ENZYM VAØ XUÙC TAÙC SINH HOÏC MUÏC TIEÂU

ENZYM VAØ XUÙC TAÙC SINH HOÏC • MUÏC TIEÂU • Trình baøy ñöôïc baûn chaát cuûa enzym, naêng löôïng hoaït hoaù vaø traïng thaùi chuyeån tieáp cuûa moät phaûn öùng hoaù sinh • Moâ taû ñöôïc caáu taïo vaø chöùc naêng cuûa trung taâm hoaït ñoäng cuûa enzym • Trình baøy ñöôïc tính ñaëc hieäu cuûa enzym • Giaûi thích ñöôïc caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán hoaït ñoäng cuûa enzym • Trình baøy ñöôïc ñoäng hoïc vaø söï öùc cheá cuûa enzym • Trình baøy ñöôïc söï kieåm soaùt hoaït ñoäng cuûa enzym

1-ÑAÏI CÖÔNG VEÀ ENZYM • 1.1- Caùc enzym laø nhöõng chaát xuùc taùc • Coù taùc ñoäng laøm gia taêng vaän toác phaûn öùng hoùa hoïc maø khoâng thay ñoåi tieán trình cuûa phaûn öùng • Vaän toác phaûn öùng coù theå taêng leân tôùi 107 laàn khi coù maët enzym • Phaûn öùng coù theå ñöôïc tieán haønh trong nhöõng ñieàu kieän töông ñoái nheï nhaøng (nhieät ñoä döôùi 100 ñoä C, ôû aùp suaát khí quyeån vaø pH trung tính) • Coù tính ñaëc hieäu cao ñoái vôùi cô chaát maø noù taùc ñoäng cuõng nhö ñoái vôùi caùc saûn phaåm maø noù thaønh laäp.

1-ÑAÏI CÖÔNG VEÀ ENZYM • 1.1- Caùc enzym laø nhöõng chaát xuùc taùc • Taùc ñoäng coù theå ñöôïc ñieàu hoøa  thöôøng nhaïy caûm vôùi noàng ñoä cô chaát hay vôùi moät soá phaân töû khaùc • Baûn chaát caùc enzym laø nhöõng protein Ngoïai leä coù vaøi phaân töû ARN cuõng coù taùc ñoäng xuùc taùc.

1.2- Naêng löôïng hoaït hoùa vaø traïng thaùi chuyeån tieáp • Moïi phaûn öùng ñeàu phaûi vöôït qua moät haøng raøo naêng löôïng thì môùi thöïc hieän ñöôïc. • Haøng raøo naêng löôïng naøy töông öùng vôùi naêng löôïng caàn thieát ñeå chuyeån caùc phaân töû cuûa cô chaát sang traïng thaùi chuyeån tieáp : moät daïng hoùa hoïc khoâng beàn trong tieán trình phaûn öùng ñi töø cô chaát ñeán saûn phaãm. • Traïng thaùi chuyeån tieáp :traïng thaùi trung gian coù naêng löôïng töï do cao nhaát trong taát caû moïi phaûn öùng. • Naêng löôïng töï do hoaït hoùa cuûa Gibbs (G*) : cheânh leäch cuûa möùc naêng löôïng töï do giöõa traïng thaùi chuyeån tieáp vaø cô chaát

Enzym khoâng laøm thay ñoåi möùc naêng löôïng cuûa cô chaát hay cuûa saûn phaåm. Enzym laøm gia taêng toác ñoä phaûn öùng nhöng khoâng aûnh höôûng ñeán söï thay ñoåi naêng löôïng chung cuûa phaûn öùng. • 1.2- Naêng löôïng hoaït hoùa vaø traïng thaùi chuyeån tieáp • Taùc ñoäng cuûa enzym : oån ñònh traïng thaùi chuyeån tieáp cuûa phaûn öùng hoùa hoïc vôùi söï giaûm G*

