Tiểu luận: Tổng quan về enzyme

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TIỂU LUẬN MÔN HÓA SINH VÀ HÓA SINH THỰC PHẨM

TỔNG QUAN VỀ ENZYME

GVHD: NGUYỄN THỦY HÀ 
NHÓM 1.
TPHCM, tháng 1 năm 2016.


HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM

MỤC LỤC 

NHÓM 1

Page 2


HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM

DANH SÁCH NHÓM

1.

Nguyễn Thị Cẩm Nguyên  

2005140359

2.

Nguyễn Lê Thảo Ngân

2005140325

3.

Nguyễn Cẩm Tiên 

2005140611

4.

Phan Thị Mai Lưu 

2005140296

5.

Nguyễn Thị Phương Diệu 

2005140070

NHÓM 1

Page 3

HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM

MỞ ĐẦU
 Định nghĩa enzyme. 

1.

Enzyme là chất xúc tác sinh học được hình thành trong tế bào dưới dạng  
hợp chất protein có cấu trúc hóa học rất đặc thù. Trong tế bào sinh vật luôn xảy  
ra trao đổi chất, enzyme đã góp phần cho các phản  ứng hóa học này xảy ra  ở 
điều kiện thường với tốc độ cực nhanh mà không cần sự hỗ trợ đặc biệt của các  
yếu tố  nhiệt độ, áp suất... Enzyme được nhận từ  các cơ  thể  sống khác nhau 
động vật, thực vật, vi sinh vật.
Enzyme trong cơ thể sinh vật với chức năng xúc tác chọn lọc, đóng vai 
trò định hướng tất cả  mọi phản  ứng xảy ra trong tế  bào. Khi  ở  ngoài tế  bào  
nhiều enzyme vẫn còn khả  năng hoạt động tương tự. Nguồn enzyme chủ  yếu  
lấy từ vi sinh vật.
 Phân loại enzyme. 

2.

Vì cấu tạo enzyme đến nay chưa hoàn toàn chưa được biết hết, người ta 
phân loại phân lọai theo cách sử dụng và xếp thành 6 nhóm chính:
2.1.

Hydrolaza: 
Đây là các enzyme được  ứng dụng nhiều nhất, nó có tác dụng xúc tác 

cho các phản  ứng thủy phân các hợp chất phức tạp như  glucid, lipid, protid để 
trở thành các phân tử đơn giản hơn.

R1R2 +H2O R1OH+R2H
Loại enzyme này có 4 nhóm chính tùy thuộc vào gluxidazin, esteraza, proteaza, 
peptidaza.
2.1.1

NHÓM 1

Gluxidaza .

Page 4


HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM
Gluxidaza xúc tác phản  ứng thủy phân các ozit gắn một phân tử  nước  ở 
dây nối acetal:
R­O­R 1 +H OH R1OH+ROH
a. Sacaraza thủy phân thành glucoza và fructoza 
b. Mantaza và trehaloza lần lượt tách mantoza và trehaloza thành 2 phân 

tở glucoza.
c. Glucozidaza thủy  phân   và  glucozit
d. Amylaza thủy phân tinh bột thành dextrin sau đó thành mantoza
2.1.2

Esteraza: 
Thuộc vào nhóm này có các enzyme: lipaza, tanaza, photphataza, sunfataza  

chúng xúc tác thủy phân các mối lien hệ ester
a. Lipaza xúc tác thủy phân chất béo, tạo thành glycerine và các acid béo  

tương ứng.
b. Photphataza: xúc tác thủy phân các ester photphoric. Ester photphoric  

có thể là photphomonoester có dạng chung.
c. Tanaza thủy phân các ester của các phenol ở tannin.
d. Sufnataza với ester của acid sunfuric.

     2.1.3     Proteaza: 
Loại enzyme này có tác dụng phá vỡ  dây nối peptit, biến protein thành  
polypeptit và acid amin.
2.2.

NHÓM 1

Transferaza:

Page 5


HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM
Loại enzyme này xúc tác cho các phản ứng chuyển nhóm nguyên tử hoặc 
các gốc từ  hợp chất này sang hợp chất khác. Tùy thuộc vào các nhóm được  
chuyển mà các enzyme có tên khác nhau như transminaza chuyển nhóm Amin.
Transmetylaza chuyển nhóm methul, oxydaza chuyển hydro của cơ chất sang oxy  
phân tử, peroxydaza chuyển nhóm hydro sang peroxit.
2.3.

