các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của enzym

1

HÓA SINH HỌC

Thời lượng: 45 tiết
ThS. Huỳnh Thị Thu Hương


2

NỘI DUNG HỌC
1. Enzym
2. Chuyển hóa các chất, Oxy hóa sinh học, chu trình
acid acid citric
3. Hóa học và chuyển hóa glucid

KIỂM TRA GIỮA KỲ
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Hóa học và chuyển hóa lipid
Hóa học và chuyển hóa acid amin, protein
Hóa học và chuyển hóa acid nucleic
Hóa học và chuyển hóa hemoglobin
Vitamin
Hormon

3

Tài liệu tham khảo
1. Trần Thanh Nhãn (2007), “Hóa
Sinh Học – Phần 1: Hóa Sinh
Cấu Trúc”, Nhà xuất bản giáo
dục Việt Nam.
2. Trần Thanh Nhãn (2007), “Hóa
Sinh Học – Phần 2: Chuyển
hóa các chất và hóa sinh một
số cơ quan”, Nhà xuất bản
giáo dục Việt Nam.


4

3. DM Vasudevan, Sreekumari S, Kannan Vaidyanathan
(2011), “Text book biochemistry for medical
students”, Jaypee brothers medical.
4. Donald voet, Judith G.Voet (2011), “Biochemitry”,
John Wiley & Sons.
5. Dr (Brig) MN Chatterjea, Rana Shinde (2012), “Textbook
of Medical Biochemistry”, Jaypee brothers medical.
6. David L. Nelson, Michael M. Cox (2008), “Principles of
biochemstry”, W. H. Freeman and Company.


5

HÓA SINH VÀ Y DƯỢC


6

KHÁI NIỆM


7

ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
HÓA SINH
Hóa sinh tĩnh

Nghiên cứu và mô tả thành phần cấu tạo cơ thể sống
Hóa sinh động

Nghiên cứu các quá trình chuyển hóa, số phận của các
chất, mối liên quan giữa các quá trình chuyển hóa


8

MỐI QUAN HỆ TƯƠNG HỖ GIỮA HÓA SINH VÀ Y DƯỢC
Hóa sinh học làm sáng tỏ nhiều khía cạnh về sức khỏe và
bệnh tật
Nghiên cứu về các khía cạnh của sức khỏe và bệnh tật
mở ra thêm nhiều lĩnh vực mới của hóa sinh

9

HÓA SINH
Acid
nucleic

Protein

Lipid

Hydrat carbon

BÊNH DI
TRUYỀN

BỆNH THIẾU
MÁU HbS

BỆNH XƠ VỮA
ĐỘNG MẠCH

ĐÁI THÁO
ĐƢỜNG TỤY

Y DƯỢC


10

Mục tiêu chung

• Cung cấp kiến thức về
thành phần hóa học
và chức năng của
chúng trong tế bào
• Mối liên quan giữa
thành phần hóa học
và sự chuyển hóa của
các chất trong tế bào
• Cơ chế điều hòa sự
chuyển hóa trong tế
bào

Mục tiêu cụ thể
• Vận dụng được kiến
thức phục vụ cho
những môn nghiệp vụ
• Dễ dàng tiếp cận môi
trường xét nghiệm
lâm sàng
• Thực hiện những
nghiên cứu khoa học


11
Proteins

Nucleic
acids

Polysaccharides

Lipids


12

ENZYM


13

1. Đại cương về enzym
1.1. Khái niệm
̶ Là chất xúc tác sinh học, có bản chất là protein.
̶ Có tác động làm gia tăng vận tốc phản ứng nhƣng
không thay đổi tiến trình của phản ứng.
̶ Phản ứng đƣợc tiến hành trong những điều kiện
tương đối nhẹ nhàng.
̶ Có tính đặc hiệu cao với cơ chất.
̶ Tác động xúc tác enzym có thể được điều hòa.


14

Năng lượng hoạt hóa
̶ Là sự sai khác giữa mức năng lƣợng của trạng thái cơ bản
và trạng thái chuyển tiếp. Kí hiệu: ΔG*
̶ Là năng lƣợng cần cung cấp trong giai đoạn ban đầu để cho
phản ứng xảy ra.
̶ ΔG* càng cao → Tốc độ phản ứng sẽ xảy ra chậm.

̶ Enzym làm giảm năng lƣợng hoạt hóa của phản ứng.


