Vi sinh vật kỹ thuật môi trường - Chuyên đề Enzyme

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNGBỘ MÔN: VI SINH VẬT KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNGGVHD: TRẦN NHẬT PHƯƠNGTHÀNH VIÊN NHÓMCHUYÊN ĐỀ:ENZYMEVậy ENZYME là gì????Nguồn gốc cuả nó ra sao??? En: ở trong; Zyme: nấm menLà chất xúc tác sinh học đầu tiên nghiên cứu ở nấm mem Là chất xúc tác sinh học có thành phần cơ bản là prôtêin.Năm 1833, Nhà hóa học Pháp Anselme Payen đã phát hiện ra enzym đầu tiênNăm 1877, nhà vật lý học người Đức Wilhelm Kühne đã sử dụng từ enzyme, trong tiếng Hy Lạp có nghĩa là "trong men", NỘI DUNGI.VAI TRÒ CỦA ENZYME ĐỐI VỚI HOẠT ĐỘNG SỐNG CỦA VSVI.VAI TRÒ CỦA ENZYME ĐỐI VỚI HOẠT ĐỘNG SỐNG CỦA VSVĐiều kiện phản ứngNăng lượng hoạt hóa (kJ/mol)Năng lượng hoạt hóa (kcal/mol)Tốc độ tương đốiKhông có xúc tác75.218.01Platinum48.911.72.77 x 104Enzyme catalase23.5.56.51 x 108Ví dụ trong phản ứng chuyển hóa hydrogen peroxide ( H2O2) thành nước và oxy dưới đây cho thấy ảnh hưởng của chất xúc tác đến tốc độ phản ứng: H2O2  2H2O + O2Bảng: Giảm năng lượng hoạt hóa H2O2 bởi các chất xúc tác chuyển hóa ở 37oCII.CẤU TẠO CỦA ENZYMEEnzyme là những protein phức hợp gồm 2 phần cơ bản: - Apoenzyme, Coenzyme - Phần hoạt hóa kim loại.Apoenzyme: Là protein có cấu trúc hóa học xác định. Nó quyết định vị trí diễn ra phản ứng hóa học.Coenzyme: Là phần phi protein của enzyme. Coenzyme xác định loại phản ứng hóa học nào sẽ diễn ra.Phần hoạt hóa kim loại: Là những cation kim loại, có thể tác động ở những mạch nối enzyme và cơ chất để hoàn thành sự phá vỡ cơ chất II.CẤU TẠO CỦA ENZYMETrung tâm hoạt động của enzyme và cơ chế hoạt động: Trong quá trình xúc tác không phải toàn bộ tất cả các thành phần của enzyme tham gia mà chỉ có một vùng giới hạn của phân tử enzyme gắn với cơ chất. Vùng giới hạn này được gọi là trung tâm hoạt động của enzyme, được tạo từ một số axit aminMỗi enzyme có cấu trúc không gian đặc thù, đặc biệt được gọi là trung tâm hoạt tính.III.CÁC LOẠI ENZYMEPhân loại theo cấu tạoEnzyme một cấu tử Enzyme hai cấu tửPhân loại theo kiểu phản ứng mà enzyme xúc tácEnzyme nhóm oxi hóa- khử (oxydoreductaza)Enzyme nhóm vận chuyển (transferaza)Enzyme nhóm thủy phân ( hydrolaza)Enzyme nhóm liazaEnzyme nhóm đồng phân (izomeraza)Enzyme nhóm tổng hợp (ligaza hay sintetaza)Phân loại theo chất phản ứng hay cơ chất bị phân hủyLipazaAmilazaSacarazaPhân loại theo vị trí xúc tácEnzyme ngoại bàoEnzyme nội bào5. Theo điều kiện tạo enzyme hay nguồn tạo enzymeEnzyme chủ độngEnzyme thụ độngIV. CƠ CHẾ PHẢN ỨNG CỦA ENZYME Quá trình tạo thành phức hợp enzym cơ chất và sự biến đổi phức hợp này thành sản phẩm, giải phóng enzym tự do thường trải qua ba giai đoạn theo sơ đồ sau. E + S → ES → P + E Trong đó E là enzym S là cơ chất (Substrate) ES là phức hợp enzym - cơ chấtP là sản phẩm (Product)IV. CƠ CHẾ PHẢN ỨNG CỦA ENZYMEV. TÍNH ĐẶC HIỆU CỦA ENZYMEĐặc hiệu kiểu phản ứngĐặc hiệu cơ chấtPhần nhiều mỗi enzyme đều có tính đặc hiệu với một loại phản ứng nhất định. Những chất có khả năng xảy ra nhiều loại phản ứng hóa học thì mỗi loại phản ứng ấy phải do một enzyme đặc hiệu xúc tác.Mỗi enzyme chỉ xúc tác cho sự chuyển hóa một hoặc một số chất nhất định. Mức độ đặc hiệu cơ chất của các enzyme khác nhau không giống nhau,V. TÍNH ĐẶC HIỆU CỦA ENZYMEV. TÍNH ĐẶC HIỆU CỦA ENZYME Đặc hiệu tuyệt đối: Một số enzyme hầu như chỉ xúc tác cho phản ứng chuyển hóa một cơ chất xác định và chỉ xúc tác cho phản ấy mà thôi.Ví dụ:Urease Đối với các enzyme này, ngoài các cơ chất đặc hiệu của chúng là ure chúng cũng có thể phân giải một