Chương 1 ENZYM MỤC TIÊU HỌC TẬP /. Trinh hủy được cách gọi lẽn và phán loại theo quồc té cùa enzym. cho được vi dụ moi loại. Trình hủy dược cấu tạo, cẩu trúc cúa phân từ enzym.
Kể tên và vai trỏ các loại coenzym, cơ chế hoạt động cùa coenzym NAD+ va FAD. Trình hây dược cơ ché hoạt động cùa enzym, ỷ nghĩa hằng sổ Knt. phương Irính Lineweaver-hurk. Phân tích dược các yếu tố ánh hướng dền hoạt dộng của enzyni.
Sự sống là quá trình động, là quậ trinh biển đổi chuyển hóa không ngừng của các chất dien ra trong các lể bào, mô cơ thể sổng. Thực chất của cùa các quá trinh biên dôi, chuyển hóa là các phân ứng hóa học liên tiếp, phức tạp nhưng dien ra ờ môi trường rât đặc biệt: 2/3 là nước, nhiệt dộ 37°c, pH trung tinh, áp suât ôn hòa. Ngoài ra, các phân ứng hỏa học, biến đổi chuyển hóa các chát diễn rd trong te bào phải diễn ra nhanh chóng, mạnh mè và dặc biệt được kiêm soát, điêu hỏa chặt chê phù hợp với nhu câu cơ thể. Đe làm dược diều này, te bào sổng sàn sinh ra chất xúc lác sinh học đặc biệt được gọi là enzym.
Enzym cũng cỏ đày đủ đặc tính cùa chât xúc tác thông thường: - Các enzym không bị tiêu hao hoặc dược sinh ra thêm trong quá trình phàn ứng. - Các enzym chi làm lâng tổc độ phản ứng mà không tạo ra phàn ứng, không làm thay đối hằng sổ cán bằng cùa phân ứng, không làm thay doi chiểu của phàn ứng. Tuy nhiên, ngoài các tính chai nêu Iren, enzym còn có những tính chất khác với tinh chất cũa các chat xúc tác hóa học thông thường: - Hầu hết enzym có bàn chất lả protein (một số ít enzym có bàn chất là RNA). - Enzym có hiệu lực xúc tác lớn và thường lớn hơn nhiều so với các chất xúc lác vỏ cơ hoặc tông hợp.
Thông thường tang tôc độ phàn ứng enzym đến 106- 1011 lần. ví dụ enzym catalase (có ở các mô khác nhau, đặc biệt có nhiều ờ gan) cỏ thề xúc tác phân hủy 40.000 phân tử H2O2 thành H2O và O2 trong 1 giây. - Enzym có tính đặc hiệu cơ chất và phản ứng, mồi enzym chi xúc tác phân ứng cho một hoặc một nhóm cơ chất hoặc loại phàn ứng nhất định. - 1 lầu hết các enzym hoạt dộng ở vùng nhiệt độ ôn hòa vả pH trung tính.
- Đặc biệt phàn ứng mà enzym xúc tác được te bào kiểm soát, điều hòa chặt chẽ thông qua kiêm soát hoạt tinh enzym. 10 Hóa sinh - Chủ biên: GS. Tạ Thảnh Vân. Đặng Thi Ngọc Dung testyhoc.vn - Trắc Nghiệm Y Học Trực Tuyến Bàng 1.
Tỏm tảt các đặc diém của chất xúc tác vỏ cơ vá enzym Độc điẻm Chất xủc tác vô cơ Chất xủc tác hữu cơ (Enzym) Nguồn gốc Từ tự nhiên Do tế bảo sản xuảt Bản chát hỏa học Chất vô cơ Chất hửu cơ (Protein cố thẻ RNA) Tăng tổc độ phản ứng 102-106 lần 106-10”lần Điều kiện phản ửng: Môi trường ngoài cơ thể: Mõi trưởng trong cơ thể: Nhiệt độ 100°C, hoặc cao hơn Thắp (35-45°C) pH Acid/kiồm mạnh pH sinh lý (7.4) Áp suất Cao (vàl atm) Áp suất khí quyển (1 aim) Thay đổl cáu trúc Không Có thay đổi. trở lạl cáu trúc ban đằu khi kết thúc phàn ứng Tính đặc hiệu Tháp Cao Cỏ thê nói enzym có vai trò rất quan trọng trong mọi quá trình hỏa sinh học diễn ra trong cơ thê như xúc tác chuỗi phân ứng hóa học ké tiếp nhau trong thoái hỏa các phân tử dinh dường, tích lũy và chuyển dạng nâng lượng hỏa học và xúc tác tạo nên các dại phân từ phức tạp từ các tiên chẩt đơn giàn. Nghiên cứu enzym ngoài những kiến thức khoa học cơ bản còn cỏ giá trị thực tiễn lâm sàng. Việc đo hoạt độ một sổ enzym trong huyết tương, hồng cầu, mẫu mô giúp cho chẩn đoán và điều trị một số bệnh.
