Công nghệ Enzyme – Protein pot

Công nghệ Enzyme – Protein








Công ngh Enzyme – Proteinệ
M c l cụ ụ
PH N IẦ CÔNG NGH ENZYMEỆ 3
Ch ng 1ươ Nh ng khái ni m c b n v enzymeữ ệ ơ ả ề 7
1.1. Đ nh nghĩa enzymeị 7
1.2. Thành ph n c u t o c a enzymeầ ấ ạ ủ 7
1.3. Trung tâm ho t đ ng c a enzymeạ ộ ủ 14
1.3.1. Trung tâm ho t đ ng c a enzyme đ n c u t ạ ộ ủ ơ ấ ử 7
1.3.2. Trung tâm ho t đ ng c a enzyme đa c u t ạ ộ ủ ấ ử 8
1.3.3. Vai trò c a các nhóm trung tâm ho t đ ngủ ạ ộ 9
1.3.4.
S t o thành trung tâm ho t đ ngự ạ ạ ộ
12

1.4. Tính đ c hi u c a enzymeặ ệ ủ 16
1.4.1. Khái ni m chungệ 7
1.4.2. Các hình th c đ c hi uứ ặ ệ 8
1.4.2.1 Đ c hi u ki u ph n ngặ ệ ể ả ứ 9
1.4.2.2
Đ c hi u c ch tặ ệ ơ ấ
12
1.5. C ch tác d ng c a enzymeơ ế ụ ủ 17
Ch ng 2ươ Đ ng h c enzymeộ ọ 19
2.1. Ý nghĩa c a vi c nghiên c u đ ng h c enzymeủ ệ ứ ộ ọ 19
2.2. Đ ng h c các ph n ng enzymeộ ọ ả ứ 21
2.2.1. nh h ng c a n ng đ enzyme Ả ưở ủ ồ ộ 21
2.2.2. nh h ng c a n ng đ c ch tẢ ưở ủ ồ ộ ơ ấ 26
2.2.3. nh h ng c a ch t kìm hãmẢ ưở ủ ấ 28
2.2.3.1 Các ch t kìm hãm không thu n ngh chấ ậ ị 9
2.2.3.2
Các ch t kìm hãm thu n ngh chấ ậ ị
12
2.2.4. nh h ng c a ch t ho t hóaẢ ưở ủ ấ ạ 38
2.2.5. nh h ng c a nhi t đẢ ưở ủ ệ ộ 39
2.2.6. nh h ng c a pHẢ ưở ủ 38
Ch ng 3ươ Cách g i tên và phân lo i enzymeọ ạ 44
3.1. Cách g i tên enzymeọ 44
3.2. Phân lo i enzymeạ 44
1
Công ngh Enzyme – Proteinệ
3.2.1. Các l p enzymeớ 44
3.2.2. Các ph n ng enzymeả ứ 46
3.2.2.1 L p enzyme oxydoreductaseớ 51
3.2.2.2 L p enzyme transferaseớ 51

3.2.2.3 L p enzyme hydrolaseớ
3.2.2.4 L p enzyme lyaseớ
3.2.2.5 L p enzyme isomeraseớ
3.2.2.6 L p enzyme ligaseớ
Ch ng 4 ươ Ph ng pháp nghiên c u enzymeươ ứ 52
4.1. Nh ng nguyên t c chung khi nghiên c u enzymeữ ắ ứ 52
4.2. Tách và làm s ch (tinh ch ) enzymeạ ế 53
4.2.1. Ngu n nguyên li uồ ệ 38
4.2.1.1 Ngu n th c v tồ ự ậ
4.2.1.2 Ngu n đ ng v tồ ộ ậ
4.2.1.3 Ngu n vi sinh v tồ ậ
4.2.2. Thu h i ch ph m enzyme ồ ế ẩ 39
4.3. Ho t đ enzyme ạ ộ 54
4.3.1. Ph ng pháp xác đ nh ho t đ enzymeươ ị ạ ộ 56
4.3.2. Đ n v ho t đ enzyme ơ ị ạ ộ 57
Ch ng 5ươ Sinh h c enzymeọ 64
5.1. Đi u hòa ho t tính enzymeề ạ 64
5.2. Đi u hòa sinh t ng h p enzymeề ổ ợ 64
5.2.1. Đi u hòa theo ki u đóng m gen tác đ ngề ể ở ộ 64
5.2.2. Đi u hòa t ng tác gi a RNA – polymerase v i gen promotorề ươ ữ ớ 64
Ch ng 6ươ Công ngh enzyme và ng d ngệ ứ ụ 69
6.1. Công ngh enzymeệ 69
6.1.1. Enzyme v i công ngh sinh h cớ ệ ọ 111
6.1.2. Enzyme không tan 112
6.2. ng d ngỨ ụ 69
6.2.1. ng d ng trong y d cỨ ụ ượ 111
6.2.2. ng d ng trong hóa h cỨ ụ ọ 112
6.2.3. ng d ng trong công nghi pỨ ụ ệ 113
6.2.4. ng d ng trong công nghi p th c ph mỨ ụ ệ ự ẩ 111
2

Công ngh Enzyme – Proteinệ
6.2.5. ng d ng trong công nghi p d tỨ ụ ệ ệ 112
6.2.6. ng d ng trong công nghi p thu c daỨ ụ ệ ộ 113
6.2.7. ng d ng trong nông nghi pỨ ụ ệ
Ch ng 1ươ
NH NG KHÁI NI M C B N V ENZYMEỮ Ệ Ơ Ả Ề
1.1. Đ nh nghĩa enzymeị
Trong các ph n ng hóa h c, n u ta cho thêm vào ph n ng m t ch t nào đóả ứ ọ ế ả ứ ộ ấ
ph n ng s x y ra v i t c đ tăng hàng ch c l n. Ch t cho thêm vào này đ cả ứ ẽ ả ớ ố ộ ụ ầ ấ ượ
g i là ch t xúc tác.ọ ấ
Trong các ph n ng sinh h c (các ph n ng x y ra trong c th sinh v t) cũngả ứ ọ ả ứ ả ơ ể ậ
có ch t làm tăng các ph n ng, ch t đó đ c g i là enzyme. Enzyme đ c các cấ ả ứ ấ ượ ọ ượ ơ
th sinh v t sinh t ng h p nên và tham gia các ph n ng hóa h c trong c th .ể ậ ổ ợ ả ứ ọ ơ ể
Enzyme là m t ch t h u c , trong khi đó các ch t xúc tác hóa h c th ng là ch t vôộ ấ ữ ơ ấ ọ ườ ấ
c . Sau này, các nhà khoa h c xác đ nh chúng là protein.ơ ọ ị
3
Công ngh Enzyme – Proteinệ
Nh v y enzyme là m t protein có kh năng tham gia xúc tác các ph n ng hóaư ậ ộ ả ả ứ
h c trong và ngoài c th . u đi m c b n c a enzyme khi tham gia các ph n ngọ ơ ể Ư ể ơ ả ủ ả ứ
sinh hóa có th tóm t t nh sau:ể ắ ư
- Enzyme có th tham gia hàng lo t các ph n ng trong chu i ph n ng sinhể ạ ả ứ ỗ ả ứ
hóa đ gi i phóng hoàn toàn năng l ng hóa h c có trong v t ch t.ể ả ượ ọ ậ ấ
- Enzyme có th tham gia nh ng ph n ng đ c l p nh kh năng chuy n hóaể ữ ả ứ ộ ậ ờ ả ể
r t cao.ấ
- Enzyme có th t o ra nh ng ph n ng dây chuy n. Khi đó s n ph m ph nể ạ ữ ả ứ ề ả ẩ ả
ng đ u s là nguyên li u hay c ch t cho nh ng ph n ng ti p theo.ứ ầ ẽ ệ ơ ấ ữ ả ứ ế
- Trong các ph n ng enzyme, s tiêu hao năng l ng th ng r t ít.ả ứ ự ượ ườ ấ
- Enzyme luôn luôn đ c t ng h p trong t bào c a sinh v t. S l ngượ ổ ợ ế ủ ậ ố ượ
enzyme đ c t ng h p r t l n và luôn luôn t ng ng v i s l ng các ph n ngượ ổ ợ ấ ớ ươ ứ ớ ố ượ ả ứ
x y ra trong c th . Các ph n ng x y ra trong c th luôn luôn có s tham gia xúcả ơ ể ả ứ ả ơ ể ự

