Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 3: Enzyme

- Chất xt = chất làm tăng t/độ các pứ. h/học, sau pứ.thường không bị b/đổi, không tiêu hao và không th.gia vào th.phần của s.phẩm. - Năng lượng họat hóa = NL cần phải c.cấp để pứ có thể xảy ra được. - Chất xt làm giảm NL h.hoá của các pứ h.học  làm pư. diễn ra nhanh.

pdf80 trang | Chia sẻ: thuyduongbt11 | Ngày: 17/06/2022 | Lượt xem: 114 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 3: Enzyme, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Chƣơng 3: ENZYME - Chất xt = chất làm tăng t/độ các pứ. h/học, sau pứ.thường không bị b/đổi, không tiêu hao và không th.gia vào th.phần của s.phẩm. - Năng lượng họat hóa = NL cần phải c.cấp để pứ có thể xảy ra được. - Chất xt làm giảm NL h.hoá của các pứ h.học  làm pư. diễn ra nhanh. 3.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 3.1.1. Khái niệm chung về hiện tƣợng xúc tác - En zyme = trong tế bào men Pastuer (phái sinh lực) >< Libig (E là một chất, tách khỏi TB vẫn hđ cn) - Năm 1926, Sumner tinh chế được urease Ph.tích  urease được c.tạo từ các aa  urease là protein - Năm 1929, Northrop, tinh khiết được pepsin từ dịch vị; Ph.tích thấy pepsin là protein - Đầu TK 20, Büchners dùng nước chiết từ Saccharomyces cerevisie cho t.động lên tinh bột, t.bột  rượu - Đến nay, trên 3000 E đã được m.tả chi tiết, nhiều E đã được ph.lập. Người ta đã kh.phá ra ctb1, c.trúc kh.gian và mô tả chi tiết CCTĐ của nhiều E. - E = chất x/t s/học (biocatalyst), làm tăng t/độ các p/ứ h/sinh - Có đầy đủ t/chất c/bản của chất x/t: chỉ làm tăng t.độ p.ứ, không th/gia vào s.phẩm cuối cùng, (làm tăng t/độ cả 2 chiều p/ứ, làm p/ứ chóng đạt tr/thái c/bằng). - Enzyme ưu điểm hơn các chất x/t h/học thông thường: 3.1.2. Enzyme là chất xúc tác sinh học • Hiệu quả x/t vô cùng lớn • Có tính đặc hiệu theo kiểu p/ứ và cơ chất • X/t trong những đ/k m/trường tương đối ổn định • Hoạt tính x/t có thể được điều khiển - Nhược điểm: • Mẫn cảm với nhiều y/tố • Luôn bị ph/giải và tái t/hợp trở lại Càng ngày càng có nhiều ph/hiện mới về E; môn enzyme học (Enzymology) đã hình thành Các hướng n/c của enzyme học: - Cấu trúc ph/tử E và gi/thích ch/năng của E - Động học của các p/ứ E - Giải thích cơ chế các p/ứ E - Isozyme (isoenzyme) và sự ph/bố của E - Q/hệ giữa E và các h/tượng bệnh lý - Việc s/dụng E trong thực tiễn - Tổng hợp các E nhân tạo 3.1.3. Đơn vị hoạt lực của enzyme - Năm 1961, IUB (International Union of Biochemistry) đưa ra đơn vị hoạt lực enzyme chuẩn: U (1U) là lượng enzyme cần thiết để b/đổi 1 mol cơ chất trong th/gian 1 phút ở đ/k chuẩn (30o C, pH tối ưu, bão hoà cơ chất). - Năm 1972, IUB đưa ra đơn vị mới là katal (kat): 1kat là lượng chất x/t làm biến đổi 1 mol cơ chất trong th/gian 1 giây ở đ/k chuẩn. kat = 10-6 kat; ηkat = 10-9 kat - Liên hệ giữa U và kat: 1U = 16,67 ηkat 3. 