Ở một sổ bệnh, độc biệt rối loạn di truyền do sự thiếu hụt, thậm chi không có một hoặc một số enzym. Một sổ bệnh khác lại có sự tăng cường hoạt dộng của một cnzym nào đó. Nhiều loại thuốc hoạt động thông qua tương tác với enzym. Nhiều enzỵm cũng là cảc công cụ thực hành ưong công nghệ hỏa sinh y học, công nghệ thực phâm và nông nghiệp.
CÁCH GỌI TÉN VÀ PHÂN LOẠI ENZYM 1. Cách gọi tên enzym: cnzym có 4 cách gọi tên: 1. Tên cơ chắt và thêm tiếp vĩ ngử ase. Ví dụ: cơ chất là ure tên enzym là urease, tên cơ chất là protein tên enzym là proteinase,.
Tên tác dụng và thêm tiếp vĩ ngữ ase. Vi dụ: tác dụng oxy hóa, enzym là oxidase, tác dụng trao đổi amin enzym là amino transferase, tác dụng khừ nhỏm CƠ2, enzym là decarboxylase,. Tên cơ chất, tác dụng và thêm tiếp vĩ ngử ase. Vi dụ: cơ chất là lactat và tác dụng là khử hydro thì tên enzym là lactat dehydrogenase, ca chất là tyrosin và tác dụng là khử nhỏm CO: thì tên enzym là tyrosin decarboxylase,.
Tén thường gọì: cách gọi tên này không có tiếp vì ngừ ase. Ví dụ: pepsin, trypsin, chymotfypsin,. Hổa sinh - Chủ biên: GS. Tạ Thành Vãn, PGS.
Đặng Thị Ngọc Dung 11 testyhoc.vn - Trắc Nghiệm Y Học Trực Tuyến 1. Phân loại enzym. ■ _each và xác định dặc linh lẽn (lẽn con sổ Khi SỔ lự^mg enzym duực Mchuan h&ieach gụi ten vaphan ^''8 "gl’m. ^ ^?c ?lp*l đa dun ra each phân ta s s^dl^ 107^.
rmX theo phan ứng ma chùng z s Theo cảch phân loại nay, enzym dược xép thanh loại Ỷ ư^/ • Ini riircrr rù;' loại lụi dược chia thánh nhôm (subclass) dựa trên cơ chat *u " ° X. nhóm vnm thành các phân nhóm (^^assi^^ một sổ enzym. mồi enzym đều được ký hiệu bàng mọ ma so so cách nhau bởi các dấu chấm thập phân. Chừ sổ thử nhât chị l^1 ?J^’ ?.
s L ^ a*c ’ nhóm, chừ sổ thứ ba chi phân nhóm và chừ sổ thứ lư chi lỷn fua an a J g en^ riêng biệt trong nhóm. Ví dụ: enzym hexokinase có ký hiệu la EC 2. a onzym uục loại 2. nhóm 7, Ihụộc phân nhóm 1 và có sổ thử tự của enzym trong phan nhom la 1.
Sáu loại enzym dược sắp xốp theo thứ tự sau: 1. Enzym oxy hóa khử (oxidoreductase): là loại enzym xúc tác cho phan ứng oxy hóa và phân ứng khử, nghĩa là các phân ứng có sự trao dôi H hoặc diện tư theo phân ứng tông quát sau: AHi + B->A + BHj Loại enzym oxy hóa khứ gồm các dưới lớp: - Các dehydrogenase: sử dụng các phân tử không phãi oxy (ví dụ: NAD') làm chất nhận điện tử. Vi dụ: ìactat dehydrogenase, malat dehydrogenase,. - Các oxidase: sứ dụng oxy như một chắt nhận diện lữ nhưng không tham gia vào thành phan cơ chất.
Ví dụ: cytochrom oxidase, xanthin oxidase. - Các reductase: đưa H và điện tứ vào cơ chất. Ví dụ: 0-cetoacyl-ACP reductase. - Catalase: xúc tác phân ứng: H2O2 + H2O2 —* O2 + 2H2O - Các peroxidase: xúc lác phân ứng: H2O2 + AH2 -+ A + 2H2O - Các oxygenase (hydroxylase): gấn một nguyên tử o vào cơ chất.
Ví dụ: cytochrom P-450 xúc tác phàn ứng: RH + NADPH + H* + 02 -♦ ROH + NADP’+ H10, phenyỉalanin hydroxylase,. 12 2 Enzym vận chuyền nhóm (transferase): lá loại enzym xúc tác cho phàn ứng vận chuyên một nhóm hóa học (không phái hydro) giữa hai cơ chất thcõ phan ưng tông quát sau: AX + B -> A + BX Loại enzym vận chuyển nhỏm gồm các dưới lớp: Các aminOtransfTSe: chuyề? nhóm 'NH-,ừ acid amin vào acid cctonic. Vi du: asparfat transaminase, alanin transferase,. z^c^±kl'™saldolase: chuyền đơn vi 2C và 3C vào cơ chất.