Naêng löôïng töï do Phaûn öùng khoâng xuùc taùc bôûi enzym Traïng thaùi chuyeån tieáp G* (naêng löôïng töï do hoaït hoùa) Phaûn öùng xuùc taùc bôûi enzym S G (naêng löôïng töï do) P Söï thay ñoåi naêng löôïng trong moät phaûn öùng hoùa sinh

Thí duï veà möùc naêng löôïng hoaït hoùa cuûa phaûn öùng trong ñieàu kieän coù vaø khoâng coù chaát xuùc taùc : • Khoâng xuùc taùc : G* = 32.000 calo/mol • Xuùc taùc voâ cô (H+) : G* = 25.000 calo/mol • Enzym (saccarase) : G* = 9.400 calo/mol Glucose + Fructose Saccarose + H2O

1.3- Söï thay ñoåi naêng löôïng töï do • Söï thay ñoåi naêng löôïng töï do G cuûa Gibbs (kJ mol –1) cho bieát moät phaûn öùng coù thuaän lôïi veà maët naêng löôïng hay khoâng. • Bieán thieân naêng löôïng toång coäng aâm thì phaûn öùng thuaän lôïi veà maët naêng löôïng( coù nghóa laø caùc saûn phaåm cuûa phaûn öùng ôû möùc naêng löôïng thaáp hôn so vôùi möùc naêng löôïng cuûa cô chaát vaø G laø aâm). • G khaùc vôùi G*. • G : khoâng leä thuoäc vaøo chieàu phaûn öùng vaø khoâng cho bieát thoâng tin gì veà vaän toác phaûn öùng • G* : aûnh höôûng ñeán vaän toác phaûn öùng.

1.3- Söï thay ñoåi naêng löôïng töï do • G aâm : phaûn öùng thuaän lôïi veà maët nhieät ñoäng hoïc theo chieàu chæ ñònh (coù nghóa laø phaûn öùng tieán haønh töï nhieân) • G döông : phaûn öùng khoâng thuaän lôïi veà maët naêng löôïng vaø caàn phaûi ñöôïc cung caáp naêng löôïng môùi coù theå thöïc hieän theo chieàu chæ ñònh. • Heä thoáng sinh hoïc : naêng löôïng thöôøng ñöôïc cung caáp baèng vieäc keát hôïp moät phaûn öùng khoâng thuaän lôïi vôùi moät phaûn öùng thuaän lôïi veà maët naêng löôïng : caùc caëp phaûn öùng. Ví duï: Söï thuûy giaûi ATP ñeå thaønh laäp ADP vaø Pi töï do ATP + H2O ADP + Pi Go = -30,5kJ mol –1 (thuaän lôïi)

[B] cb [saûn phaãm] cb K = = [thuoác thöû ] cb [A] cb 1.4- Caân baèng hoùa hoïc Xeùt phaûn öùng sau : 10 –4 /giaây A B 10 –6 /giaây ÔÛ traïng thaùi caân baèng, tyû leä cuûa noàng ñoä cô chaát vaø cuûa saûn phaåm laø moät haèng soá khoâng ñoåihaèng soá caân baèng K. Haèng soá K ñònh nghóa theo nhieät ñoäng hoïc laø:

10-4 kf = = K = 100 kb 10-6 • Phaûn öùng hoùa sinh: haèng soá caân baèng cuõng baèng vôùi tyû leä giöõa vaän toác cuûa phaûn öùng ban ñaàu kf vaø vaän toác cuûa phaûn öùng ñaûo kb • Nhö vaäy, ôû traïng thaùi caân baèng cuûa phaûn öùng treân, noàng ñoä cuûa B gaáp 100 laàn A duø coù hay khoâng coù maët cuûa enzym. • Enzym khoâng laøm thay ñoåi traïng thaùi caân baèng  thuùc ñaåy phaûn öùng nhanh choùng ñaït caân baèng • Khoâng coù maët enzym, caàn khoaûng moät giôø ñeå ñaït ñeán caân baèng • Coù maët cuûa enzym, phaûn öùng coù theå ñaït ñeán caân baèng trong voøng moät giaây.