2. CẤU TRÚC VÀ CÁC DẠNG ENZYME 3.2.1. Phần lớn các enzyme có bản chất là protein - E = protein hình cầu, phần lớn (60-70%) là protein ph/tạp - E đầu tiên được x/định ctb1: ribonuclease (của tụy bò, năm 1960), là E cắt lk phosphodiester trong ARN; ph/tử là 1 chuỗi polypeptide có 124 aa, 4 cầu –S-S-. Cytochrome c (năm 1962) là 1 chuỗi có 104 aa, 1 nhóm hem chứa Fe. - Đến nay đã biết c/tạo của hàng nghìn E. E có ng/tắc c/tạo, các bậc c/trúc và các t/chất như bất kỳ 1 protein nào. - E có b/c protein (trừ ribozyme hay riboenzyme, RNA có k/n xt) E giống các protein khác: • E tan trong nước hoặc trong d/dịch muối loãng. • E cũng không qua được màng bán thấm. • Tất cả các y/tố làm b/tính protein (acid đặc, kiềm đặc, muối KL nặng, to cao, ) đều làm E b/tính và mất h/tính x/t. Xét về c/trúc, có 2 loại enzyme: • Đơn giản (1 th/phần) • Phức tạp (2 th/phần): protein (apoenzyme) cofactor Apoenzyme + cofactor ↔ holloenzyme • Chất gây k/tủa th/nghịch protein (amon sulfat, NaCl, d/môi h/cơ ở to thấp) cũng t/động t/tự tới các ch/phẩm E  dùng các chất này để k/tủa và ph/lập E. • Tuỳ pH m/t, E mang điện dương, âm hay tr/hoà về điện  điện di để ph/tích các loại E và các dạng p/tử E. • Các E cũng được t/hợp dưới sự đ/khiển của các hệ gien. • Cơ chế STH enzyme chính là c/chế STH protein. 3.2.2. Các cofactor - C/trúc nhỏ, không được c/tạo từ các aa - Th/phần của các E ph/tạp, làm nh/vụ v/c các ng/tử hay e- trong các p/ứ h/học mà E của nó xt. Hai loại cofactor: - Nhóm gép (prosthetic group) gắn chặt với apoenzyme, là th/phần cố định của ph/tử E. VD: FMN; FAD của dehydrogenase; PLP của aminotransferase; Hem của các cyt. - Coenzyme gắn lỏng lẻo với apoenzyme, dễ tách ra và nhập lại, chạy giữa các apoenzyme. VD: NAD+; NADP+ của các dehydrogenase Khái niệm: Nhóm ghép Coenzyme Bảng 3.1. Một số cofactor là dẫn xuất của vitamin Một số E có nhóm ghép là kim loại. E chứa kim loại = Metaloenzyme) Cấu trúc của một số cofactor: B/chất h.h khác nhau; p.tử thường chứa dị vòng - phần trực tiếp th.gia p.ứ. hoặc có c/n nhận biết các đại p.tử. Nhiều cofactor là d.x. của VTM, phần lớn chứa phosphate. - Cofactor của các oxidoreductase: NAD+ (Nicotinamide - Adenine - Dinucleotide) NADP+ (Nicotinamide - Adenine - Dinucleotide - phosphate) PP: Pellagra Preventive Là 2 d/x của vit. PP (nicotinamide, niacin) NAD+ và NADP+ là t/phần c/tạo của khoảng 250 E deh. Một trong hai H tách ra từ S (H+ và e-) gắn C4 trên vòng pyridine, (e- thứ 2 gắn vào N1, làm mất dấu +, H+ thứ 2 gắn với apoenzyme hoặc nhả ra ngoài mt. Cấu tạo và cơ chế h/động: FMN: Flavin mononucleotide FAD: Flavin – Adenine - Dinucleotide D/x của vit. B2 (Riboflavin) FMN và FAD liên kết chặt với apoenzyme, tạo flavoprotein (FP) Các FP th/gia v/c H trong các p.ứ OXHK: nhận H từ NADH, NADPH hoặc tách H của S để tạo nối đôi; th/gia cả p.