vài chất khác nhưng với vận tốc thấp hơn nhiều. Chẳng hạn như urease, ngoài ure nó còn có thể phân giải hydroxyure nhưng với tốc độ thấp hơn 120 lầnV. TÍNH ĐẶC HIỆU CỦA ENZYMEĐặc hiệu nhóm tuyệt đối: Các enzyme này chỉ tác dụng lên những chất có cùng một kiểu cấu trúc phân tử, một kiểu liên kết và có những yêu cầu xác định đối với nhóm nguyên tử ở phần liên kết chịu tác dụng.Ví dụ: maltase thuộc nhóm αglucosidase chỉ xúc tác cho phản ứng thủy phân liên kết glucoside được tạo thành từ nhóm OH glucoside của α- glucose với nhóm OH của một monose khác.Đặc hiệu nhóm tương đối: Mức độ đặc hiệu của các enzyme thuộc nhóm này kém hơn nhóm trên. Enzyme có khả năng tác dụng lên một kiểu liên kết hóa học nhất định trong phân tử cơ chất mà không phụ thuộc vào cấu tạo của các phần tham gia tạo thành mối liên kết đó.Ví dụ:lipase có khả năng thủy phân được tất cả các mối liên kết este. Aminopeptidase có thể xúc tác thủy phân nhiều peptidV. TÍNH ĐẶC HIỆU CỦA ENZYME Đặc hiệu quang học: Hầu như tất cả các enzyme đều có tính đặc hiệu không gian rất chặt chẽ, nghĩa là enzyme chỉ tác dụng với một trong hai dạng đồng phân không gian của cơ chất.Ví dụ: enzyme fumarathydratase chỉ tác dụng lên dạng trans của fumaric acid  mà không tác dụng lên dạng cis để tạo thành L – malic acid :VI. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHẢN ỨNG CỦA ENZYMEYếu tốảnh hưởngVI. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHẢN ỨNG CỦA ENZYMEVI. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHẢN ỨNG CỦA ENZYMENhiệt độ:Đa số enzym hoạt động ở nhiệt độ tối ưu là 40 - 50°CNhiệt độ rất thấp → enzym không có hoạt tínhNhiệt độ tăng dần → hoạt tính của enzym được tăng caoNhiệt độ tối ưu → hoạt tính của enzym đạt tối đaVI. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHẢN ỨNG CỦA ENZYMEĐộ pH- Đối với enzym amilaza có hoạt tính tối đa ở pH =7. Nếu dung dịch trở nên axit, hoặc trở nên kiềm hoạt tính của enzym bị giảm. ở độ pH 4 và 9, enzym mất hoạt tính. Nhiều enzym hoạt động tốt trong điều kiện axit mạnh (ví dụ các enzyme trong ruột non ). Nếu độ pH tối ưu bị thay đổi sẽ dẫn đến kìm hãm hoặc phá hủy enzym.VI. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHẢN ỨNG CỦA ENZYMEVI. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHẢN ỨNG CỦA ENZYMENồng độ cơ chất:Với một lượng enzyme xác định, nếu tăng dần lượng cơ chất trong dung dịch thì thoạt đầu hoạt tính của enzyme tăng dần nhưng đến một lúc nào đó thì sự gia tăng về nồng độ cơ chất cũng không làm tăng hoạt tính của enzyme. Đó là vì tất cả các trung tâm hoạt động của enzyme đã được bão hoà bởi cơ chất.VI. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHẢN ỨNG CỦA ENZYMEVI. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHẢN ỨNG CỦA ENZYME Nồng độ Enzyme Với một lượng cơ chất xác định, nồng độ enzyme càng cao thì tốc độ phản ứng xảy ra càng nhanh. Tế bào có thể điều hoà tốc độ chuyển hoá vật chất bằng việc tăng giảm nồng độ enzyme trong tế bào.VI. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHẢN ỨNG CỦA ENZYMEVI. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHẢN ỨNG CỦA ENZYME Chất ức chế hoặc hoạt hoá enzymeMột số chất hoá học có thể ức chế hoạt động của enzyme nên tế bào khi cần ức chế enzyme nào đó cũng có thể tạo ra các chất ức chế đặc hiệu cho enzyme ấy Ví dụ: một số chất độc hại từ môi trường như thuốc trừ sâu DDT là những chất ức chế một số enzyme quan trọng của hệ thần kinh người và động vật Một số chất khác khi liên kết với enzyme lại làm tăng hoạt tính của enzyme.Cám ơn Thầy và Các bạn đã chú ý lắng nghe !!!