1.5- Trung taâm hoaït ñoäng (TTHÑ) • Laø vuøng maø enzym keát hôïp vôùi cô chaát vaø chuyeån ñoåi noù thaønh saûn phaåm cuûa phaûn öùng. • Laø moät phaàn nhoû cuûa phaân töû enzym ñöôïc thaønh laäp bôûi caùc acid amin coù theå ôû raát xa nhau treân chuoãi polypeptid. • Caùc acid amin cuûa TTHÑ thöôøng laø Serin, Histidin, Tryptophan, Cystein, Lysin, Arginin, Glutamat. • TTHÑ thöôøng gioáng nhö moät khe nöùt hay raõnh treân beà maët phaân töû enzym thaønh laäp moät khoaûnng khoâng gian thöôøng laø khoâng phaân cöïc taïo thuaän lôïi cho vieäc lieân keát giöõa enzym vaø cô chaát

Caùc cô chaát + TTHÑ = töông taùc yeáu  töông taùc tónh ñieän, lieân keát hydro, lieân keát Van der Walls, töông taùc kî nöôùc)  trong moät soá tröôøng hôïp bôûi nhöõng lieân keát ñoàng hoùa trò thuaän nghòch.

Phöùc hôïp enzym – cô chaát Cô chaát ôû traïng thaùi chuyeån tieáp Saûn phaåmenzym töï do (ñöôïc phoùng thích / dd) Caùc goác xuùc taùc coù hoaït tính/ TTHÑ + phaân töû cô chaát môùi khaùc

(a) Chìa khoùa/oå khoùa (1894, Emil Fischer) Hai daïng naøy ñöôïc xem nhö khoâng thay ñoåi, coá ñònh vaø hoaøn toaøn aên khôùp vôùi nhau. + Enzym Cô chaát E - S Tieáp xuùc caûm öùng (1958 bôûi Daniel E. Koshland Jr) trong ñoù lieân keát cuûa cô chaát caûm öùng laøm thay ñoåi caáu daïng cuûa TTHÑ cuûa enzym. (b) + Enzym Cô chaát E - S Hai moâ hình ñöôïc ñeà nghò ñeå giaûi thích veà söï keát hôïp cuûa cô chaát vaø enzym

1.6- Tính ñaëc hieäu cuûa enzym • Tính ñaëc hieäu roõ reät vaø cao hôn nhieàu so vôùi caùc chaát voâ cô • Theå hieän • ñaëc hieäu phaûn öùng: trong kieåu phaûn öùng ñöôïc chuùng xuùc taùc • ñaëc hieäu cô chaát: trong söï choïn loïc ñoái vôùi cô chaát tham gia phaûn öùng

1.6.1- Tính ñaëc hieäu phaûn öùng : • Enzym chæ xuùc taùc cho moät trong voâ soá nhöõng chuyeån hoùa coù theå coù ñöôïc ñoái vôùi moät cô chaát. • Thí duï: 3 phaûn öùng sau ñaây cuûa acid amin • Acid amin bò oxy hoùa nhôø oxydase cho acid -cetonic vaø NH3 • Acid amin bò khöû carboxyl nhôø decarboxylase cho amin töông öùng vaø CO2 • Chuyeån nhoùm amin sang moät acid -cetonic khaùc nhôø transaminase

1.6.2- Tính ñaëc hieäu cô chaát : • Urease chæ xuùc taùc quaù trình thuûy phaân ure : ñaëc hieäu tuyeät ñoái • Lactate dehydrogenase ngoaøi vieäc taùc duïng vaøo lactat, coøn coù theå taùc duïng vaøo nhieàu chaát khaùc cuõng coù nhoùm-CHOH- nhö lactat : ñaëc hieäu töông ñoái • Tính ñaëc hieäu keùp nhö aminoacyl-syntetase trong quaù trình toång hôïp protein taùc duïng leân hai cô chaát coù caáu truùc hoøan toaøn khaùc nhau : hoaït hoùa acid amin vaø gaén vaøo ARNt

1.6.3- Tính ñaëc hieäu laäp theå : • Caùc enzym chuyeån hoùa acid amin chæ taùc duïng leân L-acid amin maø khoâng taùc duïng leân D-acid amin.