ứ. v/c ôxy và v/c 1 e-. Dạng OXH (FAD, FMN) có màu vàng. Lõi h/đ là vòng isoalloxasine (isoalloxasine ring) Lipoate gắn với apoen. nhờ l/k peptide giữa COOH của nó và nhóm NH2-C của gốc Lys trong apoen. Khi nhận H, vòng disulfide mở ra, tạo 2 nhóm SH. E chứa lipoate tách H của aldehyde tạo ra acid carboxylic (1 p.ứ. trong q/t khử carboxyl OXH của ketoacid. Lipoate (6,8 dithioctanate) + 2H - 2 H COOH S S Dạng OXH COOH S H S H Dạng khử Cơ chế h.đ trong qt v/c điện tử: Coenzyme Q V/c H, th/viên của chuỗi h/hấp Hem Nhóm ghép của oxidoreductase (catalase, peroxidase, các cytochrome) v/c e- Cơ chế v/c điện tử của các cytochrome: - Cofactor của các transferase: ATP (adenosine triphosphate): cofactor của kinase, v/c phosphoryl (-PO3 2-) tới OH của rượu, tới các acyl VD: p.ư. hoạt hóa glucose TPP (thiamine pyrophosphate) là dx của vit. B1 Hai vòng pyrimidine và thiazol gắn nhờ cầu -CH2-. Phần th/gia p.ứ. là vòng thiazol, pyrimidine và nhóm diphosphate gắn với apoen. E có TPP là th.viên của tổ hợp đa E khử carboxyl OXH của các ketoacid, tạo ra các acid ngắn hơn 1C hoặc các thioester (R-CO-S-CoA). Vòng thiazol Vitamin B1 (thiamine) PLP (pyridoxalphosphate) dx của vitamin B6 Có trong transaminase - chuyển amin decarboxylase - khử carboxyl cho aa Ngoài NAD(P+), PLP là cofactor thứ 2 có nhân pyridine Pyridoxal Coenzyme A, CoA.SH (coenzyme acyl hoá) - V/c acyl, - Acyl được gắn nhờ liên kết thioester R - CO.S. CoA = Acyl.CoA (acid béo h.đ = acid béo h.hóa) CH3CO.S.CoA = acetyl.CoA (a. acetic h.đ). 3.2.3. Trung tâm hoạt động của enzyme - Vùng kh/gian gi/hạn nhỏ, chứa các nhóm c/n được ph.bố, định hướng một cách chính xác. Các nhóm c/n này là th.phần của các gốc aa xa nhau trên chuỗi polypep., song gần nhau trong kh.gian nhờ sự gấp cuộn của chuỗi (nhờ ctb 3). Các nhóm c/n: • :OH của Ser • :SH của Cys • COOH của Glu và Asp • Vòng imidazol của His • NH2 của Lys N N H vv Ở E ph.tạp, TTHĐ có vùng l.k. với coenzyme. - Là nơi gắn S, chứa các nhóm chức góp phần trực tiếp vào việc cắt đứt hay hình thành các lk để tạo ra SP. Nhiệm vụ các nhóm c/n trong TTHĐ: - Một số nhóm x.t tích cực (tạo vùng x.t) - Một số nhóm gắn S (tạo vùng l.k) - Một số nhóm tạo m.t. và cấu trúc không gian thích hợp cho TTHĐ. E (S) (TTHĐ) Mô hình chìa “khoá-ổ khoá”: S có hình dáng b/s th.hợp với TTHĐ; tạo ph.hợp E-S E + S Phức hợp E-S E có thể có 1; 2 hay nhiều TTHĐ. Các TTHĐ của 1 p.tử E có thể giống nhau, song có thể khác nhau về c/tạo và c/n, do đó 1 p.tử E có thể xt nhiều p.