Xem mẫu
- Bài giảng hóa sinh
XÚC TÁC SINH HỌC
DSCKII. Nguyễn văn
Ảnh
- MỤC TIÊU :
1. Trình bày được những đặc điểm chung của enzym, vitamin và
hormon
2. Trình bày được danh pháp, phân loại và những đặc điểm cấu trúc
chung của enzym
3. Giải thích được có chế xúc tác chung của enzym và trình bày được
khái niệm về động học của enzym.
4. Nêu được tính đặc hiệu của enzym và các yếu tố ảnh hưởng đến
hoạt động của enzym.
- A. ĐẠI CƯƠNG :
1. PHẢN ỨNG HOÁ SINH :
Định nghĩa phản ứng hóa sinh : là tất cả các phản ứng hoá
học xảy ra trong cơ thể sống ( trong tế bào, trong bào quan,
ngoài tế bào) phần lớn các phản ứng hoá sinh là phản ứng
thuận nghịch do enzym xúc tác và người ta có thể chiết xuất
enzym từ các mô sống , rồi tiến hành phản ứng hóa sinh
trong phòng thí nghiệm ( in vitro ),
- tập hợp các phản ứng hóa sinh nó sẽ tạo
thành quá trình chuyển hóa các chất, đáp ứng
2 yêu cầu trên
+ tạo các chất xây dựng cơ bản cơ thể ( đại
phân tử ) ==> tạo hình
+ tạo năng lượng ==>Tạo thân nhiệt
để tạo công đảm bảo hoạt
động sống (co cơ...)
- * Động hóa học : thì phản ứng chia làm 2 loại :
- Phản ứng một chiều không thuận nghịch :A ----> B
- Phản ứng 2 chiều thuận nghịch :
A B ( phần lớn phản ứng hóa sinh là phản ứng thuận
nghịch )
k1 thuận
A+B C+D
k2 nghịch
k1 , k2 : hằng số tốc độ ( hoặc hệ số tốc độ ) của phản ứng
thuận nghịch.
Ta có : tốc độ phản ứng : v1 = k1 [A] [B]
v2 = k2 [ C] [D]
- Mới đầu chỉ có A và B chưa có C và D, nồng độ A và B lớn nhất nên v1 cực
đại, mặt khác nồng độ C và D bằng 0 nên v2 cũng bằng 0.
Khi A và B phản ứng với nhau tạo thành C và D thì nồng độ A và B giảm
dần, nồng độ C và D tăng dần, do đó v1 giảm dần, và v2 tăng dần. Đến một
lúc nào đó thì v1 = v2 , đó là trạng thái cân bằng động, trong đó phản ứng
vẫn tiếp tục xảy ra theo hai chiều nhưng tốc độ phản ứng theo chiều thuận
bằng tốc độ phản ứng theo chiều nghịch. Ta có : v1 = v2
k1 [C] [D]
k1 [A] [B] = k2 [C] [D] = = Kcb (hằng số cân
bằng) k2 [A]
[B]
- Mỗi phản ứng thuận nghịch có hằng số cân bằng riêng.
* Về mặt nhiệt động học: có 2 loại
- Phản ứng phát năng (về nhiệt độ có phản ứng nhiệt)
- Phản ứng thu năng ( về nhiệt độ có phản ứng thu nhiệt)
Năng lượng tự do là : phần năng lượng có thể biến thành
công ( tức là phần năng lượng có thể sử dụng được).
Ví dụ: xét phản ứng từ A -------> B thì năng lượng tự do của
A, B là GA và GB ( Gibbs)
* Biến thiên năng lượng tự do: ∆ G = GB - GA ( phần thể hiện
ra, làm bật ra năng lượng, sinh công, năng lượng để sử
dụng)
- - Nếu GB > GA ---> ∆G > 0 : phản ứng thu năng. Phản ứng này không
tự xảy ra được theo chiều A ---> B, chỉ xảy ra khi đưa đủ năng lượng
vào : phản ứng tổng hợp trong hóa sinh.
- Nếu GB < GA ---> ∆G < 0 : phản ứng phát năng. Phản ứng này có
thể tự xảy ra theo chiều A ---> B. Gọi là phản ứng thoái hóa trong cơ
thể.
* Biến thiên năng lượng tự do chuẩn ∆G0 : phản ứng xảy ra trong điều
kiện chuẩn khi [A] = [B] = 1 mol/lít T0 = 25C pH = 0
Ta xét phản ứng hóa sinh trong cơ thể với pH = 7 thì ta gọi biến thiên
năng lượng tự do là Go’.
