Các quá trình hoá học xảy ra trong cơthểsống là những phản ứng có
hiệu quảcao nhất. Đó là nhờtác dụng xúc tác của enzyme, enzyme là
những chất xúc tác sinh học ,có thểlà protein hoặc acid nucleic,có đầy đủ
tính chất của chất xúc tác,ngoài ra còn có những tính chất ưu việt hơn so
với các chất xúc tác khác như: hiệu suất cao trong điều kiện nhiệt độvà áp
suất bình thường,có tính chất đặc hiệu cao.Các tính chất này vẫn được giữ
nguyên khi tách enzyme ra khỏi hệthống sống,hoạt động trong điều kiện
invitro (trong ống nghiệm).Vì vậy mà enzyme càng được sửdụng rộng rãi
trong thực tế,trong công nghiệp.nên đã hình thành nên nhiều ngành lien
quan đến enzyme nhưcông nghệsản xuất enzyme,công nghệsản xuất
các thiết bịcó phẩn tửenzyme nhưbiosensor( các thiết bịcảm biến sinh
học) . đểkhai thác và sửdụng hiệu quảcần có kiến thức nhất định về
enzyme.
14 trang |
Chia sẻ: oanhnt | Lượt xem: 1755 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài Enzyme và ứng dụng, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ENZYME VÀ ỨNG DỤNG
I. Khái niệm:
− Các quá trình hoá học xảy ra trong cơ thể sống là những phản ứng có
hiệu quả cao nhất. Đó là nhờ tác dụng xúc tác của enzyme, enzyme là
những chất xúc tác sinh học ,có thể là protein hoặc acid nucleic,có đầy đủ
tính chất của chất xúc tác,ngoài ra còn có những tính chất ưu việt hơn so
với các chất xúc tác khác như: hiệu suất cao trong điều kiện nhiệt độ và áp
suất bình thường,có tính chất đặc hiệu cao.Các tính chất này vẫn được giữ
nguyên khi tách enzyme ra khỏi hệ thống sống,hoạt động trong điều kiện
invitro (trong ống nghiệm).Vì vậy mà enzyme càng được sử dụng rộng rãi
trong thực tế,trong công nghiệp..nên đã hình thành nên nhiều ngành lien
quan đến enzyme như công nghệ sản xuất enzyme,công nghệ sản xuất
các thiết bị có phẩn tử enzyme như biosensor( các thiết bị cảm biến sinh
học)…. để khai thác và sử dụng hiệu quả cần có kiến thức nhất định về
enzyme.
II. Danh pháp-Cấu tạo-Phân loại:
− Tên enzyme = tên cơ chất+ase
Ví dụ: enzyme thuỷ giải protein: protease
enzyme phân huỷ nucleic : nuclease…
enzyme tổng hợp DNA : DNA-polymerase
− Bên cạnh đó còn có những tên thong thường(rất nhiều),ví dụ như
ligase(enzyme nối, trong quá trình tự sao DNA),amylase (enzyme thuỷ
phân tinh bột,có trong dịch ruột)…..
− Cấu tạo:
9 Enzyme 1 cấu tử:là enzyme trong thành phần cấu tạo chỉ có protein.
VD: pepsin ,urease
9 Enzyme 2 cấu tử là enzyme trong thành phần của nó ngoài protein còn
có thành phần non-protein-nhóm ngoại.Người ta gọi phần protein là”feron”
hay”apoenzyme” phần nhóm ngoại là “agon” hay “coenzyme”.Thường
nhóm ngoại là dẫn xuất của các vitamin,các nucleotide.
VD: catalase,xitocrom..