ứ. h.học khác nhau. Chỉ S đ/hiệu, có c/trúc p.tử thích hợp với TTHĐ của E mới tạo ra được ph/hợp E-S và q/trình xt chỉ xảy ra khi S được gắn vào TTHĐ của E. Theo Ficher (1890), TTHĐ của E được hình thành sẵn với một c/tạo nhất định và chỉ kết hợp với S có c/trúc b/sung thích hợp. Sự thích ứng này như “ổ khoá” và “chìa khoá”. Điều này phần nào gi/thích được tính đ/hiệu của E. Nhiều người khác cho rằng TTHĐ không được h/thành sẵn trên p.tử E mà nó chỉ được h/thành khi có t/động t/hỗ giữa E và S. Theo Kosland (1958), trong thuyết “cảm ứng thích hợp”, khi có sự t/xúc với S, chính S đã gây c/ứng, làm b/đổi hình dạng p.tử E, làm cho các nhóm c/n của TTHĐ được đ/hướng 1 cách th/hợp và ch/xác để gắn với S. Như vậy, TTHĐ của E thực sự được h/thành trong q/trình t/xúc giữa E và S. 3.2.4. Tổ hợp đa enzyme và enzyme dị lập thể a. Các tổ hợp đa enzyme (multienzyme complex) - Nhiều p.tử E chỉ là một chuỗi polypep. (đơn nguyên). - Nhiều E có ctb4, do nhiều chuỗi tổ hợp lại. Đây là những E đa nguyên (oligomer). Các E này thay đổi h.tính xt khi các chuỗi tách rời nhau. - Phần lớn các E hđ trong 1 dây chuyền p.ứ của tổ hợp đa E. (SP của 1 p.ư. E là S cho p.ứ của E tiếp theo. VD: • Tổ hợp pyruvate dehydrogenase • Tổ hợp đa enzyme t/hợp acid béo Các tổ hợp đa enzyme có ý nghĩa gì? - C/trúc bậc cao của E tạo ra các t/chất mới mà các c/trúc bậc thấp không có. - P.tử có nhiều tiểu phần tạo ra k/n đ.khiển h.t. x.t 1 cách l/hoạt và h/quả - Tạo đ.k. để S được b/đổi ở nhiều mức (t/tự 1 dây chuyền sx). Các SPTG chuyển từ 1 TTHĐ sang TTHĐ tiếp theo, không bị g/ph ra khỏi kh/vực p.ứ; các SPTG không dồn đống lại, q.t. xt xảy ra rất nhanh. b. Các enzyme dị lập thể (allosteric enzyme) - TTĐK = nơi gắn chất có k/n làm b.đổi c/n xt của E. - H/tính được đ.kh bởi các chất gây h/ứng dị lập thể (allosteric effectors) là chất có k/n b/đổi cấu hình E và ả/h tới h/tính xt của E. - Ngoài TTHĐ, có TTĐK (TT dị lập thể) để đ/chỉnh h/tính của E. Tuy có t.dụng t/hỗ, song 2 TT này có c.trúc khác biệt nhau và định vị ở những kh/vực khác nhau trên ptử E. Chất ức chế làm mất k/n xt của E 3.2.5. Sự phân bố và các dạng enzyme - Enzyme nội bào: chiếm số đông, có mặt và th.hiện c/n bên trong TB nơi đã sinh ra nó - Enzyme ngoại bào: Được TB tiết ra bên ngoài, có mặt trong các dịch bào (t/hoá, não tuỷ, máu). Một số VSV tiết E (th/phân các chất dd) vào mt nuôi cấy. b. Các zymogen hay proenzyme • Dạng tiền chất, dạng chưa h/đ của E • Có tiếp đầu ngữ "pro" hay đuôi “ogen" gắn với tên E, VD: Procarboxypeptidase, pepsinogen, trypsinogen, a. Enzyme nội bào và enzyme ngoại bào Các zymogen được v/c nhờ dịch bào từ nơi hình thành đến nơi th/gia các hđ h/học. Cơ chế h/hoá các zymogen: - Cắt đi 1 đoạn p/tử chưa hđ → bộc lộ TTHĐ - Phá vỡ 1 hay một vài lk m/chốt để s/xếp lại c/trúc kh/gian, tạo TTHĐ (VD: chymotrypsinogen) Qt h/ hoá th/hiện nhờ: + protease đ/hiệu + dạng hđ của chính E ấy (tự h/hoá). Sự h/thành các protease h/đ từ zymogen t/ứng là cơ chế đ/hòa h/lượng E, đ/thời b/vệ cho TB đã sx ra E này. - Nhiều dạng  nhau của 1 E cùng xt cho 1 pứ nào đó (cùng c/năng x/tác). - Các isozyme của 1E khác