tác b i enzyme.ở
- Có nhi u enzyme không b m t đi sau ph n ng.ề ị ấ ả ứ
Enzyme h c là khoa h c nghiên c u nh ng ch t xúc tác sinh h c có b n ch tọ ọ ứ ữ ấ ọ ả ấ
protein. Hay nói cách khác, enzyme h c là khoa h c nghiên c u nh ng tính ch tọ ọ ứ ữ ấ
chung, đi u ki n, c ch tác d ng và tính đ c hi u c a các enzyme.ề ệ ơ ế ụ ặ ệ ủ
1.2. Thành ph n c u t o c a enzymeầ ấ ạ ủ
Enzyme là nh ng protein có phân t l ng t 20.000 đ n 1.000.000 dalton (cóữ ử ượ ừ ế
kích th c nh nh t là Ribonuclease 12.700 dalton)ướ ỏ ấ
Enzyme đ c c u t o t các L – α – axitamin k t h p v i nhau b i liên k tượ ấ ạ ừ ế ợ ớ ở ế
peptit. D i tác d ng c a các peptithydrolase, axit ho c ki m các enzyme b th yướ ụ ủ ặ ề ị ủ
phân hoàn toàn t o thành các L – α – axitamin. Trong nhi u tru ng h p ngoài axitạ ề ờ ợ
amin còn thu đ c nh ng thành ph n khác, ng i ta chia thành hai nhóm:ượ ữ ầ ườ
 Nhóm enzyme đ n c u t (enzym đ n gi n): enzyme ch đ c c u t o m tơ ấ ử ơ ả ỉ ượ ấ ạ ộ
thành ph n hóa h c duy nh t là protein.ầ ọ ấ
 Nhóm enzyme đa c u t (enzym ph c t p): enzyme có hai thành ph n:ấ ử ứ ạ ầ
- Ph n protein đ c g i là feron hay apoenzyme. Apoenzyme th ng quy tầ ượ ọ ườ ế
đ nh tính đ c hi u cao c a enzyme và làm tăng ho t tính xúc tác c a coenzyme.ị ặ ệ ủ ạ ủ
4
Công ngh Enzyme – Proteinệ
- Ph n không ph i protein g i là nhóm ngo i “agon”: nh ion kim lo i,ầ ả ọ ạ ư ạ
vitamin, glutation d ng kh , nucleotide và d n xu t este phosphat c aạ ử ẫ ấ ủ
monosacaride, Tr ng h p khi nhóm ngo i tách kh i ph n “apoenzyme” (khi choườ ợ ạ ỏ ầ
th m tích qua màng bán th m) và có th t n t i đ c l p thì nh ng agon đó còn cóẩ ấ ể ồ ạ ộ ậ ữ
tên riêng là coenzyme. Ph n agon quy t đ nh ki u ph n ng mà enzyme xúc tác,ầ ế ị ể ả ứ
tr c ti p tham gia trong ph n ng và làm tăng đ b n c a apoenzyme đ i v i cácự ế ả ứ ộ ề ủ ố ớ
y u t gây bi n tính.ế ố ế
Đa s enzyme thu c lo i enzyme đa c u t . Hi n nay ng i ta cũng đã xácố ộ ạ ấ ử ệ ườ
đ nh đ c r ng ph n l n các enzyme trong t bào là nh ng protein có c u trúc b cị ượ ằ ầ ớ ế ữ ấ ậ
b n. nh ng đi u ki n xác đ nh, phân t c a chúng có th phân ly thu n ngh chố Ở ữ ề ệ ị ử ủ ể ậ ị
t o thành các ph n d i đ n v (protome), khi đó ho t đ enzyme b gi m ho c bạ ầ ướ ơ ị ạ ộ ị ả ặ ị

m t hoàn toàn. nh ng đi u ki n thích h p các ph n d i đ n v l i có th k tấ Ở ữ ề ệ ợ ầ ướ ơ ị ạ ể ế
h p l i v i nhau và ho t đ xúc tác c a enzyme đ c ph c h i.ợ ạ ớ ạ ộ ủ ượ ụ ồ
1.3. Trung tâm ho t đ ng c a enzymeạ ộ ủ
Trong quá trình xúc tác, ch m t ph n r t nh c a phân t enzyme tham gia k tỉ ộ ầ ấ ỏ ủ ử ế
h p đ c hi u v i c ch t, ph n đó đ c g i là trung tâm ho t đ ng c a enzyme.ợ ặ ệ ớ ơ ấ ầ ượ ọ ạ ộ ủ
Trung tâm c a enzyme đ c t o nên do m t s axit amin đ m trách. Các axit aminủ ượ ạ ộ ố ả
khác trong protein không tham gia g n v i c ch t mà ch làm nhi m v nh m tắ ớ ơ ấ ỉ ệ ụ ư ộ
chi c khung c u trúc không gian c a chi c khung đó.ế ấ ủ ế
1.3.1. Trung tâm ho t đ ng c a enzyme đ n c u t ạ ộ ủ ơ ấ ử
Trung tâm ho t đ ng c a các enzyme đ n c u t th ng bao g m m t t h pạ ộ ủ ơ ấ ử ườ ồ ộ ổ ợ
các nhóm đ nh ch c c a axit amin không tham gia t o thành tr c chính c a s iị ứ ủ ạ ụ ủ ợ
polypeptit.
Các nhóm ch c c a axit amin th ng g p trong trung tâm ho t đ ng c aứ ủ ườ ặ ạ ộ ủ
enzyme là:
- Nhóm SH (sunfidryl) c a Cysteineủ
- Nhóm ε - NH2 (amin) c a Lysineủ
- Nhóm OH (Hydroxyl) c a Serine, Threonine và Tyrosineủ
- Nhóm COOH (Cacboxyl) c a axit Glutamic, Aspacticủ
- Vòng imidazol c a Histidineủ
- Vòng indol c a Tryptophanủ
5
Công ngh Enzyme – Proteinệ
- Nhóm guanilic c a Acginineủ
Khi t o thành trung tâm ho t đ ng các nhóm này ph i v trí g n nhau và đ cạ ạ ộ ả ở ị ầ ượ
đ nh h ng trong không gian sao choị ướ
chúng có th t ng tác v i nhau trongể ươ ớ
quá trình ph n ng.ả ứ
Ví d , Trung tâm ho t đ ng c aụ ạ ộ ủ
Colinesteraza bao g m các nhóm: -OHồ
c a serine, tyrosine, -COOH c aủ ủ