1.7- Danh phaùp vaø phaân loaïi : • 1.7.1- Danh phaùp : • Urease laø enzym xuùc taùc söï thuûy giaûi ureâ • Fructose 1,6-di phosphatase thuûy giaûi fructose 1,6-di phosphat. • Moät soá caùc enzym khaùc coù teân goïi khoâng lieân quan gì ñeán cô chaát: Trypsin vaø Chymotrypsin laø hai enzym thuûy phaân caùc lieân keát peptid cuûa chuoãi polypeptid. • Moät soá caùc enzym laïi ñöôïc goïi döôùi nhieàu teân khaùc nhau.

Heä thoáng danh phaùp quoác teá: • Caùc enzym ñöôïc chia thaønh saùu loaïi chính döïa theo kieåu phaûn öùng xuùc taùc cuûa chuùng. • Xaùc ñònh bôûi moät maõ soá xeáp loaïi goàm boán soá: • soá thöù nhaát chæ loaïi enzym • soá thöù hai chæ nhoùm • soá thöù ba chæ phaân nhoùm • soá thöù tö chæ thöù töï cuûa enzym ñoù trong phaân nhoùm.

Ví duï: • Trypsin mang maõ soá EC (Enzyme Classification) 3.4.21.4 • + soá ñaàu tieân (soá 3) chæ raèng enzym naøy thuoäc loaïi hydrolase • + soá thöù hai (soá 4) cho bieát noù thuoäc nhoùm protease thuûy phaân caùc lieân keát peptid • + soá thöù ba (21) cho bieát ñaây laø moät serin protease coù chöùa goác serin quyeát ñònh trong trung taâm hoaït ñoäng • Ø+ soá thöù tö (4) cho bietá ñaây laø enzym ñöôïc xeáp thöù tö trong nhoùm naøy. • Chymotrypsin coù maõ soá EC 3.4.21.1 vaø Elastase EC 3.4.21.36

1.7.2- Phaân loaïi enzym

2- CAÙC YEÁU TOÁ AÛNH HÖÔÛNG ÑEÁN HOAÏT ÑOÄ CUÛA ENZYM • 2.1- Ñònh löôïng enzym • Coù theå ñöôïc thöïc hieän döïa theo taùc ñoäng xuùc taùc cuûa chuùng töông öùng vôùi vieäc chuyeån ñoãi moät cô chaát thaønh moät saûn phaåm. • Ñeå ñònh löôïng enzym caàn phaûi: • bieát phöông trình caân baèng cuûa phaûn öùng ñöôïc xuùc taùc • thieát laäp qui trình phaân tích cho pheùp ñònh löôïng hoaëc laø söï maát ñi cuûa cô chaát, hoaëc laø söï xuaát hieän cuûa saûn phaåm. • chuù yù vai troø cuûa caùc chaát ñoàng phoái hôïp (cofactor), pH, vaø nhieät ñoä. Ô ûloaøi höõu nhuõ, caùc enzym thöôøng hoïat ñoäng trong khoaûng nhieät ñoä töø 25 – 37 ñoä C