Oxydoreductaza:
Các enzyme thuộc nhóm này xúc tác cho các phản ứng oxy hóa khử là cơ 

sở của sự oxy hóa khử sinh học gắn liền với quá trình hô hấp và lên men xảy ra  
trong   cơ   thể   sống.   Cách   gọi   tên   theo   hệ   thống   cất   cho­   chất   nhận 
Oxydoreductaza.   Nhóm   này   gồm   các   enzyme   sau:   dehydrogenaza,   oxydaza, 
xitocromreductaza và peoxydaza.
2.4.

Liaza:
Nhóm này bao gồm các enzyme xúc tác phân cắt các hợp chất hữa cơ 

(không thủy phân ). Các ligaza quan trọng là decarboxylaza, aldolaza, hydrolaza.  
Men syntheaza làm xúc tác cho các phản  ứng tống hợp và các enzyme làm thay 
đổi cấu trúc không gian. Ngoài ra người ta còn xếp thêm enzyme có khả năng giữ 
các nhóm chức trên các nối đôi như fumaraza.
2.5.

Isomeraza:
Isomeraza là nhóm enzyme xúc tác quá trình đồng hóa trong các enzyme 

sau:
Glucophotphatizomeraza   xúc   tác   chuyển   hóa   tương   hổ   của   các   ester  
phosphoric và glucoza. Trizaphotphattizomeraza xúc tác quá trình đồng hóa của 3­
photphogliceric và photphodioxyaxeton là các hợp chất  trung gian quan trọng của 
quá trình lên men.
2.6.

NHÓM 1

Ligaza:
Page 6

HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM
Xúc tác tổng hợp các hợp chất hữư cơ.
3.

 Cấu tạo của enzyme : 

3.1.

Bản chất hóa học của enzyme:
 Enzyme là hợp chất hữu cơ có bản chất là protein với phân tử lượng từ 

2000 đến 1000000. Về  hình dạng phân tử, đa số  enzyme có dạng hình cầu. Do  
kích thước phân tử  lớn cũng như  protein, enzyme không bền dưới tác dụng của  
nhiệt độ, enzyme cũng có tính lưỡng tính, trong điều kiện pH của môi trường nó  
có   thể   tồn   tại   ở   dạng  anion,   cation   hoặc   các   dạng   trung  hòa.   Cấu  trúc   của  
enzyme cho thấy có thể là protein hoặc protit (cấu tử protein lien kết với cấu tử 
phi protein tạo thành protit). Trên cơ sở đó thường phân chia thành 2 nhóm:
Nhóm enzyme một cấu tử: trong phân tử  chỉ chứa một cấu tử protein  
còn được gọi là “feron”, “apoenzyme”. Protein   được tạo thành từ  một 
phân   tử   hoặc   môt   số   mạch   polypeptit,   mỗi   mạch   như   vậy   chứa   các 
amino acid nối với bằng liên kết peptit. Tất cả  các protein được xây 
dựng từ 20 amino acid khác nhau. Các animo acid này chứa các hợp chất 
béo   vòng   thơm   hoặc   dị   vòng   có   ít   nhất   một   nhóm   amin   và   nhóm  
cacboxyl. Trong những aminoacid của protein có nhóm NH2 gắn tại vị trí 
cacbon .
Nhóm enzyme hai cấu tử: trong phân tử  ngoài protein còn chứa một 
cấu   tử   phi   protein.   Cấu   tử   phi   protein   được   gọi   là   “agon”   hoặc 
“coenzyme”. Từ “coenzyme” được sử dụng khi nó dễ tách ra khỏi cấu tử 
“apoenzyme” bằng cách qua màng bán thấm và có thể  tồn tại độc lập.  

Nhiều enzyme hai cấu tử cũng có mặt của sắt trong catalaza, đồng trong 
polyphenolxydaza.
3.2.