- 2. CHẤT XÚC TÁC SINH HỌC :
- Phần lớn các phản ứng trong cơ thể đều có chất xúc tác
- Chất xúc tác sinh học là sản phảm sinh vật, lượng nhỏ nhưng có
khả năng làm tăng nhanh phản ứng, cuối cùng giữ nguyên sau phản
ứng.
Có 3 loại chất xúc tác sinh học là Vitamin, Enzym, Hormon (ống tiêu
hóa). Trong 3 chất nầy, enzym quan trọng nhất, nó là trung tâm trực
tiếp tham gia các phản ứng hoá sinh.
- Ví dụ : xét phản ứng
(cơ chất) A B (sản phẩm)
E E
Gọi phản ứng enzym vì có enzym xúc tác.
Trong quá trình phản ứng, enzym có thể thay đổi nhưng
cuối cùng vẫn là enzym.
- Chú ý :
+ Khả năng xúc tác của enzym rất lớn, có thể làm tăng
nhanh phản ứng hàng triệu lần.
Ví dụ : CO2 + H2O H2CO3
Enzym là carbonic anhydrataz (mất nước của CO2)
Một phân tử enzym nầy có thể hydrat hóa 105 phân tử
CO2 trong 1 giây ----> làm phản ứng nhanh hơn 10 triệu
lần so với phản ứng không được xúc tác.
- + Enzym không làm thay đổi hệ số cân bằng mà chỉ làm
cho phản ứng mau đạt đến trạng thái cân bằng.
+ Enzym có tính đặc hiệu (chuyên biệt) rất cao, nghĩa là
xúc tác những phản ứng nhất định với những cơ chất
nhất định.
H2O
Tinh bột > Maltoz, Glucoz
Amylaz Maltaz
Glucoz, Glucoz
- 3. ĐẶC ĐIỂM CỦA VITAMIN, ENZYM, HORMON :
3.1. VITAMIN :
- Người và động vật nói chung không tạo ra được mà phải
đưa vào từ thức ăn vi sinh vật, thực vật (cá biệt dầu gan cá
trong con cá, người vitamin D tự sản xuất được).
- Có bản chất hoá học khác nhau
- Có 2 nhóm vitamin :
+ vitamin tan trong lipid : A,D,E,K
+ vitamin tan trong nước : gồm các Vitamin thuộc
nhóm B, Vitamin C , Vitamin PP
Nhiều Vitamin tan trong nước tham gia cấu tạo và hoạt
động của nhiều Enzym, cụ thể là chúng tham gia cấu tạo
phần Coenzym của một số enzym có coenzym.
- 3.2. ENZYM :
Enzym có bản chất là protein và nó do mọi tế bào sản
xuất ra, do đó nó mang tính chất của protein.
Theo điều kiện hoạt động người ta chia enzym ra làm 2
loại:
- Enzym không cần cộng tố ( cofactor) đó là các enzym có
bản chất là protein thuần, chúng gồm các enzym thủy phân. Ví
dụ : pepsin, trypsin, cathepsin.
- Enzym cần cộng tố: đó là các enzym protein tạp gồm 2
phần : protein thuần + cộng tố (cofactor).
- Khi đó phần protein thuần gọi là Apoenzym (ApoE). Cộng
tố có thể là :
. Kim loại : ion Zn ++, Mn ++
. Chất hữu cơ = CoEnzym
. Kim loại + chất hữu cơ
Những Enzym nầy muốn hoạt động được cần phải có cộng
tố. Phần lớn enzym là loại có CoEnzym. CoEnzym chia
làm 2 loại :
- CoEnzym gắn chặt vào phần ApoE (không thẩm tích được)
. CoEnzym gắn lỏng lẻo vào phần ApoE (lúc gắn vào,
lúc có thể tách ra và thẩm tích được)
ApoE + Cộng tố = Enzym đầy đủ (Holoenzym)
- Các vitamin tan trong nước thường tham gia cấu
tạo và hoạt động của CoE
- CoE là phân tử hữu cơ tương đối nhỏ có thể thẩm
tích được, chịu được nhiệt, trực tiếp tham gia vận chuyển
điện tử, hydro, các nhóm hóa học...
- Mỗi Enzym có một ApoE tương ứng, nhiều enzym
có thể có CoE giống nhau
nguon tai.lieu . vn