2- CAÙC YEÁU TOÁ AÛNH HÖÔÛNG ÑEÁN HOAÏT ÑOÄ CUÛA ENZYM 2.1- Ñònh löôïng enzym • Vaän toác cuûa phaûn öùng cuõng aûnh höôûng ñeán vieäc ño löôøng hoaït ñoä cuûa enzym (cung caáp ñaày ñuû cô chaát ñeå vaän toác phaûn öùng ban ñaàu tyû leä vôùi noàng ñoä enzym)

Ñònh löôïng enzym : ño toác ñoä xuaát hieän cuûa saûn phaåm hoaëc toác ñoä bieán maát cuûa cô chaát . • Neáu cô chaát (hay saûn phaåm) haáp thu aùnh saùng ôû moät böôùc soùng nhaát ñònh, söï bieán thieân cuûa noàng ñoä cuûa nhöõng chaát naøy coù theå ñöôïc ño baèng caùch khaûo saùt söï bieán thieân cuûa ñoä haáp thu ôû böôùc soùng ñoù. • Maät ñoä quang hoïc tyû leä vôùi noàng ñoä; toác ñoä bieán thieân cuûa ñoä haáp thu tyû leä vôùi toác ñoä phaûn öùng enzym ñöôïc bieåu thò baèng soá mol cô chaát ñöôïc tieâu thuï (hay soá mol saûn phaåm ñöôïc taïo thaønh) trong moät ñôn vò thôøi gian.

NADH vaø NADPH laø hai phaân töû thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå ño söï thay ñoåi ñoä haáp thu trong caùc ñònh löôïng hoaït ñoä enzym vaø chuùng haáp thu trong vuøng töû ngoïai ôû böôùc soùng 340 nm. Thí duï: ño hoaït ñoä cuûa lactat dehydrogenase vôùi cô chaát laø lactat. - Hoaït ñoä enzym coù theå ñöôïc ñònh löôïng baèng caùch ño söï gia taêng cuûa ñoä haáp thu ôû 340 nm vôùi phöông trình phaûn öùng sau: CH3-CH(OH)-COO- + NAD+ CH3-CO- COO-+ NADH + H+ Lactat Pyruvat

2.2- Ñònh löôïng enzym keát hôïp Glucose + O2 + H2O Glucose oxydase Acid Gluconic + H2O2 Hôïp chaát khoâng maøu Peroxydase Hôïp chaát coù maøu H2O Ñònh löôïng keát hôïp enzym giöõa glucose oxydase vaø peroxydase coù theå ñöôïc söû duïng ñeå ño noàng ñoä glucose trong maùu

Neáu muoán ñònh löôïng chính xaùc hoaït ñoä cuûa enzym ñaàu tieân (glucose oxydase) thì enzym thöù hai (peroxydase) vaø nhöõng ñoàng cô chaát cuõng nhö caùc coenzym cuûa chuùng phaûi coù moät löôïng thöøa ñeå khoâng rôi vaøo “böôùc chaäm” laøm aûnh höôûng ñeán vaän toác cuûa enzym keát hôïp. Trong nhöõng ñieàu kieän naøy, toác ñoä taïo ra hôïp chaát coù maøu tyû leä vôùi toác ñoä taïo H2O2 vaø chính toác ñoä naøy tyû leä vôùi hoaït ñoä cuûa glucose oxydase.

2.3- Vaän toác phaûn öùng enzym • Vaän toác cuûa phaûn öùng ñöôïc xuùc taùc bôûi enzym thöôøng ñöôïc goïi laø toác ñoä cuûa phaûn öùng. • Vaän toác phaûn öùng enzym thöôøng lieân quan ñeán giaù trò cuûa vaän toác khôûi ñaàu, ôû thôøi ñieåm zero (bieåu thò Vo, mol/phuùt) . • Vo : vaän toác cao nhaát (chöa coù saûn phaåm ñöôïc thaønh laäp ôû thôøi ñieåm ñoù) • Ngoaøi ra, enzym coù theå laø ñoái töôïng chòu söï öùc cheá ngöôïc bôûi chính saûn phaåm cuûa phaûn öùng vaø/hoaëc trong phaûn öùng nghòch, caùc saûn phaåm coù theå laø nguoàn nguyeân lieäu cho chuùng.