− Trung tâm hoạt động:chỉ có 1 phần rất nhỏ của enzyme tham gia phản
ứng, phần này gọi là trung tâm hoạt động,số trung tâm hoạt động có thể
lớn hơn 1
− Ngày càng nhiều enzyme mới được phát hiện, để thống nhất tên gọi
enzyme ngưòi ta đã phân tất cả enzyme làm 6 loại:
Loại enzyme Loại phản ứng được xúc tác
Oxidoreductase Các enzyme này xúc tác các phản ứng oxi-hoá khử
có nghĩa là chúng vận chuyển các nguyên tử Hydro
hoặc điện tử của chúng từ cơ chất của chúng sang
các phần tử nhận
Transferase Các nhóm nhỏ các nguyên tử được vận chuyển từ
cơ chất này sang cơ chất khác
Hydrolase Các enzyme này làm gãy đứt các lien kết hoá học
bằng phản ứng thủy phân
Lyase Các enzyme này nối them 1 nhóm mới vào cơ chất
bằng cách làm gãy nối đôi,nguợc lại nó cũng có thể
xúc tác để tạo nối đôi
Izomerase Chúng xúc tác sự tái phân bố các nguyên tử trong
cơ chất,tức là chúng tạo ra các đồng phân của cùng
1 hợp chất
Ligase Các enzyme này tạo liên kết hoá học mới,năng
lượng từ ATP sẽ cần cho sự tạo các lien kết hoá
học này,Ligase giúp cho sự tổng hợp nên Hydro
carbon,protein và các đại phân tử khác
III. Tính đặc hiệu và tính chất lí hoá của enzyme:
− Mỗi loại enzyme chỉ xúc tác cho 1 phẩn ứng nhất định với cơ chất tương
ứng.
− Enzyme có khả năng xúc tác 1 cách hiệu quả ở điều kiện nhiệt độ và áp
suất bình thường,trong khi các chất xúc tác khác lại đòi hỏi điều kiên xúc
tác thường nhiệt độ áp suất cao,mà hiệu quả phản ứng lại không cao.sở dĩ
enzyme có khả năng tuyệt vời như vậy vì nó tạo ra được môi trường đặc
hiệu có lợi nhất về mặt năng lượng để thực hiện phản ứng.môi trường đặc
hiệu trên được tạo bởi tâm hoạt động lien kết với cơ chất mà nó xúc tác
tạo ra phức enzyme-cơ chất.
− Enzyme có cường độ xúc tác đặc hiệu rất cao bởi:
¾ Năng lượng tự do giải phóng trong quá trình hình thành lien kết yếu trong
tương tác lien kết cơ chất enzyme. Enzyme thường sử dụng năng lượng
lien kết làm giảm năng lượng hoạt hoá.Fisher đưa ra giả thuyết “sự ăn
khớp như chìa khoá và ổ khoá” cho phép giải thích tính xúc tác đặ hiệu của
enzyme.tuy nhiên không thể dựa vào đó để giải thích cơ chế hoạt đọng của
enzyme,vì trong thực tế sự khớp quá khăng khít này lại là nguyên nhân cản
trở diễn tiến phản ứng.
¾ Enzyme sử dụng năng lượng lien kết tạo phản ứng xúc tác đặc hiệu
thong qua 1 số cơ chế như sau:
9 Giảm entropi.
9 Làm mất vỏ nước bao quanh cơ chất.
9 Năng lượng lien kết do các tương tác yếu tạo ra ở trạng thái chuyển
tiếp.
9 Tạo ra khớp phản ứng làm cho phản ứng xảy ra dễ dàng hơn.
− Sau khi tạo thành phức enzyme-cơ chất các nhóm chức năng nằm ở vị trí
đặc biệt trong phức sẽ phát huy tác động của mình theo 1 số cơ chế. Phổ
biến nhất là cơ chế xúc tác acid-base và cơ chế xúc tác hóa trị.
9 Cơ chế xúc tác acid-base:thường trong phản ứng sinh hoá luôn có sự
hình thành các chất trung gian mang điện không bền,dễ dàng phân rã trở
lại trạng thái ban đầu.Tuy nhiên chúng có thể ổn định nhờ sự trao đổi prôtn
với sự tham gia của H+,H3O+, và OH- trong môi trường nướcÆ xúc tác
acid-base riêng,khác với xúc tác acid-base chung xảy ra trong môi trường
phản ứng ngoài nước còn có chất cho và nhận proton khác.
9 Xúc tác thong qua liên kết hoá trị tạm thời:lien kết này tồn tại trong
khoảng thời gian rất ngắn giữa enzyme và cơ chất.Sự hình thành liên kết
yếu tạm thời này giữa enzyme và cơ chất sẽ hoạt hoá rất mạnh cho phản
ứng.