glutamic, imidazolit c a histidine.ủ
Hình 1.1 : Trung tâm ho t đ ng c a enzym colinesterazaạ ộ ủ
Các trung tâm ho t đ ng có th hình thành d dàng khi các nhóm ch c g nạ ộ ể ễ ứ ở ầ
nhau trên Apoenzyme. Nh ng có khi chúng xa nhau thì ph i ho t hóa b ng cáchư ở ả ạ ằ
c t đi m t đo n peptide nào đó, chúng xích l i g n nhau và t o thành trung tâm ho tắ ộ ạ ạ ầ ạ ạ
đ ng.ộ
Ví d , Tripxinogen là tr ng thái không ho t đ ng, nh ng khi d i tác d ng c aụ ạ ạ ộ ư ướ ụ ủ
enzyme Enterokinaza thì 6 axit amin b lo i ra, các nhóm ch c lúc này xích l i g nị ạ ứ ạ ầ
và trung tâm ho t đ ng đ c d dàng.ạ ộ ượ ễ
1.3.2. Trung tâm ho t đ ng c a enzyme đa c u t ạ ộ ủ ấ ử
Trung tâm ho t đ ng c a các enzyme đa c u t th ng bao g m nhóm ngo iạ ộ ủ ấ ử ườ ồ ạ
(vitamin, ion kim lo i ) và các nhóm đ nh ch c c a các axit amin ph nạ ị ứ ủ ở ầ
apoenzyme.
Các kim lo i th ng g p trong trung tâm ho t đ ng c a enzyme là nh ng kimạ ườ ặ ạ ộ ủ ữ
lo i hóa tr 2: Fe, Co, Mn, Zn, Cu…các kim lo i này có th tr c ti p tham gia trongạ ị ạ ể ự ế
ph n ng xúc tác, liên k t b n v i các phân t enzyme. Enzyme b m t ho t đ ngả ứ ế ề ớ ử ị ấ ạ ộ
sau khi lo i b ion kim lo i, tuy nhiên ho t đ ng có th đ c ph c h i l i hoànạ ỏ ạ ạ ộ ể ượ ụ ồ ạ
toàn ngay sau khi thêm ion kim lo i v n có trong phân t c a nó. M t s enzyme cóạ ố ử ủ ộ ố
th đ c tái ho t hóa d i tác d ng c a các ion kim lo i khác. Tuy nhiên s thayể ượ ạ ướ ụ ủ ạ ự
th này th ng làm thay đ i ho t đ và tính đ c hi u c a enzyme.ế ườ ổ ạ ộ ặ ệ ủ
1.3.3. Vai trò c a các nhóm trung tâm ho t đ ngủ ạ ộ
6
Công ngh Enzyme – Proteinệ
D a vào vai trò c a trung tâm ho t đ ng các nhóm ch c năng có th phân thànhự ủ ạ ộ ứ ể
các nhóm sau đây:
- Các nhóm xúc tác: là nh ng nhóm tr c ti p tham gia trong ph n ng k t h pữ ự ế ả ứ ế ợ
v i ph n phân t c ch t b chuy n hóa, k t h p v i cofacto.ớ ầ ử ơ ấ ị ể ế ợ ớ
- Các nhóm ti p xúc: k t h p v i ph n c ch t không b chuy n hóa có vaiế ế ợ ớ ầ ơ ấ ị ể
trò t ng t dây neo bu c c ch t l i.ươ ự ộ ơ ấ ạ
- Các g c c u t o hay c đ nh: không tr c ti p k t h p v i c ch t, nh ngố ấ ạ ố ị ự ế ế ợ ớ ơ ấ ư

t ng tác v i các nhóm xúc tác và ti p xúc, c đ nh các g c này trong nh ng v tríươ ớ ế ố ị ố ữ ị
không gian nh t đ nh và gi chúng tr ng thái ho t đ ng xúc tác. S liên h gi aấ ị ữ ở ạ ạ ộ ự ệ ữ
trung tâm ho t đ ng v i ph n còn l i c a c ch t đ c th c hi n qua g c này.ạ ộ ớ ầ ạ ủ ơ ấ ượ ự ệ ố
1.3.4. S t o thành trung tâm ho t đ ngự ạ ạ ộ
Theo quan ni m c a Fisher thì trung tâm ho t đ ng c a enzyme v n có c u trúcệ ủ ạ ộ ủ ố ấ
không gian t ng ng v i c u trúc c a phân t c ch t cũng gi ng nh khóaươ ứ ớ ấ ủ ử ơ ấ ố ư ổ
t ng ng v i chìa khóa. (Hình a)ươ ứ ớ

Hình 1.2 Mô hình Fisher (a) và mô hình Koshland (b)
T đó có th suy ra r ng enzyme có hình th t ng đ i v ng ch c, c đ nh, k từ ể ằ ể ươ ố ữ ắ ố ị ế
h p v i c ch t nh m t khuôn nào đó. Tuy nhiên d n d n ng i ta th y quanợ ớ ơ ấ ư ộ ầ ầ ườ ấ
ni m c a Fisher đã không gi i thích th a đáng đ c nhi u d n li u th c nghi m.ệ ủ ả ỏ ượ ề ẫ ệ ự ệ
Đ n năm 1958, Kosland đã đ ra thuy t “t ng ng c m ng” cho r ng phân tế ề ế ươ ứ ả ứ ằ ử
enzyme cũng nh trung tâm ho t đ ng c a nó không có c u t o r n ch c mà có tínhư ạ ộ ủ ấ ạ ắ ắ
m m d o, c u hình không gian c a nó có th thay đ i khi ti p xúc v i c ch t…ề ẻ ấ ủ ể ổ ế ớ ơ ấ
Theo Kosland thì trong phân t enzyme có s n các nhóm đ nh ch c c a trung tâmử ẵ ị ứ ủ
7
Công ngh Enzyme – Proteinệ
ho t đ ng nh ng chúng ch a đ c s p x p d ng thích h p cho ho t đ ng xúcạ ộ ư ư ượ ắ ế ở ạ ợ ạ ộ
tác.
Khi t ng tác v i c ch t, các nhóm đ nh ch c ph n trung tâm ho t đ ng c aươ ớ ơ ấ ị ứ ở ầ ạ ộ ủ
phân t enzyme s thay đ i v trí không gian t o thành hình th kh p v i hình thử ẽ ổ ị ạ ể ớ ớ ể
c ch t (Hình b). Trong tr ng h p này c ch t và enzyme có s t ng tác y u. Doơ ấ ườ ợ ơ ấ ự ươ ế
đó, chúng r t d b c t đ t trong quá trình ph n ng đ gi i phóng enzyme và s nấ ễ ị ắ ứ ả ứ ể ả ả
ph m ph n ng.ẩ ả ứ
Các ch t có cùng ki u c u trúc v i c ch t th c nh ng có s thay đ i m tấ ể ấ ớ ơ ấ ự ư ự ổ ở ộ
ph n nào đó trong phân t có th v n k t h p v i enzyme nh ng t o thành ph cầ ử ể ẫ ế ợ ớ ư ạ ứ
ch t không ho t đ ng vì các nhóm đ nh ch c c a trung tâm ho t đ ng không đ cấ ạ ộ ị ứ ủ ạ ộ ượ
đ nh h ng đúng đ n.ị ướ ắ
nh ng enzyme alosteric (enzym d l p th , enzym đi u hòa) còn có trung tâmỞ ữ ị ậ ể ề