15

Ví dụ: Phản ứng thủy phân đƣờng saccarose

Phản ứng

Saccarose + H2O → Glucose + Fructose

Không xúc tác
ΔG* = 32.000 calo/mol
Xúc tác vô cơ
ΔG* = 25.000 calo/mol
Enzym (saccarase) ΔG* = 9.400 calo/mol


16

1.2. Cân bằng hóa học
̶ Một phản ứng hóa học đƣợc xem là đạt đến trạng
thái cân bằng động học khi những phân tử mới của
cơ chất và của sản phẩm liên tục chuyển hóa và sản
sinh ra nhƣng tỷ lệ giữa cơ chất và sản phẩm vẫn là
một hằng số không đổi.
̶ Xét phản ứng:

10-4/giây

A

10-6/giây

B


17

̶ Hằng số cân bằng K:

 Nồng độ của B gấp 100 lần A (dù có hay không có enzym)

̶ Để đạt đến trạng thái cân bằng:
+ Phản ứng không có enzym: cần khoảng 1 giờ

+ Phản ứng có enzym: trong vòng 1 giây
 Enzym không làm thay đổi trạng thái cân bằng nhƣng thúc

đẩy phản ứng nhanh chóng đạt trạng thái cân bằng.


18

1.3. Trung tâm hoạt động
̶ TTHĐ là một phần nhỏ trong
phân tử enzym, tham gia trực tiếp
liên kết với cơ chất và chuyển đổi

nó thành sản phẩm của phản ứng.

̶ Các acid amin của TTHĐ thƣờng

là Serin, Histidin, Tryptophan,
Cystein,
Glutamat.

Lysin,

Arginin,


19

Liên kết được tạo thành giữa enzym và cơ chất
̶ Các cơ chất kết hợp với các
TTHĐ bởi nhiều tương tác yếu:
+ Tƣơng tác tĩnh điện
+ Liên kết hydrogen
+ Tƣơng tác kỵ nƣớc
+ Liên kết Van der Waals
+…


20

Cơ chế xúc tác của enzym

S : cơ chất

ES : phức

trung gian

P : sản phẩm

E : enzyme

E : enzyme


21

Giải thích sự kết hợp giữa enzym và cơ chất
Thuyết của Fisher (“chìa khóa với ổ khóa”) (1894)
̶ Cấu dạng của cơ chất và TTHĐ của enzym giống nhƣ là
chìa khóa và ổ khóa.
̶ Hai dạng này đƣợc xem nhƣ không thay đổi, cố định và
hoàn toàn ăn khớp với nhau.
→ Thuyết này đã giải thích đƣợc tính đặc hiệu của enzym.


22

Thuyết Koshland (“tiếp xúc cảm ứng”) (1958)
̶ TTHĐ rất mềm dẻo và linh hoạt, các nhóm chức năng TTHĐ

của E chưa ở tư thế sẵn sàng hoạt động.
̶ Tiếp xúc với cơ chất→ biến đổi hình dạng của E → Các nhóm
chức năng của E di chuyển và định hƣớng một cách thích hợp
và chính xác → Khớp với cơ chất
→ TTHĐ chỉ thực sự đƣợc hình thành trong quá trình tiếp xúc giữa

E và S.


23

1.4. Tính đặc hiệu của enzym
Gồm 2 loại:
+ Đặc hiệu phản ứng: Chỉ xúc tác một kiểu phản

ứng hoá học nhất định.
+ Đặc hiệu cơ chất: Chỉ tác dụng lên một số chất

nhất định hoặc chỉ một cơ chất duy nhất.


24

Tính đặc hiệu phản ứng
Các phản ứng của acid amin
 Phản ứng khử carboxyl nhờ decarboxylase

 Phản ứng khử amin nhờ amino acid oxydase

 Phản ứng chuyển nhóm amin nhờ amino transferase


25

Tính đặc hiệu cơ chất
 Đặc hiệu tuyệt đối: chỉ xúc tác với một cơ chất nhất định

Vd: Urease,…
 Đặc hiệu tƣơng đối: tác dụng với cả một nhóm cơ chất có
cấu trúc gần giống nhau, hoặc có một bộ phận giống nhau
Vd: Lactat dehydrogenase,…
 Tính đặc hiệu kép:

AMINO ACID

AMP-Amino acid

Vd: aminoacyl-synthetase tác dụng lên 2
cơ chất có cấu trúc hoàn toàn khác nhau
o Hoạt hóa acid amin
o Chuyển gốc acid amin đã đƣợc hoạt hóa
cho ARNt → phức hợp acid amin-ARNt

Aminoacyl-tRNA