9 Xúc tác thông qua ion kim loại: rất nhiều trường hợp enzyme có chứa
các kim loại và cơ chất xuất hiện tương tác(thông qua ion kim loại)giúp
định hướng cơ chất vào tâm phản ứng ngoài ra kim loại còn tham gia vào
phản ứng oxi-hoá khử.
IV. Cơ chế phản ứng:
− Bước đầu tiên của bất kì phản ứng nào có sự xúc tác của enzyme là sự
hình thành mối liên kết đặc hiệu giữa các phân tử tạo thành phức enzyme-
cơ chất,nhờ cấu hình của enzyme phù hợp với cơ chất qua 1 khu vực
tương đối lớn là trung tâm hoạt động của enzyme,sau khi tạo ra phức này
enzyme và cơ chất tác dụng với nhau (như phần tính đặc hiệu) làm xảy ra
phản ứng hoá học trong cơ chất và các sản phẩm tương ứng được tạo ra
liền sau đó enzyme tách khỏi cơ chất để sẵn sàng kết hợp với các cơ chất
mới,quá trình này diễn ra rất nhanh.
− Cơ chế hoạt động như trên là giả thuyết ổ khoá và chìa khoá,khái niệm
này chỉ có tính chất tương đối.khoá và chìa khoá ở đây không phải cấu trúc
cố định mà tương tác với nhau kèm theo sự thay đổi của cả 2bên.giả
thuyết khác có vẻ hay hơn”phù hợp do cảm ứng”có nghĩa là cấu hình
enzyme thay đổi khi cơ chất bám vào trung tâm hoạt động. Đồng thời quá
trình kết hợp cũng kéo căng hoạt dồn nén một hoặc một vài liên kết hoá
học trong phân tử cơ chất làm cho phản ứng dễ dàng hơn.khi phản ứng kết
thúc enzyme lại trở về với hình dáng bình thường.
− Trong bất kì phản ứng hoá học nào,các phân tử thành viên phải nhận
được 1 số năng lượng từ môi trường xung quanh,năng lượng hoạt hoá,tuy
nhiên trong 1 số trường hợp năng lượng hoạt hoá này lại trở thành lực cản
của phản ứng,lúc này việc tăng nhiệt độ và áp suất có thể vượt qua lực
cản.phản ứng cũng được tăng tốc nếu có enzyme hoặc chất xúc tác nào đó
thích hợp.nói tóm lại enzyme làm giảm năng lượng hoạt hoá để phản ứng
xảy ra dễ hơn.
V. Các yếu tố ảnh hưởng tới vận tốc phản ứng enzyme:
Chú giải:
E là enzyme; S là cơ chất; ES là phức chất giữa enzyme và cơ chất; P là
sản phẩm của phản ứng; ES* là phức chất giữa enzyme và cơ chất mà cơ
chất đã được biến đổi thành dạng gần như sản phẩm.
1. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme:
− Trong điều kiện thừa cơ chất, tốc độ phản ứng phụ thuộc tuuyến tính vào
[E]:
v= k.[E]
− Trong đó: v- vận tốc phản ứng.
[E]- nồng độ cơ chất.
− Có trường hợp khi nồng độ enzyme quá lớn thì tốc độ phản ứng chậm.
2. Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất:
a. Phương trình Henri & Michaelis – Menten:
− Cả Henri (1903), Michaelis & Menten (1913) đều đã đưa ra phưong trình
biểu diễn mối liên hệ giữa vận tốc phản ứng và nồng độ cơ chất ([S]) giống
nhau nhưng tuy nhiên:
9 Henri nhấn mạnh tầm quan trọng của vận tốc (v).
9 Michaelis & Menten nhấn mạnh tầm quan trọng của vân tốc đầu (vo)
của phản ứng.
S + E
− Phức ES gọi là phức Michaelis – Menten với giả định cân bằng giữa
enzyme, cơ chất và phức E cơ chất được thiết lập ngay lập tức và duy trì
trong quá trình phản ứng, còn phản ứng phân giải ES thành sản phẩm là
quá chậm.
