Bài 14. Enzim và vai trò của enzim trong quá trình chuyển hóa vật chất

Tại sao cơ thể người tiêu hoá được tinh bột nhưng không tiêu hoá được xenlulôzơ?
Bài 14. ENZIM VÀ VAI TRÒ CỦA ENZIM TRONG QUÁ TRÌNH CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT
I. ENZIM
1. Khái niệm:
Ví dụ
Tinh bột
HCl
1000C, 1 giờ
HCl
glucôzơ
Tinh bột
amilaza
T0 cơ thể, vài phút
amilaza
glucôzơ
HCl và amilaza đóng vai trò gì trong
phản ứng ?
Enzim là chất xúc tác sinh học được tổng hợp trong các tế bào sống, chỉ làm tăng tốc độ phản ứng mà không bị biến đổi sau phản ứng.
Hãy kể tên vài loại enzim mà em biết ?
Lipaza, prôtêaza, xenlulôza, urêaza, pepsin,...
2. Cấu trúc:
côenzim
Thành phần cấu tạo của prôtêin là gì?
Enzim có bản chất là prôtêin hoặc prôtêin kết hợp với một phân tử hữu cơ nhỏ ( gọi là côenzim)
Trong phân tử enzim có vùng cấu trúc không gian đặc biệt tương thích với cấu hình không gian của cơ chất (chất chịu tác động của enzim) gọi là trung tâm hoạt động
Trung tâm hoạt động
Prôtêin
enzim

Cơ chất
Trung tâm hoạt động
3. Cơ chế tác động
Hãy mô tả cơ chế tác động cảu enzim?
3. Cơ chế tác động
Enzim + cơ chất ( tại trung tâm hoạt động) phức hợp enzim - cơ chất enzim + sản phẩm
Enzim được giải phóng lại có thể xúc tác phản ứng với cơ chất cùng loại
Liên kết enzim – cơ chất mang tính đặc thù, vì vậy mỗi enzim thường chỉ xúc tác cho một phản ứng .
4. Đặc tính của enzim
a. Hoạt tính mạnh
1 phân tử perôxi hiđrô( H2O2)
1 phân tử Fe
300 năm
1 phân tử catalaza
1 giây
H2O + O2
H2O + O2
1 phân tử perôxi hiđrô( H2O2)
1 phân tử catalaza
T0 cơ thể, 1 phút
H2O + O2
So sánh tốc độ xúc tác phản ứng của enzim với chất xúc tác vô cơ?
Vì sao enzim có hoạt tính mạnh so với chất xúc tác vô cơ?
Không có enzim xúc tác
có enzim xúc tác
Enzim làm giảm năng lượng hoạt hoá của phản ứng sinh hoá bằng cách tạo nhiều phản ứng trung gian.
Ví dụ: hệ thống A + B  C + D khi có chất xúc tác X thì phản ứng có thể tiến hành theo các giai đoạn sau:
A + B + X  ABX  CDX  C + D +X
=> Vì v ậy phản ứng enzim xảy ra với tốc độ nhanh
b. Tính chuyên hoá cao
Đây là đặc tính gì của enzim?
- Chuyên hoá tuyệt đối : mỗi enzim chỉ tác động lên 1 cơ chất nhất định
Ví dụ:
+ Enzim amilaza chỉ phân huỷ tinh bột
+ Enzim urêaza chỉ phân huỷ urê trong nước tiểu
Vd : Nhiều tế bào trong cơ thể động vật và thực vật đều sản xuất chất độc perôxi hiđrô với nhiều dạng khác nhau đều được enzim perôxidaza biến đổi thành H2O va
- Chuyên hoá tuơng đối : 1 enzim có thể tác động lên 1 nhóm cơ chất có cấu trúc hoá học gần giống nhau
Tại sao enzim không tác động lên cơ chất 1 và 2?
c. Tính chuyên hoá cao
c. Sự phối hợp hoạt động của các enzim:
Chất A Chất B Chất C Sản phẩm D
Enzim a
Enzim b
Enzim c
Sản phẩm của phản ứng enzim trước là cơ chất cho phản ứng enzim sau.
Ví dụ:
Tinh bột mantôzơ glucôzơ
amilaza
mantaza
5. Các dạng tồn tại của enzim trong tế bào
a. Hoà tan trong tế bào chất
Vd: Nghiền nát tế bào gan thu được chất dịch có chứa 11 loại enzim
b. Liên kết chặt chẽ với những bào quan xác định
Vd: - enzim hô hấp liên kết với ti thể
- enzim xúc tác tổng hợp prôtêin liên kết với ribôxôm
II. CÁC YẾU TỐ Ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim:
Hoạt tính của enzim chịu ảnh hưởng của các yếu tố nào?
1. Nhiệt độ:
Nhận xét sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính của enzim ?
- Mỗi enzim có 1 nhiệt độ tối ưu, tại đó hoạt tính của enzim cao nhất.
- Khi chưa đạt đến nhiệt độ tối ưu thì nhiệt độ tăng  hoạt tính của enzim tăng
- Khi chưa đã qua nhiệt độ tối ưu thì nhiệt độ tăng  hoạt tính của enzim giảm và có thể mất hẳn hoạt tính.
Tại sao ở suối nước nóng vẫn có vi khuẩn sinh sống?
Tại sao nhiệt độ cao làm enzim mất hoạt tính?
2. Độ pH
Mỗi enzim có pH tối ưu riêng, đa số enzim có pH tối ưu từ 6 - 8
Có enzim hoạt động tối ưu trong môi trường axit hay kiềm
Vd: - enzim pepsin ( dạ dày) hoạt động tối ưu ở p h = 2
- enzim trypsin ( tuyến tuỵ) hoạt động tối ưu ở p h = 8
Trong môi trường axit, hoạt tính của enzim thay đổi như thế nào?
3. Nồng độ cơ chất
Nồng độ cơ chất ảnh hưởng thế nào đến vận tốc phản ứng của enzim?
Hoạt tính enzim tăng dần theo nồng độ cơ chất đến một giới hạn nhất định ( với điều kiện nồng độ enzim, độ pH, nhiệt độ không đổi)
4. Nồng độ enzim
Hoạt tính của enzim
Nồng độ enzim
Với 1 lượng cơ chất nhất định, độ ph, nhiệt độ không đổi, hoạt tính enzim tăng theo nồng độ enzim.
0
Hoạt tính của enzim
Nồng độ cơ chất
Hoạt tính của enzim
0
5. Chất ức chế hoặc hoạt hoá enzim
- Chất ức chế khi liên kết với enzim làm biến đổi cấu hình của enzim, làm enzim không thể liên kết được với cơ chất.
- Chất hoạt hoá khi liên kết với enzim làm tăng hoạt tính của enzim.
III. VAI TRÒ CỦA ENZIM TRONG QUÁ TRÌNH CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT
1 phân tử H2O2
1 phân tử Fe
300 năm
1 phân tử catalaza
1 giây
H2O2 + O2
H2O2 + O2
Enzim có vai trò như thế nào trong quá trình chuyển hoá vật chất?
Nhờ enzim mà các quá trình sinh hoá trong cơ thể xảy rất nhạy với tốc độ lớn trong điều kiện sinh lí bình thường
+ Khi có enzim xúc tác, tốc độ phản ứng có thể tăng cả triệu lần
+ Nếu không có enzim thì các hoạt động sống không thể duy trì được vì tốc độ của các phản ứng sinh hoá xảy ra quá chậm