể tới hàng chục phút ) và lượng cơ chất được tạo thành sản phẩm còn rất ít (do dó có thể bỏ qua phản ứng nghịch).
Tiền dừng
(S)o
t1
t2
Pha dừng
Pha sau dừng
Thời gian
Nồng độ
(S)t
(ES)
(S)
(P) (P)
(E)
d(ES)/dt = 0
0
Sau thời một thời gian dài hay ngắn phụ thuộc vào enzym (thường từ vài phút đến một giờ), lượng cơ chất bị cạn kiệt và nồng độ phức ES cũng giảm dần theo. Vận tốc phản ứng giảm và cuối cùng triệt tiêu hoàn toàn. Phản ứng ở trạng thái sau dừng (post-stationry state).
Dựa vào cơ chế phản ứng có thể chia chản ứng enzym ra làm hai giai đoạn
Hình 2. Các pha của phản ứng enzym một cơ chất
b) Hai giai đoạn của phản ứng enzym
Trong những điều kiện ban đầu, nồng độ của cơ chất rất lớn so với nồng độ enzym.
*Giai đoạn đầu: Phức hợp enzym – cơ chất được tạo thành một cách nhanh chóng và thuận nghịch nhờ các tương tác phi đồng hoá trị giữa cơ chất và các axit amin nhận biết của tâm hoạt động của enzym:
Sự kết hợp giữa E và S là một phản ứng bậc 2 nên hằng số kết hợp k1 được đo bằng (M-1.s-1), còn sự phân ly phức ES là phản ứng bậc 1 nên k-1 được đo bằng s-1. Thường tỉ số là khá cao và được gọi là hằng số ái lực kal của enzym đối với cơ chất:
*Giai đoạn 2: hay giai đoạn xúc tác gồm một chuỗi các phản ứng trung gian nhằm biến đổi phức ES thành trạng thái quá độ trong đó cơ chất được liên kết với các gốc axit amin xúc tác của tâm hoạt động enzym (thường bằng liên kết đồng hoá trị). Rồi trạng thái quá độ này sẽ tự chuyển hoá thành phức enzym – sản phẩm và cuối cùng phức enzym – sản phẩm sẽ phân ly thành enzym tự do và sản phẩm:
Vậy, toàn bộ chuỗi sự kiện này có liên quan với các axit amin xúc tác và vận tốc chung (tổng) của quá trình này thường được đặc trưng bởi hằng số xúc tác . Vì phản ứng tổng là phản ứng bậc nhất đối với phức ES do đó kcat được biểu thị bằng s-1. Và quá trình enzym tổng thể có thể viết:
(3.2)
Thường thì giai đoạn xúc tác chậm so với giai đoạn tạo ra phức ES do đó hằng số xúc tác kcắt nhỏ hơn hằng số kết hợp k1.
Vận tốc đầu: Theo (3.2), vận tốcđầu có thể viết:
Vì trong pha đầu, sự hình thành mỗi mol P đều tương ứng với sự chuyển hoá một mol [ES]. Do đó việc tính v0 có liên quan với việc tính nồng độ [ES].
I.3.2 Giả thuyết của Brigg và Haldane
Để tính toán nồng độ này, Brigg và Haldane đã đề ra giả thuyết về trạng thái gần dừng (quasi stationnaire) hay dừng bề ngoài (biểu kiến). Họ coi rằng nồng độ [ES] là không đổi trong giai đoạn đầu, có nghĩa là vận tốc đầu tạo thành ES (va) bằng vận tốc phân giải phức ES (vd):
Vậy phương trình trạng thái ở trạng thái dừng có thể viết:
hay với (3.3)
Km được gọi là hằng số Michaelis-Menten.
Km được đo bằng nồng độ mol M.
I.3.3 Phương trình Michaelis – Menten
Enzym là một chất xúc tác nên trong quá trình phản ứng số lượng enzym tổng khộng thay đổi, có nghĩa :
Thay [E] bằng vào phương trình Brigg Haldane (3.3), ta được
hay
Vậy (3.4)
Phương trình này gọi là phương trình Michaelis Manten. Nếu tất cả phân tử enzym đều ở trong phức với cơ chất thì nồng độ [ES] bằng nồng độ tổng của enzym [E]0. Vận tốc đầu của phản ứng sẽ đạt đến giá trị cao nhất của nó: vận tốc cực đại:
Phương trình Michealis- Menten (3.4) có thể viết:
(3.5)
Vậy vận tốc cực đại sẽ đạt được nếu nồng độ cơ chất là rất lớn so với nồng độ enzym. Hằng số Km có thể xác định như là giá trị của của nồng độ cơ chất mà tại đó vận tốc đầu bằng một nửa vận tốc cực đại.
Hằng số Km cũng liên quan với ái lực của enzym đối với cơ chất:
ở trên, ta đã thấy hằng số kcắt là rất nhỏ so với k1 nên có thể coi , có nghĩa là Km bằng nghịch đảo của hằng số ái lực.
Vậy, việc đo hằng số Km là cách tốt nhất để đánh giá ái lực của một enzym với cơ chất đã cho.
Thường hiệu quả xúc tác của enzym được đánh giá qua hằng số đặc hiệu kA
k1 là giới hạn trên của tỷ số này và tỷ số này sẽ đạt đến giới hạn trên nếu k-1 là bé so với kcắt. k1 lại bị giới hạn bởi vận tốc khuếch tán của enzym và cơ chất đến với nhau nên không thể vượt qua giá trị tối đa của vận tốc khuếch tán này, thường vào khoảng 108- 109M-1.s-1.
Với một enzym cắt có k-1 và kcất =103s-1, k1 = 109 M-1.s-1 ta sẽ có giá trị như sau:
vậy
I.3.4 Tính thuận nghịch và hệ thức Haldane
ở chừng mực nào đó, các phản ứng enzym đều có tính thuận nghịch, có nghĩa là các enzym có thể xúc tác cả phản ứng ngược:
Ta có thể viết:
với
Vận tốc cực đại của phản ứng Vmax
Vận tốc cực đại của phản ứng nghịch V’max
Ta có thể suy ra: và
Từ đây ta có hệ thức Haldane:
Kcb: là hằng số cân bằng cảu phản ứng tổng.
Hệ thức này chỉ rõ sự phụ thuộc lẫn nhau giữa hằng số cân bằng và các tham số động học của một phản ứng enzym thuận nghịch do đó không thể bỏ qua phản ứng nghịch khi sản phẩm đã được tích tụ.
Chú ý: Hằng số kcắt là tổng hợp nhiều giai đoạn liên tiếp chuyển hóa phức Michaelis- Menten đến trạng thái quá độ, rồi từ trạng thái quá độ này đến phức “enzym –sản phẩm” và cuối cùng phân ly phức này đến enzym tự do và sản phẩm:
Do đó, giá trị của hằng só kcắt phụ thuộc vào giá trị của hằng số tương ứng với giai đoạn chậm nhất tức là giai đoạn giới hạn.
Phải luôn nhớ rằng phương trình Brigg-Haldane và phương trình Michaelis-Menten chỉ có giá trị khi được đặt trong những điều kiện ban đầu đã xác định trước. Ngoài ra, cũng cần chú ý rằng trong các phương trình ở trên người ta luôn coi nồng độ cơ chất tự do