Đề tài báo cáo: Một số tính chất của enzyme: cường lực xúc tác, tính đặc hiệu, đơn vị hoạt độ enzyme

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
TP. HỒ CHÍ MINH
HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM
Đề tài báo cáo: “ Một số tính chất của
enzyme: cường lực xúc tác, tính đặc hiệu, đơn
vị hoạt độ enzyme”
GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang
1
•
Cường lực xúc tác
2
•
Tính đặc hiệu
3
•
Đơn vị hoạt độ
TÍNH CHẤT CỦA ENZYME
Một số hình ảnh về enzyme
Cường lực xúc tác của enzyme
Enzyme là chất xúc tác sinh học, nó có
đầy đủ các tính chất của một chất xúc
tác. Tuy nhiên enzyme có cường lực xúc
tác mạnh hơn nhiều so với xúc tác thông
thường.
Một số ví dụ về cường lực xúc tác
1 mol Fe3+ xúc tác phân ly được 106 mol
H2O2 /phút. Một phân tử catalase có một
nguyên tử Fe xúc tác phân ly 5.106 mol
H2O2/phút.


1 g pepsine trong 2 giờ thủy phân 5kg
protein trứng luộc ở nhiệt độ bình
thường.

1 phân tử β - amylase sau 1 giây, có thể
phân giải 4000 liên kết glucoside trong
phân tử tinh bột.
Một số ví dụ về cường lực xúc tác
Tính đặc hiệu của enzyme
Mỗi enzyme chỉ có khả năng xúc tác
cho sự chuyển hóa một hay một số
chất nhất định theo một kiểu phản
ứng nhất định. Sự tác dụng có tính
lựa chọn cao này gọi là tính đặc hiệu
hoặc tính chuyên môn hóa enzyme.
Tính đặc hiệu
của enzyme
Đặc hiệu kiểu phản
ứng
Đặc hiệu cơ chất
Đặc hiệu quang học
( đặc hiệu lập thể)
Đặc hiệu này thể hiện ở chỗ mỗi
enzyme chỉ có thể xúc tác cho một
trong các kiểu phản ứng chuyển hóa
một chất nhất định.
ĐẶC HiỆU KiỂU PHẢN ỨNG
Ví dụ : phản ứng oxy hóa khử,
chuyển vị, thủy phân, …
ĐẶC HiỆU KiỂU PHẢN ỨNG

Ví dụ về phản ứng oxy hóa khử:
Oxy hoá nhờ Oxydase:
R−CH−COOH + 1/2O2 R−C−COOH + NH3
| | |
NH2 O
Khử cacboxyl nhờ Decaboxylase:
R−CH−COOH + 1/2O2 R−CH2−NH2 + CO2

|
NH2
Cơ chất là chất có khả năng kết hợp vào trung
tâm hoạt động của enzyme và bị chuyển hóa
dưới tác dụng của enzyme. Mức độ đặc hiệu
của các enzyme không giống nhau, người ta
thường phân biệt thành các mức sau:
ĐẶC HiỆU CƠ CHẤT
Enzyme chỉ có thể tác dụng lên một kiểu
liên kết hóa học nhất định mà không phụ
thuộc vào các nhóm hóa học nằm ở hai
bên liên kết.
Ví dụ:

Các esterase có thể tác dụng lên hàng
loạt các ester của Phosphoric acid.

Lipase có khả năng thủy phân được tất
cả các mối liên kết este.
Đặc hiệu tương đối
Ví dụ: Enzyme Trypsine thủy phân các liên kết
peptide giữa Lysine hoặc Arginine với bất cứ

aminoacid nào. Sản phẩm là những đoạn
peptide có Lysine hoặc Arginine chứa nhóm
COOH tự do.
Lysine hay
Arginine
O O
|| ||
C − NH − CH − C
|
R
Vị trí thủy phân của Trypsine
Đặc hiệu tương đối
Biểu hiện là enzyme chỉ có thể
tác dụng lên một kiểu liên kết hóa
học nhất định và một trong hai
nhóm nằm ở hai bên liên kết cũng
phải có cấu tạo nhất định.
Đặc hiệu nhóm
Ví dụ: Carboxylpeptidase có khả năng
phân hủy liên kết peptide gần nhóm
−COOH tự do, nghĩa là liên kết peptide ở
cuối mạch polypeptide:
Carboxylpeptidase
R−C−N−CH−COOH RCOOCH
| | | | +
O H R’ H2 N − CH −
COOH
|
R’
Đặc hiệu nhóm

Enzyme chỉ tác dụng lên một kiểu
liên kết nhất định và các nhóm hóa
học ở hai bên liên kết cũng phải xác
định.
Đặc hiệu tuyệt đối
Ví dụ 1: Enzyme Trombine còn có tính đặc hiệu
hơn Trysine: nó chỉ thủy phân liên kết peptide
ở phía cacboxyl của gốc Arginine nào có gốc
Glycine đứng liền kề sau nó:
O O
|| ||
C − NH − CH − C