[ ]
[ ]SK
SVv
s
o += với 1
1
k
kKs −=
− Tuy nhiên phương trình này chưa khái quát được các phản ứng E vì giả
định này không sử dụng được cho các phản ứng E xảy ra với vận tốc đủ
nhanh.
b. Giả định trạng thái dừng (steady- state):
− G.E. Briggs và John B.S Haldane (1925) lần đầu đưa ra giả định trạng thái
dừng có tính chất khái quát hơn với nội dung: vận tốc phản ứng tạo thành
phức ES bằng vận tốc phân giải tạo thành P và E trong đó thì hằng số Ks
được thay thế bằng hằng số Michaelis – Menten_Km được tính theo công
thức:
sm Kk
kK +=
1
2
3. Ảnh hưởng của chất kìm hãm (inhibitor):
− Các chất kìm hãm (I) cũng gọi là chất ức chế, là những chất làm giảm tốc
độ phản ứng do enzyme xúc tác.
− Bản chất: ion, chất vô cơ, chất hữu cơ, có thể là cơ chất hay sản phẩm
của phản ứng E.
− Kiểu tác dụng:
9 Đặc hiệu hay không đặc hiệu.
9 Kìm hãm thuận nghịch hay không thuận nghịch (inactivator).
− Trong bài chỉ xét đến các phản ứng :
9 Chất kìm hãm thuận nghịch, kìm hãm enzyme bằng cách kết hơp với
nó và làm ảnh hưởng đến sự kết hợp của E & S, tức là ảnh hưởng đến
hoạt độ phân tử của nó.
9 Phản ứng do enzyme monomer xúc tác, chỉ có một cơ chất S và tạo
thành một sản phẩm P, tuân theo phương trình Michaelis- Menten.
@ Các chất kìm hãm có thể tác dụng theo kiểu:
9 Cạnh tranh (một phần hay toàn phần).
9 Không cạnh tranh.
9 Phi cạnh tranh.
Chất kìm hãm cạnh tranh:
− Định nghĩa: các I này có cấu trúc tương tự cấu trúc của cơ chất bình
thường →nó cảm ứng sự hình thành trung tâm hoạt động (TTHĐ) của E
theo cách giống với S cạnh tranh và cạnh tranh với S để kết hợp vào TTHĐ
của E nhưng khác với S ở chỗ nó không bị chuyển hoá bởi E.
− Ảnh hưởng của chất kìm hãm cạnh tranh tới vo:
Ta có:
[ ] 1+
=
S
K
Vv
p
o @ KP= Km[1+ [ ]
iK
I ]
− Ta thấy: V không thay đổi, nhưng Km lại tăng lên [1+ [ ]
iK
I ] lần.
− Phương trình Lineweaver-Burk khi có chất kìm hãm cạnh tranh:
[ ] VSV
K
v
p
o
111 +×=
− Điều này xác nhận đăc điểm của kìm hãm cạnh tranh là có thể bị loại trừ
khi nồng độ cơ chất đủ lớn hơn so với nồng độ chất kìm hãm.
− Mức độ kìm hãm của I cạnh tranh phụ thuộc vào tương quan nồng độ của
I & S, ái lực tương đối của I đối với E.
− Lưư ý: I chỉ có thể kết hợp với E chứ không thể kết hợp với phức chất ES
vì khi E kết hơp với S thì cấu trúc E thay đổi và không phù hợp để kết hợp
với I.
@ Ứng dụng để nghiên cứu trung tâm hoạt động cũng nhu cơ chế xúc tác
của enzyme, con đường trao đổi chất. Mặt khác cũng có thể sử dụng các I
cạnh tranh trong điều trị bệnh.
Chất kìm hãm không cạnh tranh (non- competitive
inhibition)
− Khái niệm: I không cạnh tranh kết hợp với E ở vị trí khác vị trí kết hợp của
S tạo thành EIS không bị chuyển hoá tiếp (dead-endcomplex).
S và I không cạnh tranh với nhau để kết hợp với E và cũng không loại
trừ tác dụng kìm hãm bằng cách tăng nồng độ của cơ chất S. Dù I không
cạnh tranh ở vị trí khac nhưng chính sự kết hợp này dẫn đến sự thay đổi
cấu trúc không gian cản trở sự tiếp hợp giữa E và S làm giảm tốc độ phản
ứng.
