Chương 3 Enzym GT HSTP

Chương III

ENZYM
--------------I-KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ENZYM:
1- Đònh nghóa:
− Enzym là chất xúc tác sinh học có bản chất là protein .
− Vì có nguồn gốc từ sinh vật nên Enzym có tên là chất xúc tác sinh học (biocatalisateur) để phân
biệt với các chất xúc tác hóa học khác.
− Enzym cũng là một loại protein nên nó có đầy đủ các tính chất của protein . Đa số Enzym có
phân tử lượng từ 1000 – 1000000. Ngắn nhất là ribonuclease 12700 dalton.
− Enzym tham gia xúc tác hầu hết các phản ứng sinh hóa trong cơ thể sinh vật. Thiếu Enzym thì
mọi quá trình chuyển hóa sẽ bò đình chỉ, sinh vật không thể sống, sinh sản, phát triển bình
thường được, do đó sự sống không tồn tại .
− Hiện nay người ta đã khám phá khỏang 2000 Enzym trong đó hơn 200 Enzym thu được ở dạng
tinh thể. Ngày nay Enzym không chỉ xúc tác các phản ứng sinh hóa trong cơ thể mà nó đã được
sản xuất rộng rãi cũng như ứng dụng có hiệu quả trong mọi lónh vực: y dược, chăn nuôi, thú y,
công nghệ chế biến thực phẩm bia, rượu, tương, chao, nước chấm, nước mắm.
2- Cấu tạo Enzym:
A.Cấu tạo:
Enzym có bản chất là protein . phần lớ là protein dễ tan, có cấu trúc hình cầu, phân tử lượng từ
10000 đến 1000000 dalton.
Dựa vào thành phần hóa học, Enzym cũng chia làm hai loại:
(1) Enzym một thành phần: (Enzym 1 cấu tử, Enzym đơn giản)
Chỉ cấu tạo từ các acid amin , từ chuỗi polypeptid, hay còn gọi là protein đơn giản.
(2) Enzym 2 thành phần: (Enzym 2 cấu tử, Enzym phức tạp)
Là protein phức tạp. Ngoài chuỗi polypeptid còn có phần phi protein .
Chuỗi polypeptid
+
phi protein
Feron
Aron

Chất mang
nhóm họat hóa
Apoenzym
Coenzym – cofactor
Apoferment
Coferment
Apoprotein
Phi protein là những hợp chất hữu cơ đặc hiệu có nhiệm vụ kết hợp với apoprotein để làm chất xúc
tác.
Tuy tính chất cơ bản của Enzym là do apoenzym quyết đònh, nhưng nếy thiếu phần cộng tác
cofactor thì Enzym cũng không hoạt động được.
Có 2 nhóm:
• Coenzym: phần phi protein có liên kết lỏng lẻo với apoenzym, và dễ dàng tách ra khi dùng
phương pháp thẩm tích . đa số là vitamin.


Apoenzym +
Coenzym
=
holoenzym
• Cofactor: nhóm ngoại: phần phi protein gắn với apoenzym bằng liên kết đồng hóa trò bền
vững, và không thể tách ra độc lập (postetic)
Thí dụ: metaloenzym: ion kim loại là nhóm ngoại.
Tuy vậy sự phân biệt trên chỉ là tương đối vì khó đưa ra được tiêu chuẩn thế nào là gắn chặt, thế
nào là không gắn chặt, nhất là trong những năm gần đây người ta đã chứng minh được có những
coenzym gắn vào apoenzym bằng liên kết đồng hóa trò.
B-Cấu tạo của Trung tâm hoạt động:
(1) Trung tâm hoạt động:
Không phải tòan bộ phân tử Enzym tham gia kết hợp vớiù cơ chất, mà chỉ có một phần rất nhỏ của
phân tử Enzym tham gia kết hợp đặc hiệu với cơ chất. Phần cấu trúc đó là nơi trực tiếp xảy ra các

phản ứng xúc tác và được gọi là trung tâm hoạt động của Enzym.
 Enzym 1 cấu tử:
Trung tâm hoạt động thường là các nhóm đònh chức có hoạt tính cao, và không tham gia vào việc
tạo thành trục chính của chuỗi polypeptid.
Nhóm -SH của cystein
Nhóm OH của serin, tyrosin
ε-NH2 của lysin
-COOH của acid glutamic, aspartic
- Vòng himidazol của histidin N NH
- Indol của tryptophan
Các nhóm này ở xa nhau nhưng vơí câú trúc bậc 3,4 chúng sẽ tiến l gần nhau hình thành trung
tâm hoạt động.
Vậy những biến đổi nhỏ của môi trường sẽ làm biến đổi cấu trúc không gian của Enzym,dẫn đến
làm mất khả năng hoạt động của trung tâm hoạt động vàEnzym bò vô hoạt.
Ví dụ: α - chimotrypsin có trung tâm hoạt động gồm –OH của serin – 195, imidazol của histidin –
57 và nhóm –COOH của aspartic 102
- Có Enzym chỉ có một trung tâm hoạt động nhưng cũng có Enzym có nhiều trung tâm hoạt động.
- Thí dụ: alcol dehydrogenase gan có 2 trung tâm hoạt động .
alcol dehydrogenase của nấm men có 4 trung tâm hoạt động.
Các trung tâm hoạt động có thể giống nhau mà cũng có thể khác nhau về cấu tạo và chức
năng.
 Enzym hai cấu tử:
- Trung tâm hoạt động thường bao gồm nhóm ngoại hay coenzym và các nhóm chức của acid
amin .
• Coenzym sẽ quyết đònh kiểu phản ứng hóa học và trực tiếp tham gia kết hợp với cơ chất
• Apoenzym lại chọn lọc cơ chất , duy trì tính đặc hiệu và ảnh hưởng đến cường độ phản ứng.
Ví Dụ 1:
Catalase
2H2O + O2
2H2O2

− không có Enzym phản ứng được xúc tác bởi Fe3+ , xảy ra rất chậm.
Khi Fe3+ + 4 pyrol (
)
hematin.
N
H


Nếu xúc tác phản ứng là hematin thì cường độ phản ứng sẽ tăng lên hàng ngàn lần ( Coenzym của
catalaza)
nếu hematin kết hợp với apoenzym
Enzym catalaza
cường độ phản ứng tăng lên hàng
triệu lần.

(hình vẽ)

Ví dụ 2:
Enzym catalaza và peroxydaza có nhóm coenzym giống nhau nhưng khác nhau phần apoenzym
xúc tác cho 2 kiểu phản ứng rất khác nhau
chính apoenzym đã qui đònh tính đặc
hiệu, khả năng chọn lựa cơ chất của phản ứng, apoenzym cũng làm tăng cường độ của phản ứng.
Thường các Enzym 2 cấu tử có coenzym bản chất là vitamin.
 Cơ chế ổ khóa, chìa khóa:
mô hình Fisher
Đây là mô hình cổ điển.
Theo Fisher thì trung tâm hoạt động của Enzym đã được hình thành sẵn với một cấu tạo nhất đònh
và chỉ cho phép cơ chất có cấu tạo tương ứng kết hợp vào, như chìa khóa tra vào ổ khóa.