d l p th (trung tâm đi u hòa). Các trung tâm này có kh năng t ng tác v i cị ậ ể ề ả ươ ớ ơ
ch t khác. Các c ch t t ng tác v i trung tâm này g i là ch t đi u hòa alosteric.ấ ơ ấ ươ ớ ọ ấ ề
Khi trung tâm đi u hòa này t ng tác v i ch t đi u hòa alosteric s làm thay đ iề ươ ớ ấ ề ẽ ổ
c u trúc không gian c a trung tâm ho t đ ng. Do đó ho t tính xúc tác c a enzymeấ ủ ạ ộ ạ ủ
s b thay đ i theo. ẽ ị ổ
N u quá trình này làm tăng ho t tính c a enzyme thì ch t đi u hòa alosteric nàyế ạ ủ ấ ề
g i là ch t đi u hòa d ng. Ng c l i, n u quá trình này làm gi m ho t tính c aọ ấ ề ươ ượ ạ ế ả ạ ủ
enzyme thì ch t đi u hòa alosteric này g i là ch t đi u hòa âm. Ch t đi u hòa nàyấ ề ọ ấ ề ấ ề
hoàn toàn không b bi n đ i khi chúng t ng tác v i enzyme.ị ế ổ ươ ớ
1.4. Tính đ c hi u c a enzymeặ ệ ủ
1.4.1. Khái ni m chungệ
Tính đ c hi u cao c a enzyme là m t trong nh ng khác bi t ch y u gi aặ ệ ủ ộ ữ ệ ủ ế ữ
enzyme v i các ch t xúc tác khác. M i enzyme ch có kh năng xúc tác cho sớ ấ ỗ ỉ ả ự
chuy n hóa m t hay m t s ch t nh t đ nh theo m t ki u ph n ng nh t đ nh. Sể ộ ộ ố ấ ấ ị ộ ể ả ứ ấ ị ự
tác d ng có tính l a ch n cao này g i là tính đ c hi u ho c tính chuyên hóa c aụ ự ọ ọ ặ ệ ặ ủ
enzyme.
1.4.2. Các hình th c đ c hi uứ ặ ệ
Có th phân bi t hai ki u đ c hi u: đ c hi u ki u ph n ng và đ c hi u cể ệ ể ặ ệ ặ ệ ể ả ứ ặ ệ ơ
ch t.ấ
8
Công ngh Enzyme – Proteinệ
1.4.2.1 Đ c hi u ki u ph n ngặ ệ ể ả ứ
Đ c hi u này th hi n ch m i enzyme ch có th xúc tác cho m t trong cácặ ệ ể ệ ở ỗ ỗ ỉ ể ộ
ki u ph n ng chuy n hóa m t ch t nh t đ nh. ể ả ứ ể ộ ấ ấ ị
Ví d , amino axit có kh năng x y ra ph n ng kh carboxyl, ph n ng khụ ả ả ả ứ ử ả ứ ử
amin b ng cách oxy hóa và ph n ng v n chuy n nhóm amin, vì v y m i ph n ngằ ả ứ ậ ể ậ ỗ ả ứ
y c n có m t enzyme đ c hi u t ng ng xúc tác theo th t là decarboxylase,ấ ầ ộ ặ ệ ươ ứ ứ ự
aminoacid oxydase và aminotransferase.
1.4.2.2 Đ c hi u c ch tặ ệ ơ ấ
M i m t c ch t có m t lo i enzyme t ng tác t ng ng. Các enzyme có thỗ ộ ơ ấ ộ ạ ươ ươ ứ ể

phân bi t đ c nh ng c ch t mà nó s tác d ng. M c đ đ c hi u c a cácệ ượ ữ ơ ấ ẽ ụ ứ ộ ặ ệ ủ
enzyme không gi ng nhau, ng i ta th ng phân bi t thành các m c sau:ố ườ ườ ệ ứ
 Đ c hi u tuy t đ iặ ệ ệ ố
Enzyme ch tác d ng trên m t c ch t nh t đ nh và h u nh không có tác d ngỉ ụ ộ ơ ấ ấ ị ầ ư ụ
v i ch t nào khác. Ví d , urease h u nh ch tác d ng v i ure, th y phân nó thànhớ ấ ụ ầ ư ỉ ụ ớ ủ
khí cacbonic và amoniac:
Tuy nhiên, ure cũng tác d ng đ c v i các ch t khác có c u trúc g n gi ng ureụ ượ ớ ấ ấ ầ ố
(hydroxyure) nh ng v i v n t c bé h n 120 l n.ư ớ ậ ố ơ ầ
Các enzyme khác nh arginase, glucooxydase cũng thu c lo i có tính đ c hi uư ộ ạ ặ ệ
tuy t đ i, vì arginase ch xúc tác th y phân L- arginin t o thành L-ornitin và ure màệ ố ỉ ủ ạ
không tác d ng lên este metylic c a arginin.ụ ủ
Nh ng enzym có tính đ c hi u tuy t đ i th ng đ c dùng đ đ nh l ngữ ặ ệ ệ ố ườ ượ ể ị ượ
chính xác c ch t c a nó.ơ ấ ủ
9
Công ngh Enzyme – Proteinệ
 Đ c hi u nhóm t ng đ iặ ệ ươ ố
Enzyme có kh năng tác d ng lên m t ki u liên k t hóa h c nh t đ nh trongả ụ ộ ể ế ọ ấ ị
phân t c ch t mà không ph thu c vào c u t o c a các ph n tham gia t o thànhử ơ ấ ụ ộ ấ ạ ủ ầ ạ
m i liên k t đó. ố ế
Ví d , lipase có kh năng th y phân đ c t t c các m i liên k t este.ụ ả ủ ượ ấ ả ố ế
Aminopeptidase có th xúc tác th y phân nhi u peptideể ủ ề
 Đ c hi u nhómặ ệ
Enzyme có kh năng tác d ng lên m t ki u liên k t hóa h c nh t đ nh v i đi uả ụ ộ ể ế ọ ấ ị ớ ề
ki n m t trong hai ph n tham gia t o thành liên k t ph i có c u t o xác đ nhệ ộ ầ ạ ế ả ấ ạ ị
Ví d , cacboxypeptidaụ za có kh năng phân c t liên k t peptide g n nhómả ắ ế ầ
cacboxyl t do.ự
 Đ c hi u quang h c (đ c hi u l p th )ặ ệ ọ ặ ệ ậ ể
Enzyme ch tác d ng v i m t trong hai d ng đ ng phân quang h c c a các ch t.ỉ ụ ớ ộ ạ ồ ọ ủ ấ
Ví d , ph n ng kh n c c a axit malic đ t o thành axit fumaric d i tácụ ả ứ ử ướ ủ ể ạ ướ
d ng c a fumarathydratase ch x y ra đ i v i axit L - malic mà không tác d ng lênụ ủ ỉ ả ố ớ ụ

D - malic axit
Enzyme cũng th hi n tính đ c hi u lên m t d ng đ ng phân hình h c cisể ệ ặ ệ ộ ạ ồ ọ
ho c trans. Ví d , enzyme fumarathydratase ch tác d ng lên d ng trans c a axitặ ụ ỉ ụ ạ ủ
fumaric mà không tác d ng lên d ng cis đ t o thành axit L – malicụ ạ ể ạ
10
R – C – N – CH - COOH
O
H
R’
RCOOH + H
2
N – CH - COOH
R’
cacboxypeptidaza
Công ngh Enzyme – Proteinệ