Vi dụ: transcetolase, transaldolase,. • 12 Hóa sinh - Chủ biên: GS.vn - Trắc Nghiệm Y Học Trực Tuyến - c úc acyl-, metyl-, glucosyl-transferase. phosphorylase: chuyên các nhóm lương ưng vào cơ chài. Vi dụ: aeyl CoA-choleslcrol acyl transferase (ACAI).
- Các kinase: chuyên gôc -POj* lừ ATI’ vào cơ chổi. Vi dụ: hexokinase. nucleoside diphospho kinuse, PEP carboxykinase,. - Các thiolase: chuyền nhóm CoA-SU vào cơ chấi.
Vi dụ: acyl-CoA acetyltransferase (thiolase),. - c âc polymerase: chuyển các nuclcotid lừ các nucleotide triphosphat (NTP) vào phàn tứ DNA hoặc RNA. Vi dụ: các DMA polymerase, các RNA polymerase. Enzym thủy phản (hydrolase): là loại enzym xúc tác cho phán ứng cốt dirt liên kêt cùa chiu hóa học băng cách thúy phân, nghía là phan ứng có sự tham gia của phân tử nước, theo phán ứng tống quát sau: ab + h2o->ah + boh Loại enzym thúy phàn gồm các dưới lớp: - Các esterase: thúy phân liên kểt cste.
Ví dụ: triacylglycerol lipase. - Các glucosidase: thúy phân liên kểl glycosid. - Các protease: thúy phân liên kểt peptid trong phân từ protein. - Các phosphatase: thủy phân lien kct este phosphat, tách gốc POr khôi cơ chat.
- Các phospholipase: thúy phân liên kết este phosphat trong phân tứ phospholipid. - Các amidase: thúy phân liên kểt N-osid. Vi dụ: nucleosidase. - Các dcsaminasc: thủy phân lien ket C-N, tách nhóm amin ra khói cơ chất.
Ví dụ: adenosin desaminase. - Các nuclease: thúy phân các liên kết cstc phosphat trong phân từ DNA hoặc RNA. Enzym phản cẩt (lyase): còn gọi là enzym tách nhóm, là loại enzym xúc lac- cho phân ứng chuyên đi một nhóm hóa học khói một cơ chàt mà không có sự tham gia cúa phàn tử nước. Phàn ứng tỏng quát như sau: AB -> A + B Loại enzym tách nhỏm góm các dưới lớp: - Các decarboxylase: tách phân tử CO: từ cơ chất.
Vi dụ: pyruvat decarboxy lase, glutamate decarboxylase,. - Các aldolase: tách một phân tử aldehyd từ cơ chất. Ví dụ: aldolase xúc tác phan ứng lách fructose l ,6-diphosphat thành glyceraldehyd phosphat (GAP) và Dihydroxy acetone phosphat (DHAP). - Các lyase: tách đỏi một phân tữ mà không cỏ sự tham gia ciia phân tử H1O.
Vi dụ: arginosuccinase. Hổa sình - Chủ bién: GS. Tạ Thành Vân. Đặng Thi Ngọc Dung 13 testyhoc.vn - Trắc Nghiệm Y Học Trực Tuyến.
Các hydratase: gắn một phân tú H,0 váo một phàn 'Z1* y^f^ - Các dehydratase: tách một phân tứ H£ tt* ^ cơ chất- V| dV: /ỉ-hydroxyacyl-ACP dehydratase,/ĩ-hydroxyacyl'CoA < I I) f ’ ” - Các synthase: gắn hai phân tử mà không ca" sỵ ^a™^^^ acịj b^ synfc^ năng lượng. Ví dụ^rp^ citrat synthase, ^y^en s>’nlhase'ữC/Ố synĩh^ pdevulenat synthase,. Enzym đồng phản (Isomerase): lả loại ẹ^ **c tốc ^ ứng biến đổi giữa các dạng đồng phân cùa chất hóa học. Phàn ứng tong quai n ư sau.
ABC -> ACB Loại enzym đồng phân gồm các dưới lớp: - Các racemase: chuyển dạng đồng phân giữa dãy D và dày L. - Các epimerase: chuyển dạng đồng phân epi. Vi dụ: ribose 5-phosphat epimerase. - Các isomerase: chuyển dạng giữa nhỏm ceton và nhóm aldehyd.
Ví dụ: phosphopentose isomerase. - Các mutase: chuyển nhóm hóa học giữa các nguyên tử trong một phân lử.