Vị trí thủy phân của Trombine
Arginine
Glycine
Đặc hiệu tuyệt đối
Ví dụ 2: Urease hầu như chỉ tác dụng
với ure, thủy phân nó thành khí cacbonic
và amoniac.
Vì vậy, có thể dùng urease để định
lượng chính xác lượng ure.
H2N − CO − NH2 + H2O CO2 +
2NH3
Những enzyme có tính đặc hiệu tuyệt
đối được dùng để định lượng chính xác
cơ chất của nó.
Đặc hiệu tuyệt đối
Hầu như tất cả các enzyme đều có

tính đặc hiệu không gian rất chặt
chẽ, nghĩa là enzyme chỉ tác dụng
với một trong hai dạng đồng phân
không gian cơ chất. Enzyme chỉ tác
dụng với một trong hai dạng đồng
phân quang học của các chất.
ĐẶC HiỆU quang học
(đặc hiệu lập thể)
Ví dụ: phản ứng khử nước của malic acid để
tạo thành fumaric acid dưới tác dụng của
Fumarathydratase chỉ xảy ra đối với L-malic
acid không tác dụng lên D-malic acid.
ĐẶC HiỆU quang học
(đặc hiệu lập thể)
COOH CH − COOH
| Fumarat ||
HO − CH HOOC − CH
| -Dehydeogenase
CH2
|
COOH
Axit L − malic Axit fumaric
Enzyme cũng thể hiện tính đặc hiệu lên một
đồng phân hình học cis hoặc trans.
H COOH COOH
\ / Fumarathydrarase |
C = C OH − CH
/ \ − H2O |
HOOC H CH2
|

COOH

Trans axit fumaric Axit L – malic
ĐẶC HiỆU quang học (đặc hiệu lập thể)
Ví dụ: enzyme Fumarathydratase chỉ tác dụng
lên dạng trans của fumaric acid mà không tác
dụng lên dạng cis để tạo thành L-malic acid.
ĐẶC HiỆU quang học
(đặc hiệu lập thể)
Trong tự nhiên cũng có các enzyme xúc
tác cho phản ứng chuyển hóa tương hỗ giữa
các cặp đồng phân không gian tương ứng.
Ví dụ:

Aldo-1-epimerase xúc tác cho phản ứng
đồng phân hóa α-D-glucose thành β-D-
glucose.

Maleinate cis-trans isomerase của vi khuẩn
xúc tác cho phản ứng đồng phân hóa giữa
maleic acid (dạng cis) và fumaric (dạng
trans ).
ĐẶC HiỆU quang học
(đặc hiệu lập thể)
Enzyme có khả năng phân biệt được 2
gốc đối xứng trong phân tử giống nhau
hoàn toàn về mặt hóa học.
Ví dụ: hai nhóm –CH2OH trong phân
tử glycerol, glycerophosphate kinase
xúc tác cho phản ứng chuyển vị gốc

phosphate từ ATP đến C3 của glycerol
( chứ không phải C1 ) .
Đơn vị hoạt độ enzyme
Đơn vị hoạt độ enzyme
(UI)
Khái niệm Katal
(Kat)
Năm 1961 1972
Phát biểu
Là lượng enzyme có
khả năng xúc tác làm
chuyển hóa 1
micromole (1 µmol) cơ
chất sau 1 phút ở điều
kiện tiêu chuẩn
Là lượng enzyme có
khả năng xúc tác làm
chuyển hóa 1 mol cơ
chất sau 1 giây ở điều
kiện tiêu chuẩn
Đơn vị
1 UI = 1 µmol cơ chất
( 10-6 mol)/phút
1 Kat = 6.107 UI
Ghi chú 1UI = 1/60 microkatal = 16,67 nanokatal
Đơn vị hoạt độ enzyme
Đối với chế phẩm enzyme ngoài
việc xác định mức độ hoạt động
còn cần phải đánh giá độ sạch của
nó. Đại lượng đặc trưng cho độ

sạch của enzyme là hoạt độ riêng.
Đơn vị hoạt độ enzyme
Hoạt độ riêng của chế phẩm enzyme là
số đơn vị UI (hoặc số đơn vị Katal) ứng
với 1ml dung dịch (nếu là dịch) hoặc 1mg
protein (nếu là bột khô) của chế phẩm.
Ví dụ:
1 dung dịch enzyme chứa 10UI (hoặc
166,7 nanokatal) trong 1ml.
Hoặc 1 bột enzyme chứa 10UI (hoặc
166,7 nanokatal) trong 1mg protein.