Trong t nhiên cũng có các enzyme xúc tác cho ph n ng chuy n hóa t ng hự ả ứ ể ươ ổ
gi a các c p đ ng phân không gian t ng ng. ữ ặ ồ ươ ứ
Ví d , lactatracemase c a vi khu n xúc tác cho ph n ng chuy n hóa l n nhauụ ủ ẩ ả ứ ể ẫ
gi a axit D - và L – lactic, aldo - 1 - epimerase xúc tác cho ph n ng đ ng phân hóaữ ả ứ ồ
α - D - glucose thành β - D – Glucose, v.v Các enzyme này có vai trò quan tr ngọ
khi s n xu t các ch t dinh d ng b ng ph ng pháp hóa h c, vì chúng có thả ấ ấ ưỡ ằ ươ ọ ể
chuy n các ch t t d ng c th không th s d ng đ c thành d ng có th h pể ấ ừ ạ ơ ể ể ử ụ ượ ạ ể ấ
th .ụ
Enzyme còn có kh năng phân bi t đ c 2 g c đ i x ng trong phân t gi ngả ệ ượ ố ố ứ ử ố
nhau hoàn toàn v m t hóa h c.ề ặ ọ
Ví d , hai nhóm - CHụ
2
OH trong phân t glycerin, glycerophosphatkinase xúc tácử
cho ph n ng chuy n v g c phosphate t ATP đ n C3 c a glycerin (ch khôngả ứ ể ị ố ừ ế ủ ứ

ph i C1).ả
1.5. C ch tác d ng c a enzymeơ ế ụ ủ
Trong ph n ng có s xúc tác c a enzyme, nh s t o thành ph c h p trungả ứ ự ủ ờ ự ạ ứ ợ
gian enzyme c ch t mà c ch t đ c ho t hóa. Khi c ch t k t h p vào enzyme,ơ ấ ơ ấ ượ ạ ơ ấ ế ợ
do k t qu c a s c c hóa, s chuy n d ch c a các electron và s bi n d ng c aế ả ủ ự ự ự ể ị ủ ự ế ạ ủ
các liên k t tham gia tr c ti p vào ph n ng d n t i làm thay đ i đ ng năng cũngế ự ế ả ứ ẫ ớ ổ ộ
nh th năng, k t qu là làm cho phân t c ch t tr nên ho t đ ng h n, nh đóư ế ế ả ử ơ ấ ở ạ ộ ơ ờ
tham gia ph n ng d dàng.ả ứ ễ
Năng l ng ho t hóa khi có xúc tác enzyme không nh ng nh h n r t nhi u soượ ạ ữ ỏ ơ ấ ề
v i tr ng h p không có xúc tác mà cũng nh h n so v i c tr ng h p có ch tớ ườ ợ ỏ ơ ớ ả ườ ợ ấ
xúc tác thông th ng.ườ
11
Công ngh Enzyme – Proteinệ
Ví d , trong ph n ng phân h y Hụ ả ứ ủ
2
O
2
thành H
2
O và O
2
n u không có ch t xúcế ấ
tác thì năng l ng ho t hóa là 18 Kcal/mol, n u có ch t xúc tác là platin thì năngượ ạ ế ấ
l ng ho t hóa là 11,7 Kcal/mol, còn n u có enzyme catalase xúc tác thì năng l ngượ ạ ế ượ
ho t hóa ch còn 5,5 Kcal/mol.ạ ỉ
S t o thành ph c h p enzyme c ch t và s bi n đ i ph c h p này thành s nự ạ ứ ợ ơ ấ ự ế ổ ứ ợ ả
ph m, gi i phóng enzyme t do th ng tr i qua ba giai đo n theo s đ sau:ẩ ả ự ườ ả ạ ơ ồ
E + S → ES → P + E
Trong đó E là enzyme, S là c ch t (Substrate), ES là ph c h p enzyme - cơ ấ ứ ợ ơ
ch t, P là s n ph m (Product)ấ ả ẩ

- Giai đo n th nh t: enzyme k t h p v i c ch t b ng liên k t y u t oạ ứ ấ ế ợ ớ ơ ấ ằ ế ế ạ
thành ph c h p enzyme - c ch t (ES) không b n, ph n ng này x y ra r t nhanhứ ợ ơ ấ ề ả ứ ả ấ
và đòi h i năng l ng ho t hóa th p;ỏ ượ ạ ấ
- Giai đo n th hai: x y ra s bi n đ i c ch t d n t i s kéo căng và phá vạ ứ ả ự ế ổ ơ ấ ẫ ớ ự ỡ
các liên k t đ ng hóa tr tham gia ph n ng;ế ồ ị ả ứ
- Giai đo n th ba: t o thành s n ph m, còn enzyme đ c gi i phóng ra d iạ ứ ạ ả ẩ ượ ả ướ
d ng t do. ạ ự
Các lo i liên k t ch y u đ c t o thành gi a E và S trong ph c h p ES làạ ế ủ ế ượ ạ ữ ứ ợ
các t ng tác:ươ
- T ng tác tĩnh đi n (liên k t ion, liên k t mu i, c u mu i, c p ion): Liênươ ệ ế ế ố ầ ố ặ
k t này đ c t o thành gi a nhóm tích đi n c a c ch t (S) v i nhóm tích đi n traiế ượ ạ ữ ệ ủ ơ ấ ớ ệ
sdaaus trong phân t enzym (E).ử
- Liên k t hydro: Liên k t này đ c t o thành theo ki u A – H…B, trong đóế ế ượ ạ ể
hydro k t h p v i A b ng liên k t c ng hóa tr , đ ng th i t o liên k t y u v i B.ế ợ ớ ằ ế ộ ị ồ ờ ạ ế ế ớ
Liên k t này đ c t o thành khi kho ng cách gi a A và B là 3Aế ượ ạ ả ữ
0
.
- T ng tác VanderWaals: T ng tác này y u h n t ng tác tĩnh đi n và liênươ ươ ế ơ ươ ệ
k t hydro. T ng tác này th hi n r t rõ khi nhi u nguyên t c a c ch t có thế ươ ể ệ ấ ề ử ủ ơ ấ ể
đ ng th i ti p c n v i nhi u nguyên t c a enzym. Nó ch x y ra khi có s ănồ ờ ế ậ ớ ề ử ủ ỉ ả ự
kh p v c u trúc không gian gi a c ch t và enzym.ớ ề ấ ữ ơ ấ
12
Công ngh Enzyme – Proteinệ
M i lo i liên k t đòi h i nh ng đi u ki n khác nhau và ch u nh h ng khácỗ ạ ế ỏ ữ ề ệ ị ả ưở
nhau khi có n c.ướ
Ch ng 2ươ
Đ NG H C ENZYMEỘ Ọ
2.1. Ý nghĩa c a vi c nghiên c u đ ng h c enzymeủ ệ ứ ộ ọ
Nghiên c u đ ng h c enzyme là nghiên c u nh h ng c a các y u t n ngứ ộ ọ ứ ả ưở ủ ế ố ồ
đ c ch t, enzyme, pH môi tr ng, nhi t đ , các ch t kìm hãm… đ n t c đ ph nộ ơ ấ ườ ệ ộ ấ ế ố ộ ả