NHÓM 1

 Cấu trúc hoạt động của enzyme:

Page 7


HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM
Trong quá trình xúc tác, sự kết hợp đặc hiệu giữa enzyme với cơ chất chỉ 
xảy ra trên một phần xác định của enzyme. Phần xác định này được gọi là “  
trung tâm hoạt động”. Đối với enzyme một cấu tử, trung tâm hoạt động do một  
số nhóm chức acid amin trong phân tử cấu thành, các acid amin thường nằm trên  
những phần khác nhau của mạch polypeptit trong phân tử  enzyme, nhờ cấu trúc 
không gian bậc hai hoặc bậc ba của phân tử  enzyme mà các nhóm này có điều  
kiện nằm kề  nhau trong không gian trung tâm hoạt động cuar enzyme.  Ở  các 
enzyme hai cấu tử, ngoài phân mạch polypeptit tham gia hình thành xúc tác còn có  
các nhóm chức của cấu tử phi proptein. Ở các enzyme chứa kim loại các ion kim  
lại cũng cấu thành trung tâm hoạt động của enzyme. Một số enzyme có thể chứa 
hai hay nhiều trung tâm hoạt động nhưng tác dụng không phụ  thuộc vào nhau. 
Giữa các nhóm chức tham gia cấu tạo trung tâm hoạt động của enzyme chia 
thành 2 nhóm:
Nhóm “tâm xúc tác” tham gia trực tiếp vào hoạt động xúc tác của 
enzyme
Nhóm “miền tiếp xúc” làm nhiệm vụ đảm bảo tính đặc hiệu của enzyme
Sự  phân biệt này mang tính chất tương đối và thật sự  hoàn toàn không  
hoàn toàn chính xác vì tác dụng tương hỗ trong miền tiếp xúc phức hợp enzyme  

cơ  chất có  ảnh hưởng đáng kể  đến chiều hướng và tốc độ  phản  ứng xảy ra ở 
trung tâm xúc tác.
4.

 Tính đặc hiệu của enzyme. 
Enzyme chỉ  tác dụng lên một số  cơ chất và kiểu nối hóa học nhất định 

trong phân tử. Tính chất đó được gọi là tính đặc hiệu của enzyme. Thông qua 
nghiên cứu tác dụng đặc hiệu của enzyme cho phép tìm hiểu về  cấu trúc của  
trung tâm hoạt động, khả  năng kết hợp của enzyme với cơ  chất, cơ  chế  của  
phản ứng enzyme. Các dạng đặc hiệu bao gồm:
4.1.
NHÓM 1

Đặc hiệu không gian:
Page 8


HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM
Đặc hiệu đồng phân quang học:
Thường enzyme chỉ  tác dụng một dạng đồng phân quang học. Thí dụ 
phản  ứng khử  nước của acid malic để  tạo thành fumaric dưới tác dụng 
của fumaratdehydrataza chỉ xảy ra đối với acid L­malic, không xảy ra  ở 
D­malic.
Đặc hiệu đồng phân hình học:
Tùy từng loại, enzyme chỉ  tác dụng lên một loại đồng phân hình học  
thích hợp. Thí dụ  fumaratdehydrataza chỉ  tác dụng lên dạng đồng phân 
trans mà không tác dụng lên dạng đồng phân cis của acid fumric, vì trung 
tâm hoạt động của fumaratdehydrataza có cấu trúc không gian tương ứng  
với đồng phân dạng trans của acid fumaric.

Đặc hiệu tuyệt đối:

4.2.

Là trường hợp mà enzyme chỉ có khả năng tác dụng lên một cơ chất nhất  
định. Thí dụ ureaza chỉ xúc thủy phân ure mà không tác dụng lên các tác dụng lên  
các dẫn xuất của nó. Trong trường hợp đặc hiệu tuyệt đối, cấu trúc trung tâm  
hoạt động của enzyme tương  ứng rất chặt chẽ với cơ chất đến mức chỉ  có sự 
sai khác nhỏ  về  cấu trúc của cơ  chất cũng đủ  làm cho enzyme không xúc tác  
được.
Đặc hiệu tương đối:

4.3.

Là trường hợp enzyme có khả năng tác dụng lên một kiểu nối hóa trị hóa  
học nhất định trong phân tử cơ chất không phụ  thuộc vào bản chất hóa học của  
các cấu tử  tham gia tạo thành liên kết đó. Thí dụ  lipaza có khả  năng thủy phân 
được tất cả các mối liên kết ester.
5.

  Cơ chế xúc tác của enzyme. 

