Xúc tác enzym (Enzym catalysis) là sự gia tăng tốc độ phản ứng trong một phản ứng hóa học, do enzym (một loại phân tử sinh học) tiến hành. Trong enzym, xúc tác thường xảy ra tại một vị trí nhất định được gọi là vị trí hoạt động. Show
Hầu hết enzym có bản chất là protein, cấu tạo hoặc một chuỗi protein đơn hoặc nhiều chuỗi như vậy trong một phức hợp đa tiểu đơn vị. Enzym cũng thường kết hợp các thành phần phi protein (không phải protein), chẳng hạn như ion kim loại hoặc phân tử hữu cơ chuyên biệt được gọi là cofactor (tạm dịch là đồng yếu tố, ví dụ: adenosin triphosphat). Nhiều cofactor là vitamin làm chất xúc tác sinh học trong trao đổi chất. Xúc tác các phản ứng hóa sinh trong tế bào rất quan trọng, vì hầu như phản ứng quan trọng trong chuyển hóa đều có tốc độ phản ứng rất thấp nếu không được xúc tác. Động lực của sự "tiến hóa" protein chính là tối ưu hóa khả năng xúc tác. Tuy nhiên chỉ có vài enzym quan trọng nhất mới đạt được ngưỡng gần tối ưu hóa hiệu suất xúc tác, còn lại phần lớn enzym vẫn ở xa ngưỡng tối ưu. Yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến xúc tác enzym gồm: xúc tác acid và base nói chung, rào cản entropy, hiệu ứng định hướng (tức là nguyên tắc chìa khóa-ổ khóa), các hiệu ứng liên quan đến động học protein. Cơ chế xúc tác của các enzym là khác nhau, nhưng tất cả cơ chế này tựu chung một nguyên tắc của chất xúc tác hóa học: giảm (một hoặc nhiều) hàng rào năng lượng cản trở các chất phản ứng (hoặc cơ chất) khỏi sản phẩm. Việc giảm năng lượng hoạt hóa (Ea) làm tăng số lượng phân tử chất tham gia phản ứng "vượt qua" hàng rào năng lượng này và tạo thành sản phẩm phản ứng. Như vậy, chất xúc tác chỉ làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng, cho nên enzym luôn xúc tác phản ứng diễn ra theo cả hai chiều, tức là chỉ làm tăng tốc độ phản ứng chứ không làm thay đổi cân bằng hóa học. Vì mang bản chất là chất xúc tác, enzym không bị thêm mất hoặc biến đổi, các phân tử này được tái sử dụng để trở thành một enzym duy nhất thực hiện nhiều vòng xúc tác. Enzym thường có tính đặc hiệu cao và chỉ hoạt động trên một số cơ chất nhất định. Một số enzym có tính đặc hiệu tuyệt đối, nghĩa là enzym chỉ hoạt động trên một cơ chất. Trong khi đó, có nhiều enzym thể hiện tính đặc hiệu nhóm chức, có thể hoạt động trên các nhóm chức hóa học tương tự nhau (không giống nhau hoàn toàn), chẳng hạn như liên kết peptid. Nhiều enzym có tính đặc hiệu lập thể, chỉ hoạt động trên đồng phân lập thể này chứ không phải đồng phân lập thể khác. Enzyme có bản chất là protein. Ngoài ra, trong cấu trúc của enzyme có thành phần không phải protein gọi là cofactor (ion kim loại, chất hữu cơ …). Quá trình tác động của enzyme tới cơ chất được chia thành 3 giai đoạn: (1) Enzyme kết hợp với cơ chất. (2) Enzyme xúc tác cho phản ứng. (3) Sản phẩm sau phản ứng tách ra khỏi enzyme.
CẤU TRÚC VÀ CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA ENZYME Enzyme có cấu tạo như thế nào? Enzyme có bản chất là protein. Dựa vào cấu trúc, người ta chia enzyme thành 2 loại: (1) Enzyme chỉ thành phần là protein; (2) Enzyme có thành phần protein liên kết với cofactor (ion kim loại, chất hữu cơ …). Khi cofactor là chất hữu cơ thì gọi là coenzyme. Về cấu hình không gian, mỗi enzyme có một vùng trung tâm hoạt động - vị trí liên kết đặc hiệu với cơ chất (chất chịu tác động của enzyme) theo nguyên tắc chìa khóa - ổ khóa. Vì vậy, mỗi enzyme chỉ tác động lên một số chất có cấu hình không gian tương ứng nên chri xúc tác cho một nhóm phản ứng hóa học nhất định - tính đặc hiệu của enzyme. Ví dụ: Enzyme saccharase có tác dụng phân giải đường đôi saccharose thành glucose và fructose. Cơ chế tác động của enzyme tới cơ chất diễn ra như thế nào? Quá trình tác động của enzyme tới cơ chất được chia thành 3 giai đoạn: (1) Enzyme kết hợp với cơ chất. (2) Enzyme xúc tác cho phản ứng. (3) Sản phẩm sau phản ứng tách ra khỏi enzyme. Sau khi xúc tác cho phản ứng, enzyme không bị biến đổi về cấu trúc mà có thể tiếp tục tham gia các phản ứng tiếp theo. Enzim được cấu tạo từ đầu?1. Enzyme là gì? Enzyme cấu trúc bởi các phân tử protein, có tác dụng làm tăng tốc độ phản ứng hóa học trong cơ thể. Enzyme có cấu tạo như thế nào?- Thành phần của enzim là prôtêin hoặc prôtêin kết hợp với các chất khác không phải là prôtêin. enzim và nhờ đó phản ứng được xúc tác. thường chỉ xúc tác cho một hoặc một vài phản ứng. - Enzim thoạt đầu liên kết với cơ chất tại trung tâm hoạt động tạo nên phức hợp enzim – cơ chất. Dựa vào cấu trúc cơ thể chia enzym thành bao nhiêu loại?Dựa vào cấu trúc, người ta chia enzim ra 2 loại là enzim một thành phần và enzim hai thành phần. Coenzyme và enzyme khác nhau như thế nào?Chất dinh dưỡng giúp các enzyme hoạt động được gọi là coenzyme. Enzyme là thành phần hữu ích cho các chức năng khác nhau của con người, trong khi coenzyme là chất giúp các enzyme ấy hoạt động, nói cách khác coenzyme có chức năng là tham gia cùng enzyme trong quá trình xúc tác. |