ng do enzyme xúc tác. Vi c nghiên c u đ ng h c enzyme s cho ta bi t đ c cácứ ệ ứ ộ ọ ẽ ế ượ
v n đ sau đây:ấ ề
- Có th bi t đ c c ch phân t c a s tác đ ng c a enzyme.ể ế ượ ơ ế ử ủ ự ộ ủ
- Cho phép ta hi u bi t đ c m i quan h v m t l ng c a quá trìnhể ế ượ ố ệ ề ặ ượ ủ
enzyme.
- Th y đ c vai trò quan tr ng c v m t lý lu n l n th c ti n: khi l a ch nấ ượ ọ ả ề ặ ậ ẫ ự ễ ự ọ
các đ n v ho t đ ng enzyme ng i ta c n ph i bi t nh ng đi u ki n t t nh t đ iơ ị ạ ộ ườ ầ ả ế ữ ề ệ ố ấ ố
v i ho t đ ng c a enzyme, cũng nh c n ph i bi t đ c các y u t nh h ngớ ạ ộ ủ ư ầ ả ế ượ ế ố ả ưở
đ n ho t đ ng c a chúng.ế ạ ộ ủ
- Là đi u ki n c n thi t đ th c hi n t t các b c tinh ch enzyme, vì ng iề ệ ầ ế ể ự ệ ố ướ ế ườ
ta c n ph i ki m tra v m t l ng b ng cách xác đ nh có h th ng ho t đ ng c aầ ả ể ề ặ ượ ằ ị ệ ố ạ ộ ủ
ch ph m enzyme trong các giai đo n tinh ch . ế ẩ ạ ế
2.2. Đ ng h c các ph n ng enzymeộ ọ ả ứ
2.2.1. nh h ng c a n ng đ enzyme Ả ưở ủ ồ ộ
Trong đi u ki n th a c ch t, nghĩa là [S] >>[E] thì v n t c ph n ng phề ệ ừ ơ ấ ậ ố ả ứ ụ
thu c tuy n tính vào n ng đ enzyme. ộ ế ồ ộ
Đ ng bi u di n có d ng: ườ ể ễ ạ t c đ ph n ng v= K[E] có d ng y=ax ố ộ ả ứ ạ
Khi th a c ch t thì khi n ngừ ơ ấ ồ
đ enzyme tăng v n t c tăng. Khiộ ậ ố
n ng đ enzyme bão hòa v i n ngồ ộ ớ ồ
đ c ch t thì n ng đ enzyme tăngộ ơ ấ ồ ộ
v n t c không thay đ i. ậ ố ổ
13
Công ngh Enzyme – Proteinệ
Hình 2.1. S ph thu c c a v n t c ph n ng vàoự ụ ộ ủ ậ ố ả ứ
[E]
2.2.2. nh h ng c a n ng đ c ch t [S]Ả ưở ủ ồ ộ ơ ấ
Gi s ph n ng ch có m t c ch t S và t o thành s n ph m P, ph n ng x yả ử ả ứ ỉ ộ ơ ấ ạ ả ẩ ả ứ ả
ra nh sau:ư

G i vọ
1
là v n t c c a ph n ng t o thành ph c ch t ES.ậ ố ủ ả ứ ạ ứ ấ
G i vọ
-1
là v n t c c a ph n ng phân ly ph c ch t ES t o thành E và S.ậ ố ủ ả ứ ứ ấ ạ
G i vọ
2
là v n t c c a ph n ng t o thành E và Pậ ố ủ ả ứ ạ
V i kớ
1
, k
-1
, k
2
là h ng s v n t c c a các ph n ng t ng ngằ ố ậ ố ủ ả ứ ươ ứ
v
1
= k
1
[E][S]
v
-1
= k
-1
[ES]
v
2
= k
2

[ES]
Khi h th ng đ t tr ng thái cân b ng ta có: ệ ố ạ ạ ằ
v
1
= v
-1
+ v
2
Hay k
1
[E][S] = k
-1
[ES] + k
2
[ES]
k
1
[E][S] = (k
-1
+ k
2
)[ES] (2)
G i Eọ
0
là n ng đ enzym ban đ u:ồ ộ ầ
[E
0
] = [E] + [ES] => [E] = [E
0
] - [ES] (3)

Thay tr s [E] t (3) vào (2) ta có:ị ố ừ
(k
-1
+ k
2
)[ES] = k
1
([E
0
] - [ES])[S]
k
1
[E
0
] [S]

[E
0
] [S]


[ES] = =

k
-1
+ k
2
+ k
1
[S] k

-1
+ k
2
+ [S]
k
1
14
Công ngh Enzyme – Proteinệ
N u đ t Km= kế ặ
-1
+k
2
/ k
1
(Km: g i là h ng s Michalis Menten)ọ ằ ố
Ta có: [E
0
][S]
[ES] =



K
m
+ [S]
M t khác v n t c ph n ng enzym còn đ c tính theo ph n ng t o ra s nặ ậ ố ả ứ ượ ả ứ ạ ả
ph m P:ẩ
v = k
2
[ES]

Thay [ES] b ng giá tr trên ta thu đ c:ằ ị ở ượ
k
2
[E
0
][S]
v = (4)
K
m
+ [S]
Qua đây ta th y n ng đ enzyme càng cao thì v n t c ph n ng enzyme càngấ ồ ộ ậ ố ả ứ
l n. Do đó v n t c đ t c c đ i khi toàn b enzyme liên k t v i c ch t, nghĩa là:ớ ậ ố ạ ự ạ ộ ế ớ ơ ấ
V
max
= k
2
[E
0
]
Thay vào ph ng trình (4) ta đ c:ươ ượ
[S]
v = V
max
(5)
K
m
+ [S]
Ph ng trình (5) g i là ph ng trình Michelis - Mentenươ ọ ươ
Km g i là h ng s Michelis Menten đ c tr ng cho m i enzyme. Km đ c tr ngọ ằ ố ặ ư ỗ ặ ư
cho ái l c c a enzyme v i c ch t, Km có tr s càng nh thì ái l c c a enzyme v iự ủ ớ ơ ấ ị ố ỏ ự ủ ớ

c ch t càng l n, nghĩa là v n t c c a ph n ngơ ấ ớ ậ ố ủ ả ứ do enzyme xúc tác càng l n.ớ
15
Công ngh Enzyme – Proteinệ
Hình 2.2. Bi n thiên v n t c ph n ng theo n ng đ c ch tế ậ ố ả ứ ồ ộ ơ ấ
Khi tăng [S] thì V ph n ng tăng, tăng [S] đ n m t giá tr nào đó thì V đ t đ nả ứ ế ộ ị ạ ế
giá tr Vị
max
và s không tăng n a n u ta v n ti p t c tăng [S].ẽ ữ ế ẫ ế ụ
Khi K
m
= [S] thì V
0
=1/2 Vmax
Đ thu n ti n h n Lineweaver và Burk (1934), trên c s c a ph ng trình (5)ể ậ ệ ơ ơ ở ủ ươ
đã ngh ch đ o đ bi n thành d ng đ ng th ng y = ax+b, nó có ý nghĩa l n đ i v iị ả ể ế ạ ườ ẳ ớ ố ớ
vi c nghiên c u kìm hãm enzyme.ệ ứ

Hình 2.3. S ph thu c c a v n t c ph n ng vào n ng đ c ch tự ụ ộ ủ ậ ố ả ứ ồ ộ ơ ấ
theo
Lineweaver - Burk
Tính ch t ph bi n c a ph ng trình Michelis – Menten th hi n ch nóấ ổ ế ủ ươ ể ệ ở ỗ
không ch dùng trong tr ng h p đ n gi n nh đã nói trên (m t c ch t S t oỉ ườ ợ ơ ả ư ở ộ ơ ấ ạ
16
Công ngh Enzyme – Proteinệ
thành m t s n ph m P) mà nó cũng đúng trong nh ng tr ng h p ph c t p h n,ộ ả ẩ ữ ườ ợ ứ ạ ơ
ph n ng g m hai hay nhi u c ch t t o thành nhi u s n ph mả ứ ồ ề ơ ấ ạ ề ả ẩ
2.2.3. nh h ng c a ch t kìm hãm (inhibitior)Ả ưở ủ ấ
Ch t kìm hãm là ch t có kh năng làmấ ấ ả gi m ho t tính ho c làm ng ng ho tả ạ ặ ư ạ
tính c a enzyme. Nó có th là nh ng ion, các phân t vô c , h u c , và c protein.ủ ể ữ ử ơ ữ ơ ả
C ch kìm hãm c a các ch t kìm hãm có th là thu n ngh ch ho c không thu nơ ế ủ ấ ể ậ ị ặ ậ