− Ảnh hưởng của I không cạnh tranh tới vo:
Theo phương trình trên ta có được:
[ ]
[ ]
[ ] ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ +×++
=
s
K
K
I
S
K
Vv
m
i
m
o
11
=
[ ]
[ ]⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ +×⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ +
i
m
K
I
S
K
V
11
=
[ ] 1+s
K
V
m
kct
Ta thấy: Km không đổi nhưng V giảm đi [1+
[ ]
iK
I ] lần.
Chất kìm hãm phi cạnh tranh (uncompetitive inhibition):
− Khái niệm: chất kìm hãm cạnh tranh chỉ có thể kết hợp với phức E-cơ
chất [ES] và không thể kết hợp với E tự do.
Có thể thấy trong trường hợp này khi E kết hợp với S làm thay đổi cấu
trúc không gian của phân tử và tạo trung tâm kết hợp với I → không thể
loại bỏ tác dụng kìm hãm bằng cách t8ng nồng độ cơ chất.
− Ảnh hưởng của I phi cạnh tranh đến vo:
Ta có:
[ ]
[ ]
i
m
o
K
I
S
K
Vv
++
=
1
− Chia cả tử và mẫu cho [1+ [ ]
iK
I ] ta có được:
[ ] 1+
=
S
K
V
v
pct
pct
o và biến đổi một chút có được:
[ ] pctpct
pct
o VSV
K
v
111 +×=
− Km và V đều giảm một lượng giống nhau nên đường biểu diễn phương
trình trên song song với đường khi không có chất I. Và đây là cách để xác
định kiểu kìm hãm phi cạnh tranh.
− Nói chung I phi cạnh tranh ít gặp đối với các phản ứng một cơ chất nhưng
quan trọng đối với phản ứng E nhiều cơ chất → làm sang tỏ cơ chế phản
ứng E.
Kiểu kìm hãm hỗn hợp:
− Là kiểu kìm hãm thể hiện ở mô hình động học không đặc trưng cho một
trong ba kiểu đã nêu mà có tính chất trung gian giữa hai kiểu:
− Vd: cạnh tranh – không cạnh tranh.
hoặc không cạnh tranh – phi cạnh tranh.
@ Kìm hãm hỗn hợp (mix inhibition).
Kìm hãm do nồng độ cơ chất quá cao (thừa cơ chất):
− Trong giới hạn cho phép thì vo tăng khi tăng nồng độ cơ chất S. Tuy nhiên
đến giới hạn nào đó của S thì vo đạt giá trị cực đại (V), nhưng nếu tiếp tục
tăng nồng độ cơ chất thì vận tốc lại giảm xuống thấp hơn.
− Có nhiều giả thuyết giải thích cho vấn đề này:
9 Nồng độ cơ chất quá cao tạo ra rào cản không gian gây khó khăn cho
tương tác đúng giữa S và E.
9 Do S kết hợp không đúng cách tạo thành phưc ESS không hoạt động.
Kìm hãm không thuận nghịch (irreversible inhibition):
− Đặc điểm: các I không thuân nghịch kết hợp với E tạo phức EI không
phân huỷ hoặc khó phân huỷ, phân ly với vận tốc rất thấp:
EIIE →+
− Cách kìm hãm:
9 Làm biến tính không thuận nghịch protein enzyme hoặc bao vây trung
t6m kết hợp (TTKH) cơ chất của enzyme hoặc phản ứng đặc hiệu không
thuận nghịch với các nhóm chức trong TTHĐ của enzyme làm hỏng TTHĐ
của enzyme.
9 Mức độ kìm hãm tăng theo thời gian tác dụng cho đến khi toàn bộ
phân tử E hoặc I của đã ở trong phức EI.
4. Ảnh hưởng của các ion kim loại:
− Đặc điểm:
9 Ion kim loại có thể kìm hãm (inhibit) hoặc hoạt hoá (activate) e.
9 Các ion kim loại nặng ở nồng độ gây biến tính protein có tác dụng kìm
hãm không thuận nghịch e.
