Năng lượng (Cấu trúc và phân loại các enzyme) doc

Năng lượng
(Cấu trúc và phân
loại các enzyme)




16.2. ENZYME
Như đã nói ở trên một phản ứng
thoát nhiệt là một phản ứng có
∆G
o’
âm và hằng số cân bằng lớn
hơn 1 và có thể diễn ra triệt để
nghĩa là về phía bên phải của
phương trình. Tuy nhiên, người ta
thường có thể hỗn hợp các chất
phản ứng của một phản ứng thoát
nhiệt mà không thấy kết quả rõ
ràng mặc dù các sản phẩm có thể
được tạo thành. Chính enzyme
đóng vai trò trong các phản ứng
này.
16.2.1. Cấu trúc và phân loại các
enzyme
Enzyme là các chất xúc tác có
bản chất protein, có tính đặc hiệu
cao đối với phản ứng xúc tác và với
các phân tử chịu xúc tác. Chất xúc

tác là một chất làm tăng tốc độ của
một phản ứng hoá học mà bản thân
không bị thay đổi. Do đó enzyme
thúc đẩy các phản ứng của tế bào.
Các phân tử phản ứng được gọi là
cơ chất và các chất tạo thành được
gọi là sản phẩm. Nhiều enzyme là
các protein thuần khiết, nhưng cũng
không ít enzyme gồm hai thành
phần: thành phần protein (gọi là
apoenzyme) và phần không -
protein (gọi là cofactor); cả hai cần
cho hoạt tính xúc tác và enzyme
gồm cả hai thành phần trên được
gọi là holoenzyme. Cofactor được
gọi là nhóm thêm (prosthetic
group) nếu gắn chặt vào
apoenzyme. Nhưng thường thì
cofactor gắn lỏng lẻo với
apoenzyme, thậm chí có thể phân li
khỏi protein enzyme sau khi các
sản phẩm đã được tạo thành và
mang một trong các sản phẩm này
đến một enzyme khác. Cofactor
gắn lỏng lẻo nói trên được gọi là
coenzyme. Chẳng hạn, NAD
+
là
một coenzyme mang các electron
bên trong tế bào. Nhiều vitamin mà

con người cần đóng vai trò là các
coenzyme hoặc là tiền chất
(precursor) của các
coenzyme. Niacin được lắp vào
NAD
+
và riboflavin được lắp vào
FAD. Các ion kim loại cũng có thể
liên kết với các apoenzyme và tác
dụng như các cofactor.
Mặc dù tế bào chứa một số
lượng lớn và rất đa dạng các
enzyme nhưng chúng có thể được
xếp vào một trong 6 nhóm (Bảng
16.2). Tên của các enzyme thường
được đặt theo tên cơ chất mà chúng
tác dụng lên và loại phản ứng được
xúc tác. Ví dụ, Lactate
dehydrogenase (LDH) loại bỏ
hydrogen khỏi Lactate:
Lactate + NAD
+
Pyruvate
+ NADH + H
+

Lactate dehydrogenase cũng có
thể được đặt tên đầy đủ và chi tiết
hơn là L-Lactate: NAD
oxydoreductase. Tên này mô tả các

cơ chất và loại phản ứng chính xác
hơn.
Bảng 16.2. Phân loại enzyme
(Theo Prescott, Harley và
Klein, 2005)

Loại enzyme Phản ứng
do enzyme
xúc tác
Ví d
ụ phản ứng
Oxydoreductase

Các phản
ứng oxy
hóa khử
Lactate dehyd
rogenase:
Pyruvate + NADH +
H
Lactate + NAD
Transferase Các phản
ứng chuyển
nhóm giữa
các phân tử

Aspartate
Carbamoyltransferase:
Aspartate +
CarbamoylPhosphate

Carbamoylaspartate +
Phosphate
Hydrolase Thủy phân
các phân tử.

Glucose-6-
Phosphatease:

Glucose-6-
Phosph
H
2
O
Glucose + Pi
Lyase Loại bỏ các
nhóm đ
ể tạo
thành các
n
ối đôi hoặc
bổ sung các
nhóm vào
nối đôi.
Fumarate hydratase:
L-malate
Fumarate + H
2
Isomerase Các phản
ứng xúc tác
đồng phân

hóa.
Alanine racemase:
L-alanine
alanine
Ligase Nối 2 phân
t
ử nhờ năng
luợng của
ATP (hay
của các
nucleoside
Glutamine synthetase:
Glutamate + NH
ATP
Glutamine +
ATP + Pi
triphosphate
khác)