Saûn phaåm (mol) Vo töông öùng vôùi ñoä doác cuûa ñöôøng thaúng tuyeán tính ñi qua toïa ñoä goác Vo ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° t (min) Söï lieân quan giöõa vieäc taïo thaønh saûn phaåm theo thôøi gian trong phaûn öùng ñöôïc xuùc taùc bôûi enzym

Bieåu thò ñôn vò hoaït ñoä enzym : • Thoâng thöôøngbaèng vaän toác ban ñaàu (Vo) cuûa phaûn öùng ñöôïc xuùc taùc (thí duï : baèng mol cô chaát ñöôïc chuyeån hoùa trong 1 phuùt). • 2 ñôn vò tieâu chuaån khaùc cho hoaït ñoä cuûa enzym laø ñôn vò enzym (U) vaø katal (kat) . • U : löôïng enzym caàn thieát ñeå xuùc taùc vieäc chuyeån 1 mol cô chaát trong 1 phuùt ôû 25 ñoä C trong nhöõng ñieàu kieän toái öu cuûa enzym naøy. • Katal laø ñôn vò tieâu chuaån quoác teá SI ño hoaït ñoä enzym ñöôïc ñònh nghóa nhö laø taùc ñoäng xuùc taùc laøm taêng toác ñoä phaûn öùng cuûa moät mol/giaây trong moät heä thoáng ñaëc hieäu.

Söï chuyeån ñoåi giöõa nhöõng ñôn vò • 1 mol/phuùt = 1U = 16,67 nanokat • Hoaït ñoä (hay hoaït ñoä toång coäng) laø toång soá ñôn vò hoaït ñoäng enzym cuûa moät maãu trong khi ñoù hoaït ñoä ñaëc hieäu laø soá ñôn vò hoaït ñoäng enzym töông öùng vôùi 1mg protein (U/mg). • Hoaït ñoä ñaëc hieäu duøng ñeå ñaùnh giaù möùc ñoä tinh khieát cuûa enzym. Trong quaù trình tinh cheá enzym, hoaït ñoä ñaëc hieäu cuûa noù taêng vaø tieán tôùi toái ña vaø khoâng ñoåi khi enzym hoaøn toaøn tinh khieát.

Ñoái vôùi nhöõng noàng ñoä thaáp cuûa cô chaát thì khi taêng gaáp ñoâi cô chaát seõ daãn ñeán vieäc taêng gaáp ñoâi toác ñoä ban ñaàu (Vo). Ñoái vôùi nhöõng noàng ñoä cao cuûa cô chaát, enzym ñaõ bò baûo hoøa va øsöï taêng [S] theâm seõ chæ laøm taêng raát ít Vo. Bieåu ñoà bieãu thò moái lieân quan giöõa Vo theo [S] laø moät ñoà thò daïng hyperbol Vo ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° {S} 2.4- Noàng ñoä cô chaát Moái lieân quan giöõa {S} vaø Vo

2.5- Noàng ñoä enzym • Khi noàng ñoä cô chaát baûo hoøa, moät söï taêng gaáp ñoâi noàng ñoä enzym daãn ñeán vieäc taêng gaáp ñoâi Vo. • Neáu bieåu dieãn baèng ñoà thò söï thay ñoåi cuûa Vo theo noàng ñoä enzym, ta seõ coù moät ñöôøng thaúng.