nhau về ctb1 (có c/sở d/truyền  nhau, được mã bởi các gen khác nhau). c. Các isozyme hay isoenzyme - Có thể là các dạng c nhau của 1 E được thay thế dần trong qt ph/t của cơ thể hay các dạng đảm nhiệm những v/trò giống nhau ở những m/bào khác nhau. - Chúng là SP của các gen độc lập (VD malate dehydrogenase của TLT và của TBC) hay có thể được đ/khiển bởi các đoạn ADN khác nhau. VD: lactate deh. (LDH), ptử có 4 tiểu phần thuộc 2 dạng: H và M. Các t/phần này có thể k/hợp tạo ra 5 isozyme: H4, H3M1, H2M2, H1M3 và M4; chiếm t/lệ khác nhau ở những mô khác nhau. Ý nghĩa của isozyme: - Để cùng 1 p.ứ ph/vụ những m/đích khác nhau hay được đ/khiển theo 1 cách khác, đòi hỏi E khác đi một chút. - Sự t/tại các dạng E đ/hiệu trong m/bào với k/năng x/t được đ/hoà, biến đổi, làm SV có thể th/nghi với những ĐK thay đổi của MT. VD: LDH dạng M4 có k/n biến pyruvate thành lactate rất mạnh, k/n này ở H4 lại thấp. M/bào nào được c/cấp đ/đặn và đủ O2 (cơ tim), b/thường không tạo lactate, chứa nhiều LDH dạng H4. Ngược lại, cơ vân có thể bị thiếu O2, lại cần dạng M4 (M = muscle, cơ; H = heart, tim). 3.3. TÍNH ĐẶC HIỆU CỦA ENZYME • Do có bản chất là protein  sự xt của E có tính đặc hiệu. • Là tác động riêng của từng E với 1 cơ chất, 1 nhóm cơ chất nh/định và theo 1 kiểu phản ứng nhất định. 3.3.1. Tính đặc hiệu phản ứng - Đặc hiệu theo kiểu phản ứng được xúc tác. - Một cơ chất được ch/hoá nhờ các E có t/dụng đ/hiệu  nhau thành những SP  nhau. VD: 1 aa có thể được ch/hoá theo kiểu p. ư. khử nhóm amin, chuyển amin hay khử carboxyl (nhờ xt của các E đặc hiệu tương ứng là oxidase, transaminase hay decarboxylase). 3.3.2. Đặc hiệu cơ chất a. Đặc hiệu cơ chất tuyệt đối Xt cho 1 cơ chất duy nhất. VD: urease chỉ x/tác sự th/phân urê (thành NH3 và CO2) b. Đặc hiệu tương đối (theo nhóm) X/tác 1 p/ứng nh/định cho 1 nhóm cơ chất cùng loại. VD: Alcol dehydrogenase x/tác sự ÔXH của nhiều rượu Hexokinase hoạt hóa (chuyển phosphoryl từ ATP đến) các hexose khác nhau. - Tính đặc hiệu cơ chất do phần apoenzyme q/định. - Tính đ.h. p.ứ. ở E ph.tạp do cả apoenzyme và cofactor q/định. Một cofactor có thể th.gia các p.ứng  nhau, tuỳ theo được gắn vào protein nào. VD: PLP trong transaminase th.gia p.ư. chuyển amin, trong decarboxylase th.gia khử carboxyl và trong racemase th.gia pứ đồng phân hoá của aa. Cái gì quyết định tính đặc hiệu của enzyme ? Làm cho các pứ xảy ra theo một trật tự nhất định, không hỗn loạn; tuỳ từng lúc, từng đk mà diễn ra qt ph.giải, hoặc là t/hợp. Tính đặc hiệu của enzyme có ý nghĩa gì? Các p/ứng thường cần được hoạt hoá mới xảy ra được. Trong pứ E, NL h.hoá được lấy từ đâu? Giống như trong x/tác dị thể, p.tử cơ chất được h/phụ có thể TĐ NL với pha rắn: Các p.tử cơ chất l/k với E có thể TĐ NL với các cấu trúc kề cận của E. E đóng v/trò là chất dự trữ và chuyển tải NL. NL dễ dàng chuyển tới các nhóm x/tác và tới cả những phần cơ chất gắn với E. NL g/ph khi cơ chất gắn với E được cho là nguồn NL h.hóa của pứ E. Chỉ một phần nhỏ p.tử E tr/tiếp th/gia xt, phần còn lại tạo c/trúc ba chiều th/hợp để tăng cường NL l/k giữa E và cơ chất. 3.4. CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA ENZYME ∆G1: NL h.hoá của p.