BÀI GIẢNG: XÚC TÁC SINH HỌC

XÚC TÁC SINH HỌC


 1. ĐẠI CƯƠNG
Enzym là những chất xúc tác sinh học, bản
chất là protein, có tính đặc hiệu cao và
hiệu ứng xúc tác lớn.
2. BẢN CHẤT CỦA SỰ XÚC TÁC
 Chất xúc tác là chất làm tăng cường phản
ứng hóa học, nó không bị biến đổi hoặc
tiêu hao và không tham gia vào thành
phần sản phẩm của phản ứng..


2.1- Năng lượng hoạt hóa
Là năng lượng cần thiết để đưa một phân tử
gam cơ chất từ trạng thái không hoạt động đến
trạng thái hoạt động.
2.2- Vai trò của enzym
Enzym làm giảm năng lượng hoạt hóa, tăng tốc độ
phản ứng giúp phản ứng mau chóng đạt trạng thái
cân bằng.
Ví dụ: Sự phân hủy H2O2 H2O + 1/ 2 O2
Nếu không có chất xúc tác : năng lượng hoạt
hóa là 18 kcalo / mol.
Nếu có chất bạch kim: cần 11,7 kcalo / mol.
Nếu dùng enzym Catalase của gan: E hoạt
hóa chỉ là 2 kcalo / mol.


Q

A+B

∆ G
C+D
Thời gian
Có chất xúc tác sinh học
Cung cấp nhiệt độ cho ohản
ứng Không có chất xúc tác


3. Động học của phản ứng enzym

S

product)

E

Substract S2 + E 

→

S+ E

1



[P]

(V3)

V
=

→

SE

3

→

P(
P+ E


Phứ
c
hợp
hoạt
hóa

[P] phụ thu


PE
[T]

→

ộc [S-E]

(Thay đổi khi chưa đạt cân bằng)


3.1 Vận tốc ban đầu của phản ứng

∞

Vo =
tg α

∞
0

V1 = tgα 1 (α 1
→
0;V1
V (ban đầu) sẽ giảm tới 0 khi đó [P] sẽ ổn định
→
Muốn xác định Vo ta dùng một lượng lớn [S],
o

khi
đó lượng [P] bị phân hủy theo chiều ngược lại là
không đáng kể

3.2 Ảnh hưởng của [E]
[P]
E3
E2
E1
Thời gian
-[E1] < [E2] <
[E3]
-[E] tăng thì thời gian đạt cân bằng phản ứng giam
-Vận tốc ban đầu (phần tuyến tính) của mỗi trường hợp (E1, E2,
E3)_ tăng tỷ lệ thuận với [E]

Phần tuyến tính


3.3 Ảnh hưởng của
[S]

[S]
tăng
→

V
Vmax

V

V→
ma
x2

Km

V=
d

[E]=const

Vmax
Giải
thích:

S+ E≡
[S −
E]
→


P+
E

P , phụ thuộc

vào [S-E] vậy
phụ thuộc vào
dù có tăng
dt
[S],
lượng
[S-E]
không

tăng
nữa,
vận
tốcđa.
sẽ
đạt tối


3.4 Ảnh hưởng của các yếu tố lý học và hoá học đến vận
tốc phản ứng enzym
a. Ảnh hưởng của nhiệt độ

Đường cong hoạt hóa theo nhiệt độ
Đường cong biến thể protein


Nhiệt độ tối ưu: t0op là nhiệt độ mà tại đó hai quá
t
trình trên (hoạt hóa và
biến thể) thăng bằng
nhau, phu thuộc: pH, lực
ion của môi trường, thời
gian phản ứng, cấu trúc
enzym (phân tử lượng
nhỏ, cấu trúc ổn định
bởi S-S, ít nhạy với
nhiệt
độ.
Ví
dụ:

myokinaz,
ribonucleaz…
chịu được nhiệt độ thậm
chí đến 1000C).
A
m
y
l


a
s
e
t
h
ự
c
v
ậ
t
:
6
7
0

C
A
m
y
l

a
s
e
v
i
s
i
n
h


v
ậ
t
:
7
0
0

C
A
m
y
l
a
s

Chú ý: - nên bảo quản enzym ở
0 0C
-cac phan ung enzym

thuc hien dung nhiet do
thich hop .