(hình vẽ)

− Ngày nay thuyết này đã không giải thích thỏa đáng được nhiều kết quả thực nghiệm. Vì vậy có
một giả thuyết khác hấp dẫn và tế nhò hơn. Đó là thuyết Koshland.
− Theo Koshland thì đặc điểm của trung tâm hoạt động là mềm dẻo linh hoạt, các nhóm chức
năng của trung tâm hoạt động chưa ở tư thế sẵn sàng hoạt động, khi tiếp xúc với một cơ chất
nào đó do cảm ứng không gian đã biến đổi hình dạng của Enzym và khiến cho các nhóm chức
năng trung tâm hoạt động đònh hướng thích hợp và chính xác để gắn với cơ chất, thực hiện quá
trình xúc tác. Tức là trung tâm hoạt động của Enzym chỉ hình thành torng quá trình tiếp xúc
giữa Enzym và cơ chất. Do đó mô hình này được gọi là “ tiếp xúc cảm ứng”
(hình vẽ)
Cơ chế này giải thích thỏa đáng được tính đặc hiệu nhóm của Enzym.
(2) Trung tâm dò lập thể (Alosteric)
− Trên các phân tử Enzym này ngoài một trung tâm hoạt động làm chức năng xúc tác còn có một
loại trung tâm khác mang nhiệm vụ điều chỉnh hoạt tính của Enzym gọi là trung tâm điều chỉnh


hay trung tâm dò lập thể. Đây là 2 cấu trúc riêng biệt, có tác dụng tương hỗ nhưng có nhiều
trường hợp khác trung tâm dò lập thể vẫn không ảnh hưởng đến hoạt tính Enzym. Có 2 trường
hợp:
 Dò Lập Thể dương :khi kết hợp với chất dò lập thể có thể làm tăng hoạt tính Enzym hoặc là
Enzym từ trạng thái không hoạt thành hoạt động.
 Dò Lập Thể âm: khi kết hợp với chất dò lập thể Enzym sẽ giảm hay mất hoạt tính.
− Ta sẽ mô hình hóa những điều nói trên:
phản ứng Enzym:
E
+
S
[ES]
E
+

P

(hình vẽ)

− Trong các phản ứng hóa sinh, sản phẩm phản ứng thường đóng vai trò các dò lập thể âm, khi đã
sinh ra dư các sản phẩm phản ứng , sản phẩm tạo dư sẽ ức chế phản ứng tạo sản phẩm đó. Đó
chính là cơ chế tự điều hòa các phản ứng hóa sinh.
− Các Enzym dò lập thể thường có cấu trúc bậc 4, các tiểu thể liên kết với nhau không chặt, do đó
chúng có thể tách rời hay kết hợp lại rất dễ dàng, tạo ra sự mềm dẻo, dễ thay đổi cấu hình
trong không gian một cách thuận nghòch.
Thí dụ: dò lập thể dương:
Enzym acetyl coA Carboxylase
dò lập thể (+) : citrat hay isocitrat
monome không có hoạt tính, có citrat gắn thành polyme có hoạt tính
dò lập thể âm:
sản phẩm của phản ứng
dò lập thể thường : Enzym aspartat transcarbamylase
xúc tác phản ứng ngưng tụ Carbamyl Phosphat với aspartat tạo ra Carbamyl aspartat.
Dùng Hg để khóa trung tâm dò lập thể lại, hoạt tính Enzym vẫn không bò ảnh hưởng.
(3) Phức hợp Enzym (Multienzym):
trong cơ thể có những chu trình chuyển hóa gồm nhiều phản ứng liên tiếp nhau, sản phẩm của
phản ứng này lại là cơ chất của phản ứng sau. Ta đã biết qua một chu trình đó là chu trình
Ornithin. Trong cơ thể sinh vật diễn ra rất nhiều chu trình như vậy. Mỗi phản ứng lại được một
Enzym xúc tác , trong chu trình sẽ có nhiều loại Enzym hoạt động. Các Enzym này hoặc hoạt động
riêng lẻ, hoặc kết hợp với nhau thành phức hợp Enzym.
Thí dụ:
Enzym Transacetylat
Enzym Pyruvat dehydrogenase
phức hợp Enzym của quá trình khử
Enzym Dihydrolipoat dehydrogenase

carboxyl oxy hóa của acid pyruvic
(4) Tiền Enzym (Proenzym, zimogen)
− Phần lớn các Enzym được tổng hợp trong cơ thể thành những phân tử Enzym có sẵn hoạt tính
sinh học. Nhưng cũng có những Enzym được tổng hợp ở dạng trung gian chưa có hoạt tính xúc
tác được gọi là zimogen hay proenzym, tiền Enzym.


− Đa số Enzym một cấu tử, nhất là Enzym của hệ tiêu hóa thường tồn tại ở trạng thái chưa hoạt
động.
− Thí dụ: Pepsinogen
pepsin ( bao tử)
Trypsinogen
trypsin (dòch, tụy, thành ruột)
Protrombin
Trombin (gây đông tụ máu)
− Cơ chế chuyển zimogen thành Enzym hoạt động:
Các zimogen đã hàm chứa các trung tâm hoạt động nhưng có những đoạn peptid vây hãm, che lấp.
Hoạt hóa tiền Enzym là cắt đứt các liên kết vây hãm đó. Xúc tác cho quá trình hoạt hóa này là
Enzym khác hay pH.

(hình vẽ)

 Enzym một cấu tử có cấu trúc bậc 4, số protome tham gia phải là số chẵn:

(hình vẽ)

Do đó trung tâm hoạt động và trung tâm dò lập thể có thể ở các protome khác nhau. Khi oligome
phân ly thành protome thì Enzym giảm hay mất hoạt tính sinh học.
Enzym 2 cấu tử thì apoenzym là protome này thì coenzym là một protome khác.
Thí dụ:

urease
ure
NH3 + CO2 + H2O
8 protome
60000đv/protome
3-Tên gọi của Enzym:
có 2 cách gọi tên Enzym
a. Tên thông dụng:
là tên gọi đã có từ lâu và quen dùng, thường theo tên người tìm ra hoặc tùy tiện theo ý tác giả,
không theo quy ước nào và cũng không nói lên kiểu phản ứng. Hiện nay lối gọi tên này vẫn được
dùng rộng rãi vì nó ngằn gọn dễ nhớ và quen thuộc.
Thí dụ:
pepsin, trypsin, catalaza,amilaza, rennin, bromelin,…
b. Tên hệ thống:
− Là tên Enzym đã được hội nghò sinh hóa quốc tế lần thứ 5(1961) qui đònh. Tên Enzym sẽ gồm 2
phần
Tên cơ chất + tên phản ứng + ase (aza, az)


− Tên hệ thống dài khó nhớ nhưng nói được tên cơ chất bò chuyển hóa và kiểu phản ứng mà
Enzym xúc tác.
Thí dụ: pyruvat decarboxylase: khử CO2 của acid pyruvic
Glucophosphat isomerase: chuyển đồng phân gốc (p) trong gluco
− Nếu phản ứng bao gồm hai sự chuyển hóa tương hỗ thì người ta còn thêm vào sau phần thứ hai
của tên gọi một dấu ngoặc.
Thí dụ:
COOH
COOH
H2N CH

+

R

L-acid amin

O2

L-acidamin oxydoreductaza (deamin)