9 Tác dụng của ion kim loại phụ thuộc nhiều vào nồng độ của chúng. Và
giới hạn này là khác nhau cho từng loại ion riêng biệt.
9 Tác dụng của ion kim loại có mối quan hệ qua lại giữa ph của enzyme
và cơ chất.
9 Tác dụng hoạt hoá ion kim loại có tính đặc hiệu, mỗi ion kim loại
thường hoạt hoá các enzyme xúc tác cho 1 kiểu phản ứng nhất định và
cũng thay đổi tuỳ ion.
− Độ bền liên kết với E và cách tác dụng:
9 Độ bền liên kết: khoảng 1/3 số enzyme cần ion kim loại cho hoạt động
của chúng. Kim loại có vai trò khác nhau đối với hoạt động xúc tác của
enzyme: cấu trúc hoặc trực tiếp tham gia xúc tác theo các cách khác nhau:
các ion liên kết chặt chẽ với enzyme(trong quá trình tinh sạch vẫn còn
kết hợp với E: ion Fe2+, Fe3+,…)
các ion trong dung dịch liên kết lỏng lẻo với E → kích thích (activate)
làm tăng hoạt độ của enzyme: Na+,..
9 Các kiểu tác dụng:
Làm cầu nối giữa E và S (Mildvan, 1970): tạo điều kiện thuận lợi cho E
kết hợp với tạo thành phức E-M-S hoặc hoạt hoá S và tạo thành cơ chất
thực có thể kết hợp với E tạo thành phức kiểu E-S-M
Làm trung gian cho các phản ứng oxy hoá khử bằng cách thay đổi
trạng thái oxy hoá của ion.
Làm biến dạng cấu trúc không gian hoạt động của phân tử enzyme nhờ
tương tác tĩnh điện, thường gặp nhất là ion Ca2+.
5. Ảnh hưởng của các anion:
− Nhiều anion có tác dụng hoạt hoá E ( ảnh hưởng đến hoạt độ của α-
amylase động vật).
−Cl
− Khi có mặt các anion có thể làm thay đổi pH thích hợp của E về phía
kiềm.
6. Các chất hoạt hoá khác:
− một số chất có thể làm tặng hoạt độ của enzyme bằng cách gián tiếp hay
trực tiếp:
Gián tiếp: loại trừ chất kìm hãm khỏi hỗn hợp phản ứng hoặc không
trực tiếp tác dụng với phân tử.
Trực tiếp: acid ascorbic, a.lipoic, glutation dạng khử có thể trực tiếp
tham gia phản ứng kết hợp và loại thuận nghịch hydronên chúng có thể
hoạt hoá các e xúc tác cho phản ứng oxy hoá-khử à chúng thường tác
dụng vào tthđ của enzyme hoặc làm thay đổi cấu hình phân tử e theo
hướng có lợi cho hoạt động xúc tác.
7. Ảnh hưởng của pH:
a. pH hoạt đông thích hợp của E:
− Hoạt độ của E phụ thuộc vào pH môi trường và pH ảnh hưởng đến trạng
thái ion hoá của các gốc R hoặc của các gốc a.a trong phân tử E, ion hoá
các nhóm chức trong trung tâm hoạt động, ion hoá cơ chất dẫn đến ảnh
hưởng vân tốc phản ứng.
− pH thích hợp (pHopt) của phần lớn enzyme vào khoảng 7. Tuy nhiên một
số enzyme có pHopt rất thấp (pepsin) hoặc rất cao (subtilisin) hoặc ít thay
đổi trong khoảng pH xác đ ịnh.
− Cần chú ý là pHopt của một enzyme phụ thuộc vào nhiều yếu tố: đặc tính
và nhiệt độ cơ chất, dung dịch đệm, nhiệt độ phản ứng.
b. Ảnh hưởng của pH đến độ bền của E:
− Độ bền của phân tử E cũng phụ thuộc vào trạng thái ion hoá của phân tử,
phần lớn E bền trong khoảng 5<pH<9.
− Bản chất hoá học của thành phần dung dịch đệm cũng ảnh hưởng tới độ
bền, hoạt độ xúc tác của E.