ngh chị
2.2.3.1. Các ch t kìm hãm không thu n ngh chấ ậ ị
Ch tấ kìm hãm (I) k t h p v i enzyme (E) t o thành ph c ch t Enzyme – ch tế ợ ớ ạ ứ ấ ấ
kìm hãm (EI) theo ph n ng sau:ả ứ
N u Kế
2
= 0 ph c ch tứ ấ
EI hoàn toàn không phân ly. S kìm hãm đây là không thu n ngh ch.ự ở ậ ị
D iướ tác d ng c a các ch t kìm hãm không thu n ngh ch, m c đ kìm hãmụ ủ ấ ậ ị ứ ộ
tăng theo th i gian tác d ng, n u n ng đ ch t kìm hãm đ l n đ bão hòa enzymeờ ụ ế ồ ộ ấ ủ ớ ể
thì cu i cùng ph n ng enzyme s ng ng hoàn toàn. H n n a khi lo i b ch t kìmố ả ứ ẽ ừ ơ ữ ạ ỏ ấ
hãm ho t tính c a enzyme cũng không đ c ph c h i.ạ ủ ượ ụ ồ
2.2.3.2. Các ch t kìm hãm thu n ngh chấ ậ ị
Ph n ng gi a enzyme và ch t kìm hãm s nhanh chóng đ t đ c tr ng tháiả ứ ữ ấ ẽ ạ ượ ạ
cân b ng. D i tác d ng c a ch t kìm hãm thu n ngh ch, ho t tính c a enzyme cóằ ướ ụ ủ ấ ậ ị ạ ủ
th đ c ph c h i sau khi lo i b ch t kìm hãm.ể ượ ụ ồ ạ ỏ ấ
Các ch t kìmấ hãm có th tác d ng v i enzyme theo các cách khác nhau:ể ụ ớ
 Kìm hãm c nh tranh (Competitive inhibition) ạ
Các ch t kìm hãm c nh tranh là nh ng ch t có c u trúc t ng t c u trúc c aấ ạ ữ ấ ấ ươ ự ấ ủ
c ch t. Do đó, chúng có kh năng k t h p v i trung tâm ho t đ ng c a enzyme.ơ ấ ả ế ợ ớ ạ ộ ủ
Chúng chi m v trí c a c ch t trong trung tâm ho t đ ng, k t qu là enzym khôngế ị ủ ơ ấ ạ ộ ế ả
th k t h p đ c v i c ch t đ t o thành ph c ES.ể ế ợ ượ ớ ơ ấ ể ạ ứ
Ví d , Malonic (HOOC – CHụ
2
– COOH) là ch t kìm hãm c nh tranh c a enzymeấ ạ ủ
succinatdehydrogenaza, vì nó c u t o g n gi ng v i c ch t succinic (HOOC – CHấ ạ ầ ố ớ ơ ấ
2
– CH
2
- COOH)

17
K
1
E + I EI
K
2
Công ngh Enzyme – Proteinệ
Hình 2.4. Ki u kìm hãm c nh tranh (competitive inhibition)ể ạ
Khi c ch t d th a, n ng đ ch t kìm hãm th p thì có th lo i b tác d ngơ ấ ư ừ ồ ộ ấ ấ ể ạ ỏ ụ
c a ch t kìm hãm, còn n ng đ c ch t th p và n ng đ ch t kìm hãm cao thì l iủ ấ ồ ộ ơ ấ ấ ồ ộ ấ ạ
có tác d ng kìm hãm hoàn toàn. ụ

Hình 2.5. S ph thu c c a t c đ ph n ng vào n ng đ c ch tự ụ ộ ủ ố ộ ả ứ ồ ộ ơ ấ
theo
Lineweaver – Burk khi có kìm hãm c nh tranhạ
Nh v y ta th y khi có s c nh tranh, h ng s Kư ậ ấ ự ạ ằ ố
m
s tăng lên, do đó làm gi mẽ ả
ái l c c a enzym và c ch tự ủ ơ ấ
Tr ng h p đ c bi t c a kìm hãm c nh tranh là kìm hãm b ng s n ph m vàườ ợ ặ ệ ủ ạ ằ ả ẩ
x y ra khi m t s n ph m ph n ng tác d ng tr l i enzyme và choán v trí ho tả ộ ả ẩ ả ứ ụ ở ạ ị ạ
đ ng phân t enzyme.ộ ở ử
 Kìm hãm phi c nh tranh (Uncompetitive inhibition)ạ
Đ c tr ng c a ki u kìm hãm này là ch t kìm hãm ch k t h p v i ph c ch t ESặ ư ủ ể ấ ỉ ế ợ ớ ứ ấ
mà không k t h p v i enzyme t do. ế ợ ớ ự
18
Công ngh Enzyme – Proteinệ

Hình 2.6. Ki u kìm hãm phi c nh tranhể ạ
Tác d ng kìm hãm không b lo i tr khi tăng n ng đ c ch t. Ki u kìm hãmụ ị ạ ừ ồ ộ ơ ấ ể

này th ng g p đ i v i ph n ng nhi u c ch t trong đó có s t o thành nhi uườ ặ ố ớ ả ứ ề ơ ấ ự ạ ề
ph c ch t trung gian khác nhau. ứ ấ

Hình 2.7. S ph thu c c a t c đ ph n ng vào n ng đ c ch tự ụ ộ ủ ố ộ ả ứ ồ ộ ơ ấ
theo
Lineweaver – Burk khi có kìm hãm phi c nh tranhạ
 Kìm hãm h n t p (Mixed inhibition)ỗ ạ
Ch t kìm hãm k t h p v i enzyme ch khác v i trung tâm ho t đ ng, làmấ ế ợ ớ ở ỗ ớ ạ ộ
thay đ i d ng không gian c a phân t enzyme theo h ng không có l i cho ho tổ ạ ủ ử ướ ợ ạ
19
Công ngh Enzyme – Proteinệ
đ ng xúc tác c a nó, do đó làm gi m v n đ ph n ng. Vì v y sau khi k t h p v iộ ủ ả ậ ộ ả ứ ậ ế ợ ớ
ch t kìm hãm này, enzyme v n có th ti p t c k t h p v i c ch t t o thành ph cấ ẫ ể ế ụ ế ợ ớ ơ ấ ạ ứ
ch t.ấ
Hình 2.8. Ki u kìm hãm h n t pể ỗ ạ
Ngoài ra, ch t kìm hãm không nh ng k t h p v i enzyme t do mà còn k t h pấ ữ ế ợ ớ ự ế ợ
v i c ph c h p ES t o thành ph c h p EIS không t o đ c s n ph m P. M c đớ ả ứ ợ ạ ứ ợ ạ ượ ả ẩ ứ ộ
kìm hãm ch ph thu c vào n ng đ ch t kìm hãm mà không ph thu c vào n ngỉ ụ ộ ồ ộ ấ ụ ộ ồ
đ c ch t. T c đ c c đ iộ ơ ấ ố ộ ự ạ đo đ c khi không có m t ch t kìm hãm là cao h n khiượ ặ ấ ơ
có m t ch t kìm hãm. Giá trặ ấ ị Km thay đ i không gi ng nh trong tr ng h p c nhổ ố ư ườ ợ ạ
tranh.
T ng t nh trên ta có ph ng trình :ươ ự ư ươ
Hình 2.9. S ph thu c c a t c đ ph n ng vào n ng đ c ch tự ụ ộ ủ ố ộ ả ứ ồ ộ ơ ấ
theo
20
Công ngh Enzyme – Proteinệ
Lineweaver – Burk khi có kìm hãm h n t pỗ ạ
Các giá tr ị α, α’ đ c đ nh nghĩa nh trên. Tr ng h p ượ ị ư ườ ợ α = α’ g i là kìm hãmọ
không c nh tranh (noncompetitive).ạ
Hình 2.10. S ph thu c c a t c đ ph n ng vào n ng đ c ch tự ụ ộ ủ ố ộ ả ứ ồ ộ ơ ấ

theo
Lineweaver – Burk khi có kìm hãm không c nh tranhạ
B ng 2.1. nh h ng c a ki u kìm hãm lên Vmax và Kmả Ả ưở ủ ể