C O

+

NH3

+

H2O

R

Theo hội nghò này thì mỗi Enzym lại có 1 mã số gồm

E C X. X. X. X
(1)(2)(3)(4)

4 chữ

X là 4 số

(1): nhóm chính(lớp)
(2): nhóm phụ(phân lớp)
(3): phân nhóm phụ (tổ)
(4): tên Enzym : thứ tự của Enzym trong phân nhóm phụ
thí dụ:
lớp có 6 lớp I : oxihóa khử oxydoreductaza
II : phản ứng chuyển hóa dạng đồng phân : isomerase
III : phản ứng thủy phân hydrolase
IV : phân cắt tạo nối đôi: liase
V : quá trình chuyển nhóm chức: transferase
VI : phản ứng tổng hợp từ thành phần đơn giản : ligase (synthetase)
Mỗi lớp lại phân tiếp …
Thí Dụ :
EC.2.7.7.16 : Ribonuclease
EC 3.1.1.3 : thủy phân acid béo thành glycerin
EC 2.6.1.1 : L-aspartat : α-cetoglutarat amino transferaza xúc tác cho phản ứng
chuyển vò nhóm chứa N của amin.
L-aspartat
+
α-cetoglutarat
=
oxaloacetat +
glutamat
II – VAI TRÒ XÚC TÁC CỦA ENZYM:
1- Cơ chế tác dụng của Enzym:
− Muốn cho phản ứng Enzym xảy ra thì cơ chất phải được gắn vào trung tâm hoạt động của
Enzym, tạo thành phức hợp Enzym cơ chất (ES) . Trung tâm hoạt động của phân tử Enzym có
những nhóm chức đặc biệt trực tiếp tham gia vào cơ chế xúc tác. Dưới tác dụng của Enzym
hoạt tính hóa học của cơ chất tăng lên rõ rệt. Do đó chỉ cần một năng lượng hoạt hóa nhỏ hơn

nhiều cũng đủ làm cho phản ứng xảy ra tức thì để biến cơ chất thành sản phẩm.
− Một phản ứng Enzym có thể chia làm 3 giai đọan:
(1) giai đoạn 1: tạo phức ES
sự tạo thành phức ES xảy ra nhanh chóng và cần năng lượng hoạt hóa thấp. Phức này không bền,
chỉ tồn tại trong một thời gian ngắn rồi chuyển sang giaiđoạn tiếp theo ngay.
Để chứng minh cho sự tồn tại của phức ES, ta sử dụng phương poháp đo phổ hấp thu cực đại.


Thí dụ: Hematin trong Enzym catalase và peroxydase có phổ hấp thuc cực đại là 400nm. Khi có cơ
chất H2O2 , phổ hấp thu cực đại chuyển sang 420nm. Giai đọan tồn tại rất ngắn, sau đó phổ hấp thu
sẽ quay trở lại 400nm.
(đồ thò)

(2) giaiđoạn 2: hoạt hóa cơ chất S.
sau khi phức ES tạo thành, ở phân tử cơ chất có sự chuyển hóa. Về bản chất là sự phân bố lại nội
năng do đó có sự chuyển vò electron, hoặc phá vỡ các liên kết đồng hóa trò, hình thành các liên kết
mới trong phân tử cơ chất, làm cơ chất bò kích thích và sẵn sàng chuyển hóa tạo sản phẩm. Mức
năng lượng hoạt hóa của giai đoạn này cũng không cao.

(đồ thò)

 Lý do: phân tử Enzym có các nhóm chức đặc hiệu (thường là mạch nhánh R). Các nhóm này
cùng với ion kim loại hay coenzym tương tác với cơ chất một cách đònh hướng, làm cho cơ chất
có hoạt tính hóa học cao. Những nhóm đó giữ vai trò xúc tác. Các phản ứng tương tác này hình
thành các loại liên kết yếu (không phải liên kết đồng hóa trò). Đó là phản ứng phát năng, giải
phóng năng lượng tự do. Năng lượng này được gọi là năng lượng kết hợp (binding energy), tuy
không lớn nhưng do số lượng nhiều nên tổng năng lượng là khá lớn. Đây là nguồn năng lượng
làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng ( ≡
∆F3 )
(3) giai đoạn 3: tạo sản phẩm protein .

cơ chất sau khi được hoạt hóa sẽ biến đổi về chất để hình thành chất mới và phân ly khỏi Enzym
tạo thành sản phẩm protein .
thí dụ: xét 1 phản ứng thủy phân
Enzym thủy phân thường có 2 trung tâm hoạt động
AB
+
HOH
AOH +
BH
hydrolase

(hình vẽ)


2- So sánh với chất xúc tác hóa học:
ta làm một bảng so sánh với các chất xúc tác hóa học để thấy rõ hơn sự ưu việt của các phản ứng
xúc tác bằng Enzym.
(1) điều kiện phản ứng:
• phản ứng xúc tác hóa học: P cao
t0 cao, thời gian lâu
nồng độ xúc tác cao, hiệu suất thấp.
TD: phản ứng thủy phân : HCl 6N , 100 – 1070C,…
NaOH 6 – 8N, t0 sôi,…
phản ứng Enzym:
P thường
t0 thường
thời gian ngắn
nồng độ xúc tác nhỏ
hiệu suất triệt để
TD:

H+ đặc, T0+, P, thiết bò khó
Cellulose
Glucoza
Hiệu suất thấp
E.cellulase
τ = vài giờ, trong điều kiện cơ thể
(bao tử bò nhai lại)
(2) Hiệu quả năng lượng:
Với cơ chế xúc tác đã nêu ở trên, phản ứng với xúc tác Enzym chỉ cần 1 năng lượng hoạt hóa thấp
hơn rất nhiều so với năng lượng hoạt hóa của phản ứng xúc tác thường.
Q = 32000 cal/mol
Saccarose
glucose + fructose
H+, Q = 25000cal/mol
Invertase, Q = 9400 kcal/mol

(3) cường độ phản ứng:
Enzym có cường lực xúc tác mạnh hơn nhiều so với xúc tác thông thường. Lượng Enzym cần rất ít
nhưng cóthể chuyển hóa một lượng cơ chất rất lớn trong thời gian ngắn.
Thí dụ:
1 mol Fe3+ xúc tác phân ly 10-6 mol/phút
2H2O2
2H2O + O2
1phân tử catalase có 1nguyên tử Fe phân ly 5.106 mol/phút


tính tương đương : 1g catalase ≡ 1 tấn Fe
(4) Vận tốc phản ứng:
phản ứng do Enzym xúc tác thường xảy ra rất nhanh và do một hệ các Enzym kết hợp vơí nhau tác
dụng vào.