NHÓM 1

Page 9


HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM
Theo quan điểm hiện nay trong các phản  ứng enzyme, sự  hoạt hóa của 
cơ  chất được thực hiện nhờ  sự  tạo thành các phức hợp trung gian enzyme cơ 

chất. Khi kết hợp với các phân tử enzyme do kết quả của sự cực hóa, sự chuyển  
dịch của các electron và sự  biến dạng của các mối quan hệ  trực tiếp vào các  
phản  ứng dẫn đến sự  thay đổi động năng cũng như  thế  năng kết quả  làm phân  
tử  cơ  chất trở  nên hoạt động, nhờ  đó tham gia vào phản  ứng dễ  dàng. Sự  tạo  
thành và chuyển biến các hợp chất trung gian enzyme cơ chất xẩy ra qua 3 bước:
Bước 1: enzyme kết hợp với cơ chất tạo thành phức hợp enzyme cơ 
chất, giai đoạn đầu xảy ra rất nhanh. Phức hợp này được tạo thành trong 
giai đoạn này chủ yếu nhờ các dạng kiên kết không bền.
Bước 2: sự chuyển biến của các phân tử  cơ  chất dẫn đến sự  phá vỡ 
các mối liên kết đồng hóa trị  tham gia vào phản ứng. Phức hợp enzyme­ 
cơ chất khi đó xảy ra đồng thời 2 quá trình: sự thay đổi mật độ  electron 
dẫn đến sự cực hóa của mỗi liên kết tham gia vào phản ứng, sự biến đổi 
hình học của các mối liên kết trong phân tử cơ chất cũng như trong trung  
tâm hoạt động. Cả hai yếu tố trên có tác dụng làm cơ  chất trở nên hoạt  
động hơn nhờ đó phản ứng xảy ra dễ dàng.
Bước 3: giai  đoạn tạo thành các sản phẩm của phản  ứng và giải 
phóng enzyme.
Có thể biểu diễn quá trình qua sơ đồ:
E+S ES E+P
Trong đó:
E: enzyme
S: cơ chất
ES:phức hợp trùng gian enzyme­ cơ chất

NHÓM 1

Page 10


HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM

P: sản phẩm phản ứng.
6.

 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme. 

6.1.

Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất:
Enzyme thực hiện quá trình xúc tác thông qua tạo thành phức hợp trung  

gian enzyme­cơ chất. Phương trình phản ứng enzyme, theo Michaelis­Menten có 
dạng tổng quát:

Trong đó: 
k+1: hằng số vận tốc của phản ứng tạo thành phức chất
k­1: hằng số  vận tốc của phản  ứng thuận nghịch thủy phân ly phức 
chất thành các chất ban đầu.
k+2: hằng số  vận tốc phản  ứng phân ly phức chất thành sản phẩm 
cuối cùng.
6.3.

Ảnh hưởng nồng độ H+ (pH).
Enzyme rất nhạy cảm với sự  thay đổi pH môi trường, mỗi enzyme chỉ 

hoạt động mạnh nhất trong khoảng pH xác định được gọi là: “pH tối thích” của 
enzyme, “pH tối thích” của đa số  enzyme nằm trong vùng acid yếu, kiềm yếu  
hay trung tính. Chỉ một số ít enzyme có “pH tối thích” nằm trong vùng acid, kiềm  
mạnh. Thí dụ  như  pH tối thích của amylaza trong khoai lang là 5­5.2, proteaza 
trong dứa là 6.0, pH tối thích của mỗi enzyme không cố định, có thể thay đổi tùy 
theo tính chất và nồng độ  của cơ  chất, nhiệt độ  cũng như  tính chất của dung  

dịch đệm được chọn dùng. Thí dụ pepxin có pH tối thích là 1.8 khi cơ chất casein  
và khi haemoglobin thì lại là 2.2

NHÓM 1

Page 11


HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM
Ảnh hưởng của pH môi trường tới vận tốc phản  ứng enzyme có thể  do  
các nguyên nhân làm thay đổi trạng thái ion hóa của enzyme và cơ chất cũng như 
do ảnh hưởng tới tính bền của enzyme.
6.4.