8. ảnh hưởng của nhiệt độ:
a. Nhiệt độ hoạt động thích hợp của E:
− Vận tốc phản ứng do enzyme xúc tác chỉ tăng lên khi tăng nhiệt độ trong
một giới hạn nhất định chưa ảnh hưởng tới cấu trúc của E.
− Đại lương đặc trưng cho ảnh hưởng của nhiệt độ đến vận tốc phản ứng là
hằng số Q10:
t
t
k
kQ 1010
+= .
− Hệ số này càng lớn thì phản ứng càng khó xảy ra. ở nhiệt độ thường và
của phần lớn phản ứng E thì Q10 thường có giá trị là 2.
− Nhiệt độ hoạt động thích hợp topt của nhiều enzyme vào khoảng 40÷50oc.
Trên 50oc hoạt độ thường bị giảm mạnh do làm hỏng cấut trúc phân tử E.
Topt của một số E vi sinh vật và E có nguốn gốc thưc vật thì cao hơn.
− Topt của 1 enzyme chỉ có nghĩa là ở điều kiện đó thì E có hoạt độ cao
nhất.
b. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền của E:
− Ở khoảng 700C thì phần lớn enzyme bị nmất hoàn toàn hoạt độ, gọi là
nhiệt độ tới hạn. ở khoảng tới hạn E bị biến tính hiếm khi hồi phục lại được.
− Một số cách làm gia tăng độ bền nhiệt của E:
− Làm giảm cấu trúc không cuộn trong phâ tử bằng cách thay đổi một số
gốc a.a trong phân tử.
− Giảm gốc Gly và tăng gốc Pro.
− Làm bền cấu trúc xoắn α.
− Thêm chất làm tăng độ bền nhiệt: Ca2+,…
VI. ứng dụng:
− Ứng dụng enzyme như các hoá chất để phân tích định lượng các chất
:có thẻ xác định các chất đặc biệt với hàm lượng rất thấp và bị lẫn với các
chất khác tương tự với nhau mà các phương pháp hoá học khác khó có
thể xác định được chính xác,hoặc phân tích những chất không bền dễ
dàng bị phân huỷ ở nhiêt độ hoặc áp suất cao,hoặc những điều kiện phản
ứng khó thiết lập
− Vd: xác định cơ chất sử dụng amylase để định lượng tinh bột cho kết quả
chính xác hơn khi dùng acid vì 1 số polysaccharide như
hemicellulosenzymecũng bị thuỷ phân bởi acid ở điều kịên thường
− Sử dụng enzyme trong công nghiệp:từ 1970 tách enzyme ra khỏi tế bào
và sử dụng trong sản xuất công nghiệp,hiện tại có it nhất 60 enzyme đã
được thương mại hoá, đa số là các enzyme ngoại bào,ví dụ như sản xuất
sữa,bánh mì,beer, cn dệt….
− Sử dụng enzyme trong công nghiệp sản xuất bột giặt và các chất tẩy
khác.
− Sử dụng trong công nghiệp sản xuất sợi, vải, bột giấy và giấy
− Sử dụng E trong nông nghiệp: tăng hiệu suất sử dụng thức ăn, sản xuất
thức ăn dễ tiêu hoá cho động vật, đặc biệt là động vật còn non để tăng hiệu
quả sử dụng thức ăn.
− Một số lĩnh vực mới:nhuộm tóc, tạo sóng cho tóc,chăm sóc da,khai thác
dầu mỏ.
− Enzyme trong y dược: chuẩn đoán bệnh, điều trị bệnh,...
VII. Các phương pháp xác định hoạt độ Ezyme:
1. Nguyên tắc chung của các phương pháp xác định hoạt độ
enzyme:
− Phản ứng do enzyme có thể khái quát đơn giản hóa bằng phương trình
phản ứng:
− Có thể xác định hoạt độ enzyme bằn gcách phân tích sự biến đổi theo
thời gian trong điều kiện phàn ứng xác định của: cơ chất còn lại; hoặc sản
phẩm tạo thành; hoặc cả cơ chất và sản phẩm. Tùy theo đặc trưng của
phản ứng, sự tiện lợi của phương pháp, yêu cầu về độ chính xác, đi