21
Công ngh Enzyme – Proteinệ
Tr ng h p kìm hãm enzyme b ng n ng đ cao c a c ch t g i là “kìm hãmườ ợ ằ ồ ộ ủ ơ ấ ọ
c ch t” nh kìm hãm urease khi n ng đ ure cao. Nguyên nhân c a nh ng hi nơ ấ ư ồ ộ ủ ữ ệ
t ng này còn ch a đ c bi t rõ. Đó có th là:ượ ư ượ ế ể
- T n t i nhi u trung tâm k t h p v i c ch t b ng các ái l c khác nhau. Khiồ ạ ề ế ợ ớ ơ ấ ằ ự
n ng đ c ch t th p thì enzyme có th ch k t h p v i m t phân t c ch t, cònồ ộ ơ ấ ấ ể ỉ ế ợ ớ ộ ử ơ ấ
khi n ng đ c ch t cao nó k t h p v i nhi u c ch t d n đ n hình thành ph cở ồ ộ ơ ấ ế ợ ớ ề ơ ấ ẫ ế ứ
h p ES không ho t đ ng.ợ ạ ộ
- C ch t cũng có th đ c k t h pơ ấ ể ượ ế ợ nh nh ng v trí đ c bi t c a enzyme.ờ ữ ị ặ ệ ủ
Đó là m t nhóm enzyme quan tr ng (enzyme d l p th ) bên c nh trung tâm xúc tácộ ọ ị ậ ể ạ
còn có trung tâm đi u ch nh.ể ỉ
- C ch t có th k t h p v i m t ch t ho t hóa và b ng cách này nó táchơ ấ ể ế ợ ớ ộ ấ ạ ằ
kh i Eỏ
- C ch t có th choán ch (ngăn c n) m t cofactor hay m t coenzyme.ơ ấ ể ổ ả ộ ộ
- C ch t có th nh h ng đ n ion l c c a môi tr ng và qua đó làm m tơ ấ ể ả ưở ế ự ủ ườ ấ
đi tính chuyên hóa c a enzyme.ủ
2.2.4. nh h ng c a ch t ho t hóa (activator)Ả ưở ủ ấ ạ
Là ch t làm tăng kh năng xúc tác c a enzyme, th ng có b n ch t hóa h cấ ả ủ ườ ả ấ ọ
khác nhau có th là các anion, các ion kim lo i n m ô th 11 đ n ô th 55 c aể ạ ằ ở ứ ế ứ ủ
B ng tu n hoàn Mendeleev, các ch t h u c có c u trúc hóa h c khác nhau nh cácả ầ ấ ữ ơ ấ ọ ư
vitamin tan trong n c.ướ
Ví d , Tác d ng c a anion clo, brom, iot đ n ho t đ c a α – amilaza đ ng v t;ụ ụ ủ ế ạ ộ ủ ộ ậ
tác d ng c a m t s ion kim lo i nh Mnụ ủ ộ ố ạ ư
2+,

Zn
+
,… đ i v i ho t đ c a cácố ớ ạ ộ ủ
proteaza.
Tuy nhiên tác d ng ho t hóa ch gi i h n nh ng n ng đ xác đ nh, v t quáụ ạ ỉ ớ ạ ở ữ ồ ộ ị ượ
gi i h n này có th làm gi m ho t tính enzyme.ớ ạ ể ả ạ
2.2.5. nh h ng c a nhi t đẢ ưở ủ ệ ộ
Theo quy lu t c a các ph n ng hóa h c thông th ng, v n t c ph n ngậ ủ ả ứ ọ ườ ậ ố ả ứ
enzyme càng tăng khi nhi t đ tăng, nh ng vì enzyme có b n ch t là protein do đóệ ộ ư ả ấ
khi tăng nhi t đ t i m t gi i h n nào đó thì v n t c ph n ng enzyme s b gi mệ ộ ớ ộ ớ ạ ậ ố ả ứ ẽ ị ả
do s bi n tính c a protein.ự ế ủ
22
Công ngh Enzyme – Proteinệ
Nhi t đ ng v i v n t c c c đ i g i là nhi t đ t i thích, th ng trongệ ộ ứ ớ ậ ố ự ạ ọ ệ ộ ố ườ ở
kho ng t 40-60ả ừ
0
C. Tuy nhiên, m i enzyme có m t nhi t đ t i thích khác nhau, nóỗ ộ ệ ộ ố
ph thu c vào nhi u y u t nh ngu n enzyme, c ch t, pH môi tr ng, th i gianụ ộ ề ế ố ư ồ ơ ấ ườ ờ
ph n ng…ả ứ
Nhi t đ mà enzyme b m t hoàn toàn ho t tính xúc tác g i là nhi t t i h nệ ộ ị ấ ạ ọ ệ ớ ạ
th ng vào kho ng 70ườ ả
0
C. nhi t đ t i h n enzyme b bi n tính, ít ki có kh năngỞ ệ ộ ớ ạ ị ế ả
ph c h i. Ng c l i, nhi t đ d i 0ụ ồ ượ ạ ở ệ ộ ướ
0
C ho t tính c a enzyme tuy b gi m nh ngạ ủ ị ả ư
l i có th tăng lên khi đ a v nhi t đ bình th ng.ạ ể ư ề ệ ộ ườ

Hình 2.11. nh h ng c a nhi t đ đ n v n t c ph n ng enzymẢ ưở ủ ệ ộ ế ậ ố ả ứ
2.2.6. nh h ng c a pHẢ ưở ủ

pH có nh h ng l n t i v n t c ph n ng enzyme, m i enzyme ch ho t đ ngả ưở ớ ớ ậ ố ả ứ ỗ ỉ ạ ộ
thích h p nh t m t pH xác đ nh g i là pH t i thích c a enzyme.ợ ấ ở ộ ị ọ ố ủ
Ví d , pHụ
opt
c a tripxin là 5-9; c a Pepxin là 1,8-2,2…Cùng m t lo i enzymeủ ủ ộ ạ
nh ng thu t các ngu n khác nhau cũng có pH t i thích khác nhau.ư ừ ồ ố

Hình 2.12. nh h ng pH đ n v n t c ph n ng enzymẢ ưở ế ậ ố ả ứ
23
Công ngh Enzyme – Proteinệ
pH có nh h ng r t l n đ n tr ng thái ion hóa c a các nhóm ch c trong trungả ưở ấ ớ ế ạ ủ ứ
tâm ho t đ ng c a enzyme, tr ng thái ion hóa c a c ch t và ph c ch t ES.ạ ộ ủ ạ ủ ơ ấ ứ ấ
Ngoài các y u t chính đã nêu trên, ho t tính c a enzyme còn ph thu c vàoế ố ạ ủ ụ ộ
nh ng y u t khác: ánh sáng (đ c bi t là tia t ngo i), sóng siêu âm, tia b c x ,…ữ ế ố ặ ệ ử ạ ứ ạ
Trong h th ng s ng, ho t tính enzyme còn ph thu c vào giai đo n sinh tr ngệ ố ố ạ ụ ộ ạ ưở
phát tri n.ể
24