Ảnh hưởng của các chất hoạt hóa
Chất hoạt hóa là chất có tác dụng làm cho enzyme từ  trạng thái không 

hoạt động thành hoạt động hoặc hoạt động yếu trở thành hoạt động mạnh hơn.
a) Các hợp chất hữu cơ  phức tạp (coenzyme, vitamin) làm nhiệm vụ 

chuyển nhóm, chuyển hidro.
b) Các chất có khả  năng phá vỡ  một số  liên kết trong phân tử  enzyme,  

kết quả làm vài đoạn peptit phá thế hoạt động trong trung tâm hoạt động 
của enzyme, làm cho enzyme trở nên hoạt động.
c) Các chất có tác dụng làm phục hồi những nhóm chức hoạt động của 

trung tâm hoạt động enzyme. Thí dụ  như  papain trong trung tâm hoạt 
động có chứa nhóm chức SH. Dưới tác dụng của các chất oxy hóa nhóm 
SH sẽ chuyển thành S­S và enzyme mất khả năng hoạt động. Nếu thêm 

vào môi trường các chất hoạt hóa có tính khử  như  xistein thì nhóm SH  
được phục hồi và enzyme hoạt động trở  lại. Các ion kim loại có thể 
tham gia tạo thành trung tâm hoạt động của enzyme, làm cầu nối giữa 
các enzyme và cơ  chất hoặc  ổn định cấu hình hoạt động xúc tác của 
enzyme.
6.5.

Ảnh hưởng của nhiệt độ:
Khi nhiệt độ  tăng thì khả  năng phản  ứng của enzyme tăng. Tuy nhiên 

enzyme có bản chất kém bền dưới tác dụng của nhiệt độ, đa số  các enzyme bị 
mất hoạt tính tại nhiệt độ  70oC. Trong trường hợp phản  ứng enzyme khi tăng 
nhiệt độ một mặt vận tốc phản  ứng tăng theo quy luật thông thường mặt khác  
tăng nhiệt độ  đến một lúc nào đó cũng đồng thời có tác dụng ngược lại làm 
NHÓM 1

Page 12


HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM
giảm vận tốc phản ứng do hậu quả biến tính enzyme gây ra. Nhiệt độ ứng với 
hoạt độ  cao nhất được gọi là nhiệt độ  tối thích, nhiệt độ  tối thích của các  
enzyme không giống nhau. Thí dụ như  nhiệt độ  tối thích của enzyme có nguồn  
gốc động vật  từ 40­50oC còn ở thực vật là 50­60oC. Nhiệt độ tối thích của các 
enzyme không phải là hằng số  mà phụ  thuộc nhiều yếu tố khác, đặc biệt thời  
gian tác dụng, thời gian càng dài nhiệt tối thích càng của enzyme càng thấp.
6.6.

Ảnh hưởng của các chất kìm hãm:
Chất kìm hãm la chất có khả năng làm yếu hoặc chấm dứt hoàn toàn tác  

dụng của enzyme. Thường phân biệt thành hai loại kìm hãm thuận nghịch, kìm 
hãm cạnh tranh, và kìm hãm không cạnh tranh.
a) Chất kìm hãm cạnh tranh: chất kìm hãm có cấu tạo giống cơ chất. Nó  

kết hợp với phân tử  enzyme cũng tại trung tâm hoạt động mà enzyme 
dùng kết hợp tới cơ chất, do đó mà có sự  cạnh tranh của chất kìm hãm  
với cơ chất, còn có quá trình gắn enzyme vào chất kìm hãm.
b) Chất kìm hãm không cạnh tranh: trong trường hợp chất kìm hãm có 

khả năng gắn vào enzyme tự do cũng như phức hợp enzyme­ cơ chất.
Tóm lại: khi có chất kìm hãm cạnh tranh sự  biến đổi hoạt tính enzyme 
phụ thuộc cả nồng độ  cơ  chất lẫn nồng độ  chất kìm hãm, khi có chất kìm hãm 
không cạnh tranh sự  biến dổi hoạt tính enzyme trong trường hợp này chỉ  phụ 
thuộc vào nồng độ chất kìm hãm.

NHÓM 1

Page 13


HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Bài giảng Hóa sinh học thực phẩm, Đại học công nghiệp thực phẩm 
TP HCM

2.   />
3.   />38166/

4.   />
NHÓM 1

Page 14


HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM

NHÓM 1

Page 15