ứ không được x.t ∆G2: NL h.hoá của p.ứ. có E x.t E làm tăng vận tốc p.ứ. nhờ ổn định tr/thái chuyển tiếp. Mức độ ổn định càng cao, p.ứ. diễn ra càng nhanh. Hình 3.1: Tiến trình phản ứng và sự biến đổi năng lƣợng tự do - Q/t tạo phức hợp ES xảy ra rất nhanh và ph/hợp này kém bền vững. - Chỉ cơ chất có c/trúc đ/hiệu có t/dụng gây cảm ứng và k/hợp được với TTHĐ để tạo ES. - Nhờ t/tác với E, cơ chất bị b/đổi theo hướng h/động hơn. C/tạo e- tử của cơ chất bị b/đổi, các l/k chịu t/dụng của E bị căng và xoắn vặn, độ bền của l/k giảm, cơ chất ở vào tr/thái chuyển tiếp tạm thời, h/tính hóa học tăng lên rất nhiều  chỉ cần NL hoạt hóa rất nhỏ cũng làm p. ứng xảy ra nhanh. Ph/hợp tr/gian ES tạo thành nhờ những l/kết phụ. Những pứ t/tác xảy ra trong ph/hợp ES g/phóng 1 phần NL t/do. Đây là nguồn NL để đưa cơ chất vào tr/thái ch/tiếp tạm thời và làm hạ thấp NL hoạt hóa. Sự b/đổi các mức NL trong pứ xt của E trải qua nhiều bước: - Cơ chất được h/hoá chuyển vào tr/thái ch/tiếp t/thời, pứ với cơ chất, tạo ph/hợp ES. - ES lại được h/hoá, đưa vào tr/thái ch/tiếp t/thời để biến thành ph/hợp EP. - Ph/hợp EP chuyển vào tr/thái ch/tiếp t/thời rồi tách ra s/phẩm P và gi/ph E. Sucrase thủy phân sucrose thành glucose và fructose → Y/tố làm E có h/quả xt và tính đ/hiệu cao là gì? - Bộ máy h.học của TTHĐ có thể làm biến dạng hay phân cực các lk của cơ chất, làm cơ chất trở nên h/động hơn. - Trung tâm lk làm tăng n/độ cơ chất và cố định cơ chất trong 1 không gian hình học chính xác với các nhóm xt. - Sự đ/hướng chính xác của cơ chất trong TTHĐ làm cho từng bước của pư diễn ra với sự dịch chuyển nhỏ nhất của cơ chất. - Ph/thức cố định cơ chất ở trung tâm lkết c/cấp NL cho p/ứng E. Các y/tố trên thể hiện ở những mức độ khác nhau và cùng t/động, làm E có h/quả xt và tính đ/hiệu cao. Bản chất hóa học của hiện tượng xúc tác bằng E: - Các nhóm xt trong TTHĐ là nhóm ái nhân (có các cặp e- tự do, có k/n tạo lk với các nhóm ái e- của cơ chất (OH, SH, N trong vòng imidazol). Trong 1 số tr/hợp, ngược lại, các nhóm xt lại nhận e- từ nhóm ái nhân của cơ chất (ion KL và NH3 + trong TTHĐ). - Nhiều E làm việc theo ng/tắc xt acid-base (h.tính của 1 trong các cơ chất tăng khi nhận H+ hoặc bị tách H+ ). Các nhóm carboxyl, amin, phenol, thiol và đ/biệt là vòng imidazol h/động đ/thời như chất cho hay chất nhận H+ trong đk pH sinh lý. - Nhiều pứ E diễn ra nhờ các cofactor. Khi gắn với E, cơ chất tiếp xúc tr/tiếp với cofactor, tạo đk th/lợi cho pứ xảy ra. Đ/thời các cofactor cũng th/xuyên c/cấp NL cho các pứ E (đối với cofactor có mạch phosphate cao năng hay các nucleotide). - Rất nhiều E làm tăng t/độ pứ nhờ tạo SPTG rất h/động với cơ chất. Sau đó pứ phân thành 2 hay nhiều phần nhỏ, và cả NL h.hóa hoá cũng chia thành những phần nhỏ hơn. Giải thích CCTĐ nhờ cấu trúc phân tử enzyme Việc tạo ra các mô hình pt E nhờ ph/tích c/trúc tinh thể trong những năm 70 của TK 20 → cách nhìn mới về CCTĐ của E. Từ những hình ảnh tĩnh, đưa ra được CCTĐ của một số E tương tự nhờ ph/tích ctrúc tinh thể phức hợp ES hay EI (E - chất ứ/chế cạnh tranh), bởi những ph/tích này cho thông tin về cấu trúc của TTHĐ. So sánh hình ảnh của tinh thể các tổ hợp này với tinh thể của riêng E đã cho thấy sự khác nhau về cấu hình. Việc giải thích c/n x/tác của E đã ở mức độ mới. VD: Cơ chế xúc tác của lysozyme Lysozyme th/phân chuỗi polysaccharide tạo ra từ những ptử N-acetylglucosamine và acid N-acetylmuraminic gắn luân phiên nhau. Có tác dung diệt khuẩn, là 1 th/phần trong h/thống ph/vệ ở đv Chuỗi polypeptide 129 aa, 4 cầu S-S. Về ctb2, 40% của chuỗi ở dạng xoắn , 1 đoạn khoảng 10 aa gấp nếp  ngược chiều, phần còn lại không đuợc s/xếp theo ch/kỳ. Ph/tử dạng cầu, phần bên trong không phân cực tạo TTHĐ dạng khe hở vừa cho 1 đoạn 6 gốc đường vào được. enzyme enzyme Bị thủy phân Glu 35 bị tách H+, hđ nhƣ chất xt kiểu acid, là chất cho H+. H+ đƣợc chuyển cho ôxy của lk glycoside, làm l/kết này bị phá vỡ. X/ hiện đ/tích dƣơng ở nguyên tử C. Asp 52 tích điện âm và có tƣơng tác tĩnh điện với C này. Sản phẩm 1 tách khỏi enzyme. Một phân tử nƣớc tham gia: ion C+ gắn với OH- và sản phẩm thứ 2 tách khỏi enzyme; Glu 35 nhận H+ Sau đó E lại có thể tiếp tục xúc tác. Các bƣớc q/trọng của c/chế: xảy ra kiểu xt acid - bazơ và sự h/thành SPTG chứa ion C+ tƣơng tác tĩnh điện với Asp 52. H2O Sản phẩm 1 Sản phẩm 2 + C/chất gắn vào TTHĐ. Ở trypsin, thgia lk phía P1 là Arg và tạo 1 lk ion với Asp 189 trong TTHĐ. Cơ chất gắn trong TTHĐ Cơ chất Cơ chế xúc tác của trypsin: Hình thành ph/hợp E-S (là h/chất TG oxy-anion). Oxy ái nhân của Ser kết hợp với C ái điện tử ở nhóm carbonyl của P1 cơ chất. Gốc His nhận proton Một amin tạo thành ở amide P-1. His trong TTHĐ đã nhận H+ lại đóng v/trò một acid chung và lại nhường H+ cho nhóm amin của phần cơ chất chứa P-1. Mảnh peptid P1 gắn với E, tạo SPTG Acyl-enzyme Amine bậc 4 và cấu trúc anion ôxy phá vỡ, lk peptide P1-P-1 bị bẻ gẫy. Peptide P-1 được g/phóng như 1 s/phẩm. Kèm theo đó, nước đóng vai trò ái nhân → OH- kết hợp với C (ái điên tử) của acyl-E, tạo thành HCTG ôxyanion tiếp theo Nước (H-OH) đi vào TTHĐ His tác động như một base, tách proton của nước. và peptid P1 được g/phóng như một sphẩm Cấu trúc oxyanion vỡ ra Từ His, proton lại chuyển sang ôxy của Ser Cơ chế x.tác của một số
Tài liệu liên quan