2.6- Nhieät ñoä • Hai khaû naêng : • Gia taêng nhieät ñoä : taêng naêng löôïng nhieät cung caáp cho caùc phaân töû cô chaát  gia taêng vaän toác cuûa phaûn öùng • ÔÛ nhöõng nhieät ñoä quaù cao  nguy cô phaù vôõ caùc lieân keát yeáu khoâng ñoàng hoùa trò (lieân keát hydrogen, löïc Van der Walls….) laø nhöõng lieân keát laøm oån ñònh caáu truùc khoâng gian ba chieàu cuûa enzym  bieán tính enzym. • Chæ caàn coù moät thay ñoåi nhoû trong caáu hình 3 chieàu cuûa enzym cuõng laøm thay ñoåi caáu truùc cuûa TTHÑ: giaûm hoaït tính enzym

Vo oC 4 37 50 Taùc ñoäng chung cuûa söï gia taêng nhieät ñoä treân vaän toác phaûn öùng cuûa enzym taïo ra hai hieäu öùng ngöôïc nhau. Taùc ñoäng cuûa nhieät ñoä phaûn öùng treân hoaït ñoä enzym

Ñoái vôùi loaøi höõu nhuõ, nhieàu enzym hoaït ñoäng ôû nhieät ñoä gaàn 37 ñoä C. • Taq polymerase tham gia trong phaûn öùng truøng hôïp chuoãi coù trong vi khuaån soáng ôû caùc nguoàn nöôùc noùng vaø enzym naøy thích nghi hoïat ñoäng trong nhöõng ñieàu kieän nhieät ñoä cao.

2.7- pH • Moãi moät enzym coù moät pH toái öu maø ôû pH naøy vaän toác cuûa phaûn öùng xuùc taùc seõ ñaït toái ña. • Moät thay ñoåi nhoû cuûa pH so vôùi giaù trò toái öu cuõng daãn ñeán söï giaõm hoaït ñoä enzym do noù laøm thay ñoåi söï ion hoùa cuûa caùc nhoùm chöùc trong TTHÑ cuûa enzym. • Moät söï thay ñoåi lôùn pH coù theå laøm bieán tính protein enzym do aûnh höôûng ñeán caùc lieân keát yeáu khoâng ñoàng hoùa trò duy trì caáu truùc 3 chieàu cuûa enzym.

Vo Enzym 1 pH 4 5 6 7 8 9 Nhieàu enzym coù pH toái öu khoaûng 6,8 Pepsin laø moät enzym tieâu hoùa hoaït ñoäng trong daï daøy ôû pH acid (pHkhoaûng 2) : phuï thuoäc vaøo moâi tröôøng hoaït ñoäng Enzym 2 Söï thay ñoåi cuûa vaän toác Vo theo pH döôùi daïng hình chuoâng

2.8- Coenzym vaø caùc nhoùm ngoaïi • - Ñeå xuùc taùc moät phaûn öùng, nhieàu enzym caàn coù söï hieän dieän cuûa nhöõng tieåu ñôn vò khoâng phaûi laø protein ñöôïc goïi laø chaát coäng taùc hay cofactor. • Caùc chaát coäng taùc naøy coù theå laø moät hay nhieàu ion voâ cô nhö Zn 2+ hay Fe2+, hoaëc coù theå laø moät phöùc hôïp caùc phaân töû höõu cô ñöôïc goïi laø coenzym : nhoùm ngoaïi (Thí duï Hem trong phaân töû Hemoglobin). • Holoenzym : daïng coù hoaït tính xuùc taùc hoaøn chænh cuûa moät enzym phoái hôïp vôùi coenzym cuûa noù hay vôùi ion kim loaïi cuûa chuùng. • COENZYM + APOENZYM HOLOENZYM (Phaàn protein)

Moät soá coenzym, chaúng haïn NAD+, ñöôïc gaén vôùi enzym roài tieáp ñeán laïi ñöôïc giaûi phoùng ra khoûi enzym trong quaù trình xuùc taùc vaø ñoùng vai troø nhö laø moät chaát ñoàng cô chaát. • Nhieàu coenzym laø nhöõng daãn xuaát töø caùc tieàn chaát laø caùc vitamin.