OH-, H+
protein
acid amin
Đun sôi trong vài chục giờ
Proteaza
Xảy ra trong vài chục phút
tinh bột

amilaza
vài phút

acid amin

H+, đun sôi trong vài giờ
(5) Tính đặc hiệu:
− Đối với các chất xúc tác hóa học, 1 chất xúc tác có thể xúc tác cho rất nhiều phản ứng.
− Đối với Enzym, khi xúc tác có khả năng chọn lọc cơ chất rất cao. Một Enzym chỉ xúc tác cho
một vài phản ứng hay chỉ một phản ứng duy nhất.
(6) Hoạt tính xúc tác :
− các chất xúc tác khác chỉ có khả năng tác dụng giống nhau, và bản thân chúng là một hợp chất
hóa học, không phải là hợp chất sinh học.
− Enzym sẽ thay đổi hoạt tính dưới tác động của các yếu tố môi trường, t 0, pH, yếu tố hóa học.
+ Enzym có thể tách ra từ cơ thể sinh vật và bảo tòan hoạt tính của nó ở ngoài cơ thể
+ Ngược lại các yếu tố của môi trường tác động lên cơ thể sẽ tác động trước tiên vào hệ Enzym
của cơ thể, gây ra những sai lệch và biến đổi trong quá trình sinh học dẫn đến biến dò là cơ sở
cho sự tiến hóa vì tạo ra những giống mới.
III. HOẠT TÍNH CỦA ENZYM:
1-Đònh nghóa:
Hoạt tính của Enzym là khả năng chuyển hóa cơ chất thành sản phẩm.
hoạt tính càng cao thì lượng sản phẩm tạo thành càng nhiều. Tốc độ phản ứng càng nhanh.

2- xác đònh hoạt tính của Enzym:
phản ứng Enzym xảy ra như sau:
E+S
[ES]
E+P
có hai cách xác đònh hoạt tính của Enzym:
(1) xác đònh vận tốc chuyển hóa cơ chất:
lượng cơ chất S mất đi trong một đơn vò thời gian
(2) xác đònh vận tốc tạo thành sản phẩm.
Lượng sản phẩm tạo thành trong một đơn vò thời gian
 Hoạt tính của Enzym được biểu thò bằng số đơn vò hoạt động có trong một đơn vò chế phẩm
Enzym.
+ Đơn vò hoạt động của Enzym (UI) : là một đại lượng qui ước, nó có thể là lượng Enzym tối
thiểu cần thiết để chuyển hóa 1µmol cơ chất sau 1 phút ở điều kiện tiêu chuẩn ( là điều kiện t 0,
pH,…thích hợp nhất để Enzym đó hoạt động)
 Hoạt tính riêng (hoạt độ riêng) (specific activity)


Là số đơn vò hoạt động trong một đơn vò khối lượng hay thể tích chế phẩm. Biểu thò độ tinh sạch
Enzym. Cần thiết trong công nghệ sản xuất Enzym. Hoạt đô riêng càng cao, chế phẩm Enzym càng
tinh sạch.
TD: Enzym papain trong vỏ đu đủ
1 g vỏ đu đủ
30 UI/g
1g chế phẩm I (đã loại tạp chất lần I)

3000 UI/g

1g chế phẩm II (loại tạp chất lần II)

300000 UI/g

 Hoạt tính phân tử: (molecular activity)
Là số đơn vò hoạt động trong 1 mol Enzym.
Đơn vò này chỉ dùng trong một số trường hợp đặc biệt khi Enzym đã được tinh chế đến dạng tinh
khiết và có thể xác đònh được phân tử lượng của nó.
Thí dụ: urease có M = 480000
 Hoạt tính tòan phần: (total activity: TA)
Đơn vò này dùng trong quá trình tinh chế, có thể tính được hiệu suất tinh chế: là tổng số hoạt độ của
tòan bộ chế phẩm Enzym.
TD 1: 1kg vỏ đu đủ
30 UI/g
TA = 30000 đv
5g chế phẩm I
3000 UI/g
TA = 15000 đv
0.03g chế phẩm II 300000 UI/g
TA = 9000 đv
TD 2 : 100g chồi dứa
50 UI/g
TA = 5000 đv
2g bromelin
3000 UI/g
TA = 6000 đv
Tùy vào điều kiện cụ thể ta có thể chọn đại lượng khảo sát là cơ chất hay sản phẩm, tùy thuộc vào
loại phản ứng, và vào điều kiện có sẵn.
3-các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính Enzym:
− Hoạt tính Enzym được biểu lộ qua vận tốc của phản ứng mà Enzym đó xúc tác . Tốc độ càng
cao thì khả năng chuyển hoá càng lớn do đó họat tính Enzym đó càng cao.
− Vận tốc phản ứng Enzym phụ thuộc vào nồng độ Enzym, nồng độ cơ chất, các chất kìm hãm, t 0,

pH,…
a-Ảnh hưởng của nồng độ Enzym:
− Trong điều kiện thừa cơ chất S thì vận tốc phản ứng phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ Enzym.
Tốc độ phản ứng sẽ tăng đến khi tòan bộ Enzym đều tham gia phản ứng rồi ngừng lại.
− Trong trường hợp nồng độ Enzym lớn, vận tốc phản ứng sẽ tăng đến khi hết cơ chất
(không dùng biện pháp này.)
b-Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất S:
năm 1913 Leonon Michaelis và Maud Menten đã đưa ra mô hình động học của phản ứng Enzym.
Phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc phản ứng và nồng độ cơ chất [S] được gọi là
phương trình Michaelis – Menten.
K +1
K +2
[ES]
S
E
E
+
+ P
K -1
phản ứng Enzym được đặc trưng bởi hằng số tốc độ phản ứng


K+1
hằng số tốc độ của phản ứng tạo phức [ES]
K-1
hằng số tốc độ của phản ứng phân ly phức [ES] ngược lại
K+2
hằng số tốc độ của phản ứng phân ly phức thành sản phẩm protein .
Mỗi phản ứng được biểu diễn bằng hằng số tốc độ phản ứng:
V+1 = K+1 [S] [E]

V-1 = K-1 [ES]
V+2 = K+2 [ES]
Để phản ứng cân bằng thì V+1 = V-1 + V+2
K+1 [S] [E] = (K-1 + K+2) [ES]
Mà [E] = [E0] – [ES]
K+1 [S] ([E0] – [ES]) = (K-1 + K+2) [ES]
K+1 [S] [E0] = (K-1 + K+2 + K+1 [S]) [ES]
K+1 [S] [E0]
[ES] = K+1 [S] + K-1 + K+2
[S]
[ES] = E0 K-1 + K+2 + [S]
K+1
Vận tốc đạt cưc đại khi lượng Enzym ban đầu tham gia phản ứng:
Vmax = K+2 [E0]

K+2 [ES] = Vmax

[S]
K-1 + K+2 + [S]
K+1

Vận tốc tòan bộ phản ứng chủ yếu là phản ứng phân ly ES thành sản phẩm nên V pư = K+2 [ES]
K-1 + K+2
Đặt Km =
: hằng số Michaelis Menten
K+1
Hằng số ái lực của Enzym đối với cơ chất S.
Ta có:
[S]
V = Vmax K + [S]

m

 Ý nghóa của phương trình Michaelis – Menten:
Ta thấy khi E = const
T0 = const
Nồng độ cơ chất tăng sẽ làm V tăng cho đến khi tòan bộ Enzym đã bão hòa cơ chất. Nếu tiếp tục
tăng [S] tốc độ sẽ không thay đổi nữa.


(đồ thò)

• Khi [S] = Km thì V = ½ Vmax . vậy Km là nồng độ cơ chất ở đó vận tốc phản ứng bằng ½ Vmax.
 Vận tốc phản ứng phụ thuộc nhiều vào nồng độ cơ chất:
Khi [S] vô cùng nhỏ thì V tỉ lệ thuận với [S]
Khi [S] vô cùng lớn thì
[S]
Km + [S]

≈1

V = Vmax

 Km: hằng số ái lực của Enzym đối với cơ chất S.
Ý nghóa của Km:
• Nếu có cùng một lúc nhiều Enzym cùng tác động lên cơ chất, Enzym nào có Km nhỏ nhất thì
Enzym đó sẽ tác động xúc tác chuyển hóa cơ chất đó.
• Nếu biết Km có thể xác đònh được đúng hoạt tính Enzym.
Hoạt tính Enzym chỉ được xác đònh đúng khi S ≥ 20 Km
Đó là vùng phản ứng có vận tốc tỉ lệ thuận với cơ chất.
− Ta có thể xác đònh Km bằng thực nghiệm:

V=
Đảo ngược

Vmax [S]
Km + [S]

1 Km 1
1
=
+
v Vmax [ S ] Vmax
y = ax +

b

đồ thò là một đường thẳng
(đồ thò)

c. nh hưởng của nhiệt độ:
• Khi t0 tăng thì động năng tăng dẫn đến vận tốc phản ứng tăng.
• Khi t0 tăng cao, vì có bản chất là protein nên Enzym bò biến tính và mất hoạt tính xúc tác.

(đồ thò)


•

Với đa số Enzym thì T0opt = 40 – 600C . trong đó Enzym động vật có T0opt thường thấp hơn
Enzym thực vật. Cũng có Enzym chòu t 0 cao (thí dụ papain T0opt = 800C). đa số ở t0 = 700C,
Enzym đã bắt đầu mất hoạt tính và ở 1000C thì hòan toàn mất hoạt tính.

(đồ thò)

• T0 < T0opt
Hệ số vận tốc phản ứng
Q10 =

vt +10
= 1.5 ÷ 2
vt

Khi nhiệt độ tăng 100 thì tốc độ phản ứng tăng 1.5 ÷2 lần.
• T0 > T0opt xảy ra hiện tượng biến tính
Q10 = 600 hệ số phản ứng biến tính. T0+ tăng 100C thì tốc độ phản ứng biến tính tăng 600 lần.
 ng dụng của yếu tố nhiệt độ:
T0opt : tốc độ phản ứng cao nhất : khi cần thu sản phẩm protein .
T0 thấp : bảo quản , Vpư = 0 , Enzym không biến tính.
T0 > 40, 50 : vô họat Enzym nhiệt độ thanh trùng.
d.nh hưởng của pH:
• Thường pHopt có Enzym dao động trong một khỏang gọi là vùng pHopt.
• Vùng pH mà hoạt tính của Enzym mất đi, nhưng khi đưa về pH opt , khôi phục lại hoạt tính gọi là
vùng pH biến tính thuận nghòch.
• Vùng pH mà hoạt tính mất đi không thể nào khôi phục lại gọi là vùng pH bất thuận nghòch.

(đồ thò)

− Enzym rất nhạy cảm đối với pH, vì trung tâm hoạt động của Enzym gồm các gốc tích điện. Sự
thay đổi của pH có thể làm thay đổi tính chất của trung tâm hoạt động và thay đổi hoạt tính
của Enzym .
− PHopt = pH mà tốc độ phản ứng xảy ra cưc đại

− Đối với đa số Enzym, pHopt trong vùng acid yếu, kiềm yếu gần vùng trung tính.
Cũng có Enzym có pHopt ở vùng rất acid hay rất kiềm.
Thí dụ:
Pepsin : pHopt = 2.


Trypsin : pHopt = 8 – 9
− Phản ứng Enzym thuận nghòch thì pHopt(T) ≠ pHopt(N)
CH3
HC OH
COOH
acid lactic

CH3

pHopt=8

C O

pHopt=6

COOH
acid pyruvic

Enzym lactat dehydrogenase (coenzym NAD)
NAD
NADH2
− Tuỳ cơ chất mà pHopt của 1 Enzym cũng thay đổi:
TD: Enzym pepsin :
S:hemoglobin

pHopt = 1.8
S: Casein
pHopt = 2.2
Lý do là cơ chất cũng là protein có nhóm tích điện, pH cũng làm ảnh hưởng đến sự tích điện đó.
ng dụng của yếu tố pH: tăng tốc độ phản ứng
pHopt
Tách chiết Enzym, tinh sạch Enzym
pH thuận nghòch
Vô hoạt Enzym
pH bất thuận nghòch
d- ảnh hưởng của chất kích thích và kìm hãm:
(1) chất kích thích (chất hoạt hóa)
− Một số chất hóa học khi bổ sung vào phản ứng Enzym làm tăng hay giảm vận tốc phản ứng
Enzym. Chất đó được gọi là chất kích thích hay chất kiìm hãm. Ýù nghóa của sự phân chia này
có tính tương đối, vì một chất ở nồng độ này là kích thích nhưng ở nồng độ khác là kìm hãm.
Hoặc là chất này kích thích phản ứng này mà là kìm hãm phản ứng khác.
− Chất kích thích làù chất có khả năng làm tăng thêm tốc độ phản ứng Enzym, hoặc biến Enzym từ
trạng thái không hoạt động sang trạng thái hoạt động.
− Các chất hoạt hóa có bản chất rất khác nhau.
Coenzym (vitamin) khi có mặt chúng thì Enzym mới có hoạt tính xúc tác .
Ion kim loại: hoạt hóa trực tiếp vì nó tham gia vào thành phần của trung tâm hoạt động hoặc là cầu
nối giữa E và S.
Các thí dụ:
− Pepsinogen: tiền Enzym pepsin
chất hoạt hóa là H+ pH 2
Pepsin hoạt động
− Vitamin C là coenzym E của các Enzym oxyhóa khử sinh học.Nếu không có vitamin C, Enzym
không có hoạt tính xúc tác .
− Papain có nhóm hoạt động –SH trong trung tâm hoạt động dưới tác dụng của chất oxyhóa,
nhóm –SH tạo thành cầu disulphua –S-S- , mất khả năng hoạt động. Lúc đó chất hoạt hóa cho

Enzym này là các chất khử như cystein,…nhóm –SH được phục hồi, Enzym sẽ hoạt động trở lại
và phục hồi cấu hình không gian của trung tâm hoạt động.
− Ion kim lo tham gia vào quá trình hoạt hóa Enzym theo nhiều cơ chế, ngày nay cũng chưa giải
thích đầy đủ.
2+
Ca cần để hoạt hóa Enzym amilaza, trypsin,…
Ngoài ra các ion K+, Na+, Mg2+,Fe2+, Fe3+, Mo4+ cũng đóng vai trò hoạt hóa nhiều loại Enzym.
Ascorbat oxydase xúc tác quá trình oxy hóa vitamin C. Trung tâm hoạt động chứa Cu nếu mất Cu
sẽ mất hoạt tính xúc tác , nếu Cu tăng thì hoạt tính xúc tác sẽ tăng.