b. Ảnh hưởng của pH:
V phụ thuộc sự tạo thành [E-S], phụ thuộc vào pH môi
trường
V

4

6

8
pH

pH0

Mỗi một enzym có pH0 của mình, phụ thuộc cơ chất,
nhiệt, nồng độ [S].


Thí dụ:
- Phụ thuộc cơ chất
Maltose 6,6
Maltase
CH3-glucozid 6,2
- Phụ thuộc nhiệt độ:
Maltase
- Phụ thuộc [S]:

470C
370C

4,3
7,2

urê 8%
urê 1%

6
7,5

Urease

- Phụ thuộc loại đệm:
Ribonuclease (ARN-ase)
+ diethylbutyrat
+ Phosphat

8
7,4


ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT ỨC CHẾ I
(INHIBITION)
*

I không đặc hiệu:
gây biến tính, hủy phân tử E,

không thuận nghịch: ion KL năng,
acid, kiềm đđ…
* I đặc hiệu: tác dụng vào những TTHĐ đặc biệt của từng E,
chia ra làm hai loại: cạnh tranh và không cạnh tranh
. ỨC CHẾ CẠNH TRANH:
- Đặc điểm:
a)cấu trúc I~S, do đó giành vị trí TTHĐ của S
→
làm giảm [E-S], có thể gỡ ức chế bằng cách
↑ [S] (nghĩa là Km tăng, hay noi cách khác ái lực
giữa E và S giảm, phải có nhiều cơ chất hơn vận tốc
phản ứng mới đạt V max.
b)V max khó đạt hơn song không đổi (có thể phục hồi
khi tăng [S]).


ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT ỨC CHẾ CANH
TRANH
( tiep)
V

Vmax = Vmax
KM > KM

Km

1
VM

=

1
VM

[S]

Km

1
V
1
V
max


− 1
Km

− 1
KM
− 1

>

−
[1S ]


Ứng dụng của cơ chế ức chế cạnh tranh
- Paraaminobenzoic (PAB) →

a.folic
sulfamIci
NH2
dt e

COOH

NH2

SO2-NH2
- Trong điều trị ung thư dùng chất kháng chuyển hoá
(antimetabolite)- là những chất tương đồng với base purin,
pyrimidin ngăn cản sự phân chia tế bào.
COOH
COOH
CO
- Trong chuyển hóa/tế l
OH
bào
l
CH2
- 2H
CH
l
+
A
ll
CH2
+ 2H CH
L

ll COOH

+ AH2
a.Succinic

a.fumaric


Chất Ict: COOH
l
COOH

COOH
l
CH2
l
COOH

COOH
l
(CH2)3
l
COOH


V
I≠ S
Km không

đổi V max ↓

VM

.ỨC CHẾ KHÔNG CẠNH TRANH
VM <
VM

KM < KM

VM
[S
]

V
M
M

K
m

↓11
V
1K
m

→V

>V−

↑K

M

1

V


K
− −
1
1

>

1[
S]

M


. ỨC CHẾ DỊ LẬP THỂ
Đặc điểm:
Nơi tác dụng khác ngoài TTHĐ của enzym vậy chủ yếu thuộc loại
không cạnh tranh (không thể giải ức chế bằng cách tăng [S]
. Hiệu ứng ức chế ngược (feed-back
inhibition) A
E1
E2

 B



C

…… …Z

Hiệu ứng ức chế ngược có tầm quan trọng trong việc điều hòa các
quá trình chuyển hóa của tế bào, mô, cơ thể.
V
IDL
T
IDL
T

Vm = Vm KM
> KM