Nicotinamide adenin dinucleotid (NAD+) vaø nicotinamide adenin dinucleotid phosphat (NADP+) laø hai coenzym maø caáu truùc goàm coù moät base Adenin, hai ñöôøng ribose, glucid ñöôïc lieân keát vôùi nhau bôûi nhoùm phosphat vaø moät nhaân nicotinamid. • NADP+khaùc vôùi NAD+ do coù theâm moät nhoùm phosphat gaén vôùi moät phaân töû ribose • Chöùc naêng gioáng nhau : hoaït ñoäng nhö nhöõng chaát vaän chuyeån ñieän töû vaø tham gia vaøo caùc phaûn öùng oxy hoùakhöû.

NAD+ thöôøng ñöôïc söû duïng trong caùc phaûn öùng dò hoùa (phaân huûy) trong khi NADP+ tham gia vaøo caùc phaûn öùng ñoàng hoùa (sinh toång hôïp). • Phaàn hoaït ñoäng cuûa hai phaân töû : nhaân nicotinamid (daïng oxy hoùa hay daïng khöû ) hoaït ñoäng baèng caùch nhaän hay cho ñieän töû tuøy theo phaûn öùng enzym. • Phaûn öùng keùo theo cuõng laø söï vaän chuyeån proton theo phöông trình sau : • NAD+ + H+ + 2eø NADH

2eø + H+ 2eø + H+ ADENIN NADH/NADPH NAD+ NADP+ Caáu truùc cuûa coenzym NAD+ vaø NADP+

Flavin adenin dinucleotid (FAD) vaø flavin mononucleotid (FMN) cuõng laø nhöõng chaát chuyeån vaän ñieän töû vaø coù caáu truùc hoùa hoïc gaàn nhau • Moãi moät coenzym naøy ñöôïc thaønh laäp bôûi moät ñôn vò flavin mononucleotid coù chöùa trung taâm hoaït ñoäng. FAD coù chöùa theâm moät nhoùm boå sung glucid (Ribose) vaø Adenin. • FAD vaø FMN taùc ñoäng vôùi 2 proton vaø 2 ñieän töû ñeå chuyeån luaân phieân töø traïng thaùi khöû sang traïng thaùi oxy hoùa • FAD + 2H+ + 2eø FADH2

2eø + 2H+ 2eø + 2H+ FMN Caáu truùc cuûa coenzym FAD vaø FMN FAD

2.9- Caùc isoenzym • Isoenzym (isozym) : daïng khaùc nhau cuûa moät enzymxuùc taùc cuøng moät phaûn öùng nhöng chuùng coù nhöõng tính chaát ñoäng hoïc vaø vaät lyù khaùc nhau ( nhö ñieåm ñaúng ñieän, pH toái öu, aùi löïc ñoái vôùi cô chaát hay ñoái vôùi nhöõng taùc ñoäng cuûa caùc chaát öùc cheá) • Nhöõng isoenzym khaùc nhau cuûa moät enzym nhaát ñònh ñöôïc toång hôïp do nhöõng gen khaùc nhau vaø thöôøng taùc ñoäng trong nhöõng moâ khaùc nhau cuûa cô theå.

Ví duï : • Lactat dehydrogenase (LDH) : caáu taïo bôûi boán tieåu ñôn vò xuaát phaùt töø hai loïai tieåu ñôn vò khaùc nhau goïi laø H vaø M. • Hai loaïi naøy coù nhöõng khaùc nhau nhoû trong trình töï chuoãi acid amin cuûa chuùng. • Hai loaïi tieåu ñôn vò naøy coù theå keát hôïp moät caùch ngaãu nhieân ñeå taïo neân 5 isoenzym coù caáu taïo laø H4, H3M, H2M2, HM3 vaø M4. • Naêm isoenzym naøy : phaân laäp baèng phöông phaùp ñieän di.

ENZYM VAØ XUÙC TAÙC SINH HOÏC MUÏC TIEÂU