+ Khối lượng tham gia vào trung tâm hoạt động.
+ Khối lượng làm ổn đònh cấu trúc protein
+ Khối lượng làm cầu nối giữa E – S
(2) Chất kìm hãm:
Là những chất khi bổ sung vào phản ứng sẽ làm giảm tốc độ phản ứng Enzym, hoặc là vô hoạt
Enzym.
Chất kìm hãm được gọi là chất ức chế, ký hiệu là I : Inhibitor. Có các loại sau:
Kìm hãm thuận nghòch: khi có mặt chất kìm hãm hoạt động Enzym yếu đi, nhưng khi loại bỏ I thì
hoạt tính Enzym trở lại như cũ.
Kìm hãm bất thuận nghòch: nếu loại bỏ I thì Enzym không trở lại hoạt tính ban đầu.
Kìm hãm cạnh tranh:
− Thường là kìm hãm thuận nghòch
− I có cấu trúc cấu tạo hóa học gần giống cấu tạo hóa học của cơ chất, do đó nó sẽ tranh giành
trung tâm hoạt động của Enzym với cơ chất. I sẽ kết hợp với trung tâm hoạt động , làm cho
lượng cơ chất S phản ứng với Enzym bò giảm xuống, tốc độ phản ứng giảm.
COOH
COOH
TD:
CH2

E.Succinat dehydrogenase

CH2

CH
CH

COOH
acid succinic

COOH
acid fumaric

Vì acid malonic có cấu tạo gần giống acid succinic nên nó là chất kìm hãm cạnh tranh của Enzym
succinat dehydrogenase
COOH

CH2
COOH
acid malonic
− Vận tốc phản ứng lúc này phụ thuộc I, nồng độ I càng cao, vận tốc càng giảm ta khắc phục
bằng cách tăng nồng độ cơ chất S để loại bỏ tác dụng của I.
Kìm hãm không cạnh tranh:
− Có cấu tạo hóa học khác với cấu tạo hóa học của cơ chất
− Liên kết với Enzym không phải ở trung tâm hoạt động, làm thay đổi cấu trúc không gian của
Enzym, làm cho Enzym không tác dụng được với cơ chất.
TD:

(hình vẽ)

Vận tốc phản ứng E lúc này chỉ tùy thuộc vào nồng độ I mà không có cách khắc phục.
 Ứng dụng của I không cạnh tranh:
•
Làm thuốc Sulphamid: trò đau bụng tiêu chảy
Visinh vật đường ruột có Enzym trong đó trung tâm hoạt động có p.amino-benzoic, sulfamid sẽ kết
hợp và thế chỗ của p.a.s. làm Enzym bò vô hoạt dẫn đến vi sinh vật chết ( I cạnh tranh)
•
Hợp chất (CN) kết hợp với Fe của Enzym citopomoxydase (Enzym điều khiển sự hô hấp ) làm vô
hoạt Enzym này, ta sẽ bò ngạt thở và chết.
− Kìm hãm không cạnh tranh đôi khi xảy ra đối với trường hợp thừa SP P., khắc phục bằng cách
lấy SP đi liên tục.
− Thừa cơ chất S quá cũng có thể dẫn đến kìm hãm không cạnh tranh, nếu cơ chất đó còn có thể
tác dụng với những nhóm chứa khác ngoài trung tâm hoạt động.
IV.TÍNH ĐẶC HIỆU CỦA ENZYM:
1. Các đònh nghóa:
− Đây là một đặc tính riêng biệt của Enzym so với các chất xúc tác vô cơ.
− Mỗi Enzym chỉ có thể xúc tác chuyển hóa một hay một số chất nhất đònh theo một kiểu phản ứng
nhất đònh, tùy vào cấu tạo của trung tâm hoạt động.
− Sự lựa chọn này của Enzym được gọi là tính đặc hiệu của Enzym .
− Có nhiều dạng đặc hiệu Enzym :
a.Đặc hiệu quang học:
Đa số các chất trong tự nhiên có đồng phân quang học L hay D, cis hay trans. Tính đặc hiệu quang
học của Enzym làm cho mỗi Enzym chỉ có thể xúc tác với một dạng đồng phân mà thôi.
TD1: Fumarat hydratase chỉ tác dụng lên dạng L.acid Malic mà không tác dụng với D.acid Malic,
nó cũng chỉ tác dụng lên dạng trans-a.fumaric mà không tác dụng với dạng cis.
Enzym fumarat hydratase: xúc tác phản ứng kết hợp hay loại nước của a.Malic và a.Fumaric
COOH
+H2O

COOH CH
HO CH
CH COOH
-H2O
CH2
COOH
acid fumaric (trans)
L-acid Malic
Theo thuyết Đa ái lực của Berman và Fruton (1941) do cơ chế đặc hiệu quang học, cơ chất phải kết
hợp với Enzym ít nhất ở 3 điểm do đó Enzym chỉ có thể tác dụng với một dạng đồng phân quang
học mà thôi.
TD2:
CH3
CH3
Lactat dehydrogenase
C O
HO C H
COOH
acid piruvic

COOH
L-acid lactic

Có 1 số Enzym xúc tác cho phản ứng chuyển hóa từ dạng đồng phân quang học sang dạng khác. Các
Enzym này có vai trò quan trọng khi dùng để sản xuất các chất dinh dưỡng bằng phng pháp hóa
học. Cụ thể là với các Enzym có thể chuyển các acid amin dạng D sang dạng L.
TD:


Lactat traemase của vi khuẩn xúc tác cho phản ứng chuyển D.acid lactic thành L.acid lactic.

Aldo-1-epimera xúc tác cho phản ứng chuyển α-D-glucose sang β-D-glucose.
Maleinat cis-trans isomerase của vi khuẩn xúc tác cho phản ứng chuyển hóa cis-maleic thành transmaleic.
Enzym còn có thể đònh vò, phân biệt giữa hai nhóm chức hòan tòan giống nhau.
TD:
H2C OH
1 H2C OH
glicerophosphatkinase
HC OH
2 HC OH
+ ATP
+ ADP
3

H2C OH

H2C OP

glycerin

Lưu ý : các Enzym xúc tác chuyển hóa acid amin trong cơ thể người và động vật thường chỉ tác
dụng với dạng L.acid amin. Do dó nếu đưa vào cơ thể cả hỗn hợp Racemic cả dạng D và L của 1
acid amin nào đó (thường nhận được bằng phương pháp tổng hợp) thì chỉ 1 nửa lượng acid amin
được sử dụng. Trong một số trường hợp các D.acid amin còn lại lại có tác dụng kìm hãm Enzym .
TD: D.asparagin sẽ ức chế Enzym asparagiase đối với L.asparagin.
b.Đặc hiệu kiểu phản ứng :
mỗi Enzym chỉ có thể xúc tác cho 1 kiểu phản ứng chuyển hóa nhất đònh.
TD: 6 lớp của Enzym : thủy phân, tổng hợp, chuyển vò, đồng phân hóa, oxy hóa khử, phân cắt tạo
nối đôi,…
c. Đặc hiệu kiểu cơ chất:
Lại được phân biệt thành các dạng sau:

∗ Đặc hiệu nhóm tương đối:
− Chỉ có 1 điều kiện:
Enzym có khả năng tác dụng lên 1 liên kết hóa học nhất đònh trong cơ chất mà không phụ thuộc vào
bản chất hóa học của các cấu tử.
Enzym lipase không phụ thuộc gốc R1, R2, R3, cứ có
nhóm liên
kết ester trong lipid là sẽ phân cắt
− Nói cụ thể, nếu gọi cơ chất có chứa liên kết là A-B thì với mức độ đặc hiệu nhóm tương đối thì
Enzym chỉ để ý A-----B
∗ Đặc hiệu nhóm tương đối:
− Cần 2 điều kiện:
•
Enzym tác dụng lên 1 kiểu nối hóa học nhất đònh A-B
•
Cấu tạo của 1 trong 2 cấu tử tạo thành liên kết đó phải xác đònh A------B
TD1:

Enzym này xúc tác phản ứng thủy phân liên kết peptid ( liên kết này phải ở gần một gốc –COOH tự
do)
TD2: amino peptidase


Enzym này xúc tác phản ứng thủy phân liên kết peptid (liên kết này phải ở gần gốc NH2)
TD3: tripsin: thủy giải liên kết peptid
R1 : Arg, Lys
TD4: Chimotrypsin: thủy giải liên kết peptid
R1 : Phe, Tryp, Tyr
TD5: Pepsin: thủy phân liên kết peptid
R2: Phe, Leu
∗ Đặc hiệu tuyệt đối:

− Cần 3 điều kiện:
Enzym xúc tác một loại liên kết nào đó
Enzym chỉ tác dụng lên một chất
A có cấu tạo nhất đònh
nhất đònh
B có cấu tạo nhất đònh
A------B
− Loại Enzym này không tác dụng lên bất kỳ một dạng dẫn xuất nào của cơ chất, mặc dù cấu tạo
dẫn xuất và cơ chất rất giống nhau
TD1:

TD2:

− Sau này khi các công trình nghiên cứu sâu hơn tìm ra là urease thật ra cũng có tạo phản ứng với
dẫn xuất của ure nhưng với tốc độ nhỏ hơn nhiều lần.
TD: thay ure bằng hydroxy ure, tốc độ phản ứng giảm 120 lần.
− Các Enzym thuộc nhóm này như glucoxydase, ascorbat-oxydase, arginase, urease,…
2-Phân loại Enzym theo tính đặc hiệu:
− sự phân loại Enzym theo tính đặc hiệu được thể hiện qua cách gọi tên hệ thống và ký hiệu nhóm.
− Ta có 6 nhóm:
1.Oxydoreductase: Enzym oxy hóa khử.
− Cách gọi tên các Enzym này:
Tên chất cho H+: tên chất nhận H+ oxydoreductase
− Thường là Enzym 2 cấu tử: có Coenzym là NAD+, NADP+
NAD+: Nicotin amid Adenosin Dinucleotid
NADP+: Nicotin amid Adenosin Dinucleotid Photphat
FMN: RiboFlavin Mono nucleotid (vitamin B2)


FAD: RiboFlavin Adenin Dinucleotid (vitamin B2)

Hem: Hemmoglobin
− Các Enzym trong lớp này lại có chia ra các loại phân nhóm như:
* Dehydrogenase:
xúc tác phản ứng tách hydro trực tiếp từ cơ chất

* Oxydase:

chuyển e đến oxy để hoạt hóa oxy một cách trực tiếp
Citocrom C oxydase (1.9.3.1)
* Oxygenase: xúc tác phản ứng kết hợp trực tiếp oxy vào phân tử hợp chất hữu cơ: tòan bộ phân tử
Oxy.
Hydrolase: kết hợp ½ phân tử Oxy thành –OH
TD:

* Peroxydase:
xúc tác phản ứng oxy hóa có H2O2
chất cho
+
H2O2
chất bò oxyhóa
+
H2O
catalase
2H2O2
O2
+
2H2O
2. Transferase: chuyển vò
− Nhóm Enzym xúc tác phản ứng chuyển vò 1 nhóm chức (gốc) nào đó từ chức này sang chất kia.
− Tùy thuộc vào các nhóm chuyển ta có tên khác nhau của phân nhóm

∗ Acyltransferase: chuyển vò nhóm acyl qua CoA
∗ Glucotransferase: chuyển vò nhóm đường (pentose, hexose)
∗ Aminotransferase: chuyển vò nhóm NH2 (amin)
∗ Phosphotransferase: chuyển vò gốc P
∗ Metyltransferase: chuyển vò gốc –CH3
∗ Carboxyltransferase: chuyển vò gốc –CO2
3. Hydrolase: phản ứng thủy phân
− xúc tác phản ứng thủy phân (+H2O)
R1 –R2
+
H2O
R1OH
+
R2H
− có các nhóm phụ như sau:
∗ Peptihydrolase: thủy phân liên kết peptid.
+ Endopeptihydrolase: cắt giữa mạch –proteinase
+ Exopeptihydrolase: cắt từ đầu mạch – peptidase
∗ Esterase: xúc tác phản ứng thủy phân liên kết ester
R-OCOR1
+
H2O
RCOOH
+
R1OH
TD: lipase, phosphatase, lecithinase,…


∗ Glucosidase: thủy phân liên kết ester của gốc đường; liên kết glucozit
∗ Amidase: thủy phân các amid RCONH2 + H2O

RCOOH
+ NH3

4. Liase: phân cắt không có H2O
− Xúc tác quá trình phân cắt 1 nhóm nào đó ra khỏi hợp chất mà không có sự tham gia của H2O
Tên gọi:
Tên cơ chất + tên nhóm bò cắt + Liase

∗ Decarboxylase: cắt CO2

∗ Hydratase: loại bỏ và kết hợp H2O

5. Isomerase: đồng phân hóa
− Xúc tác chuyển từ dạng đồng phân này sang dạng đồng phân khác
VD:
mutaza: chuyển nhóm trong một phân tử
TD: glucophosphatisomerase
6. Ligase: tổng hợp synthetase
− Xúc tác sự tổng hợp hợp chất hữu cơ nhờ năng lượng của ATP và các chất tương tự
− TD:
asparagin synthetase: tổng hợp asparagin
Glutamin synthetase: tổng hợp glutamin
V-ĐIỀU CHỈNH PHẢN ỨNG ENZYM:
( soạn sau)
VI-ỨNG DỤNG CỦA ENZYM: (trong công nghệ thực phẩm)
Gần 3000 loại Enzym được chia làm 6 nhóm. Nhóm nào cũng có những đặc điểm và ứng dụng riêng
ở nhiều lónh vực. Riêng ở lónh vực chế biến thực phẩm, có 2 loại Enzym thường được sử dụng nhất
đó là Enzym thủy phân và Enzym oxy hóa khử.
1-phản ứng thủy phân :
phản ứng thủy phân vừa có nhiều ứng dụng trong việc chế biến các sản phẩm thực phẩm vừa là

nguyên nhân gây hư hỏng thực phẩm.
TD1:
•
Nếu muốn thu nhận các sản phẩm có khối lượng phân tử nhỏ ta dùng phản ứng thủy phân
− Nước mắm: dung dòch acid amin từ protein cá
− Tương: dung dòch acid amin từ protein đậu nành
− Mạch nha: dung dòch đường glucose từ tinh bột
•
Làm mềm sản phẩm , giảm độ nhớt
− Thòt mềm: phản ứng thủy phân sơ bộ
− Pectin: thủy phân giảm độ nhớt, lọc dễ hơn
•
Các phản ứng oxy hóa khử muốn xảy ra, trước tiên cũng phải có phản ứng thủy phân để
cắt mạch
protein
acid amin
+ đường: phản ứng melanoidin (cacao, chocolat, vỏ bánh mì)


tinh bột
đường
cồn, rượu
TD2: dầu mỡ bò thủy phân thành acid béo dẫn đến tăng AV làm giảm chất lượng dầu, dễ bò oxy hóa
gây ôi, thiu.
Các hợp chất phân tử lượng nhỏ cũng là môi trường thích hợp cho vi sinh vật gây hư hỏng họat
động.
1.Đặc điểm của phản ứng thủy phân :
∗ Cơ chất:
− Cơ chất thủy phân thường là protein, glucid, lipid,…đó là các hợp chất liên kết nhò dương
(dipositive Bond) là liên kết tạo bởi 2 nguyên tử bò khuyết e đứng gần hay kề nhau:

TD:
glucozit
peptid
ester carboxylic

ester phosphoric

Do sự khuyết e các liên kết rất hoạt hóa và dễ bò thủy phân. Liên kết nào càng khuyết nhiều e càng
dễ bò thủy phân.
∗ Enzym:
− Enzym xúc tác phản ứng thủy phân là Enzym 1 cấu tử, có nhiều trung tâm hoạt động, cấu trúc
bậc 4, số monomer bao giờ cũng chẵn.
− Tính đặc hiệu nhóm tương đối và nhóm tuyệt đối, ít khi thấy đặc hiệu thuyệt đối.
− Tại trung tâm hoạt dộng có một số nhóm đặc biệt của Serin –OH, Cystein-S,
Imidazol
, ε-NH2 của Lysin.
Tất cả yếu tố nào của môi trường có tác động đến các nhóm trên sẽ làm Enzym mất hoạt tính.
phản ứng:

(vẽ sơ đồ phản ứng)


Ta thấy rằng trong phản ứng :
Cả cơ chất lẫn nước đều bò biến đổi : phản ứng bậc 2 hay phản ứng lưỡng phân.
Tuy vậy so với lượng nước ban đầu thì lượng nước mất đi trong quá trình phản ứng là không đáng kể,
ta có thể xem như là phản ứng bậc 1, phản ứng đơn phân.
Vận tốc phản ứng:

K: hằng số tốc độ phản ứng
dx, dt, ∆X, ∆T: sự biến đổi cơ chất và thời gian

a: cơ chất ban đầu
x: cơ chất bò thủy phân
t: thời gian thủy phân
Tại thời điểm t bất kỳ, ta tính được x là hoành độ của E.
2. Một số Enzym thủy phân :
∗ Protease: là Enzym thủy phân protein thành peptid và acid amin
− Có 2 loại:
+ Enzym phân cắt từ giữa mạch: endopeptidase: pepsin, T, …
+ Enzym phân cắt từ đầu mạch: exopeptidase: carboxylpeptidase,…
− ng dụng của protease: có nhiều ứng dụng rất rộng rãi
+ Enzym Rennin = chimotrypsin (trong dạ dày)
+ Enzym Bromelin (trong dứa)
+ Enzym papain (trong quả đu đủ (vỏ))
•
Sản xuất nước chấm: nước mắm, tương, chao
•
Làm mềm thòt: hỗn hợp papain và bromelin và một số Enzym khác
•
Trong công nghệ thuộc da: làm mềm da, sạch lông, bóng da
•
Trong công nghệ tơ tằm: phá bỏ protein cericin để tách được các sơò tơ và làm tơ bóng
•
Trong công nghệ mỹ phẩm: lượng nhỏ protease làm da tóc mềm mại, tẩy bỏ dễ dàng các lớp
tế bào già
•
Xà bông giặt protease sẽ dễ dàng tẩy các vết bẩn khó giặt như máu, sữa trên vải.
•
Công nghệ sữa: các protease rennin được dùng để làm phomai
•
Trong y học: protease dùng để sản xuất môi trường dinh dưỡng nuôi vi sinh vật, sản xuất

huyết thanh miễn dòch
•
Trong công nghệ làm bánh: protease được đưa vào để thủy phân một phần protein trong bột
mì, tạo acid amin để tham gia phản ứng melanoidin tạo hương vò, lớp vỏ nâu dòn cho sản
phẩm bánh nướng.
∗ Amilase:
Có 3 dạng α , β và γ amilase


Tinh bột có hai dạng liên kết glucozit: AM chứa liên kết 1,4 và AP chứa liên kết 1,4 và 1,6 – glucozit.
− Amilaza sẽ tác động vào các liên kết này để cắt mạch tinh bột ra những đoạn ngắn hay đường
đơn.
α -amilase: endoglucozidase (3.2.1.1)
•
Có trong nước bọt, hạt nảy mầm, trong tụy tạng, nấm mốc, vi khuẩn.
•
Bền nhiệt: t0 > 700C, kém bền với acid.
•
Cắt liên kết bất kỳ trừ liên kết kế bên gốc khử 1,4-glucozit, không cắt được liên kết 1,6glucozit.
Tinh bột
glucose + Maltose + α-dextrin (mạch ngắn)
γ-amilase
•
Làm độ nhớt dòch hồ giảm nhanh, tạo sản phẩm mất màu hồ tinh bột.
(hình vẽ)

β -amilase (3.2.1.2) : exoglucozidase
•
có trong thực vật (hạt,củ)
•

T0opt thấp = 50 – 600C, t0=700C mất hoạt tính, bền acid
•
Cắt đứt liên kết 1,4-glucozit từ đầu không khử từ 2 gốc 1, chỉ phân giải 40-50% tinh bột
Tinh bột

(hình vẽ)

Maltose + β-dextrin (phân tử lớn)


γ -amilase (3.2.1.3): glucoamilase
•
Có ở vi sinh vật, gan động vật
•
pHopt = 3.5-5.5 , t0= 60-700C
•
Thủy phân từng gốc glucose, thủy phân được cả liên kết 1,4 và 1,6-glucozit.
(hình vẽ)

− ng dụng của Enzym amilaza:
•
Trong công nghệ sản xuất rượu bia dùng để đường hóa tinh bột, thường ta dùng malt, trong
malt vừa có amilaza vừa có tinh bột, bia từ malt là ngon nhất.
•
Sản xuất mạch nha, đường glucose từ tinh bột.
•
Làm cơm rượu , bánh mì, mạch AM và AP bò cắt 1 phần bánh sẽ bung, nở xốp hơn, cắt nhiều
quá thì sẽ bò xẹp bánh..
•
Trong công nghệ dệt, amilase còn dùng để tẩy sạch lớp hồ trên vải, làm cho vải mềm hơn, dễ

tẩy trắng, dễ bắt màu nhuộm. Người ta còn dùng amilase để wash vải jean thay thế cho lực cơ
học.
∗ Pectinase: trong trái cây có một thành phần ở dạng polyme đó là pectin. Pectin làm cho độ nhớt
dòch quả tăng lên, nếu sản xuất dòch ép sẽ bò hiệu suất thu hồi thấp
Pectin: trong thòt quả: ester metylic của polygalacturonic
chất kết dính, khi quả chín
Protopectin trong vỏ quả = pectin + glucan
protopectin
pectin
vỏ mềm dần

Dùng hỗn hợp hai loại Enzym trên sẽ làm độ nhớt dòch quả giảm rõ rệt.
THIẾU TỪ TRANG 23 ĐẾN TRANG 26