Metalloenzyme là gì
Show
AbstractThe physical principles of a new approach to the investigation of enzymes are discussed, including relaxation versions of the spin label method and also the methods of triplet, Mössbauer, electron-scattering, photochrome and radical pair labels and probes. The combined approach is demonstrated with examples from studies of the structure, dynamics and reaction mechanism of the metallo-enzyme nitrogenase, photosynthetic reaction centers, cytochrome P-450, etc. Some general concepts which emerge in connection with these data (the multielectron mechanism of redox reactions, long-distance electron transfer in proteins, the chemical mechanism of bioenergetic coupling, the cascade mechanism of charge photoseparation, and the crystalline-amorphous dynamical model of proteins) are considered. Cited by (0)Copyright © 1988 Published by Elsevier B.V. Để sống và tăng trưởng, khung hình sinh vật phải tiếp tục trao đổi chất và trao đổi nguồn năng lượng với môi trường tự nhiên bên ngoài. Các quy trình này thực thi được là nhờ những phản ứng hóa sinh xẩy ra trong khung hình theo quy luật có tổ chức triển khai và có tương quan ngặt nghèo với nhau . Enzyme là chất xúc tác sinh học có bản chất protein làm nhiệm vụ xúc tác cho các phản ứng hóa sinh xảy ra trong cơ thể sinh vật. Enzyme sống sót trong tổng thể những tế bào sống của động vật hoang dã, thực vật, vi sinh vật. Các phản ứng do enzyme xúc tác hoàn toàn có thể xảy ra ở ngay trong khung hình sống hoặc ở ngoài khung hình. Hiện nay đã tách được rất nhiều enzyme khác nhau từ nguồn động vật hoang dã, thực vật, đặc biệt quan trọng là từ vi sinh vật, trong đó có nhiều loại đã được thu nhận với độ thuần khiết cao. Xúc tác enzyme có nhiều ưu điểm hơn hẳn xúc tác thường thì như cường lực chống va đập xúc tác lớn, tính đặc hiệu cao, không độc, hoàn toàn có thể công dụng trong điều kiện kèm theo nhẹ nhàng, đơn thuần. Hơn nữa hoàn toàn có thể sản xuất enzyme từ những nguyên vật liệu giá rẻ nhưng đem lại hiệu suất cao kinh tế tài chính cao, nhờ vậy việc ứng dụng enzyme thoáng đãng trong những ngành công nghiệp nhẹ, công nghiệp thực phẩm, nông nghiệp, y học và điều tra và nghiên cứu khoa học đã nhanh gọn có những bước tiến dài và ngày càng có nhiều triển vọng tốt đẹp . Enzyme là chất xúc tác sinh họcNhững luận cứ sau đây đã chứng tỏ thực chất xúc tác của enzyme :
Bản chất hóa học của EnzymeEnzyme là những chất xúc tác có thực chất protein .Trong sự tăng trưởng của hóa sinh học, bước nhảy vọt đã đạt được khi người ta thực thi thành công xuất sắc việc tách rút những chất xúc tác sinh học ra khỏi tế bào và nghiên cứu và điều tra đặc thù của chúng, lúc đó người ta phân biệt rằng enzyme có thực chất protein. Năm 1926, Sumner là người tiên phong thu được urease ở dạng kết tinh. Cho đến nay đã có khoảng chừng hơn 150 enzyme được rút ra ở dạng tinh khiết. Trong số những enzyme đó, một số ít đã được biết toàn vẹn
về cấu trúc bậc I như ribonuclease, trypsin, chymotrypsin, … Ngày nay người ta xác nhận rằng, những enzyme chính là nhóm protein quan trọng. Chúng được hình thành trong tế bào như những protein đơn thuần ( enzyme một thành phần ) hoặc như những protein phức tạp ( enzyme Các nhóm ghép, những coenzymeBên cạnh phần protein thì enzyme hai thành phần còn chứa phần không có thực chất protein. Người ta gọi phần không phải protein thiết yếu bắt buộc so với hoạt động giải trí của enzyme là nhóm ghép ( nhóm ngoại, nhóm thêm, yếu tố phụ, … ) và phần protein vốn link với nhóm đó
là apoenzyme, phức tạp của hai thành phần trên là holoenzyme ( enzyme hai thành phần ) . Coenzyme NAD, NADP FAD. FMN Coenzyme A Thiaminpyro(P) Pyridoxal(P) – Các ion sắt kẽm kim loại có vai trò thiết yếu bắt buộc cho sự hoạt động giải trí của enzyme. Các ion ( cation ) có tính năng giống với những coenzyme . Tính đặc hiệu của enzymeKhả năng xúc tác với tính đặc hiệu cao là một trong những đặc tính cơ bản và quan trọng nhất của enzyme. Tính đặc hiệu của enzyme bộc lộ ở chỗ : enzyme chỉ xúc tác cho một trong vô số những chuyển hóa hoàn toàn có thể có được so với những chất. Có hai loại đặc hiệu cơ bản đó là đặc hiệu phản ứng và đặc hiệu cơ chất . * Tính đặc hiệu phản ứng: được thể hiện ở chỗ enzyme chỉ có khả năng lựa chọn một dạng phản ứng trong số các phản ứng và xúc tác cho phản ứng đó. Điều đó thấy rõ trong ví dụ sau đây: Dưới tính năng của oxidase, aminoacid bị khử amine hóa bằng cách oxy hóa để tạo ra cetoacid và NH3. Với sự xuất hiện của oxidase, một phản ứng khác khử carboxyl hóa lại không hề xảy ra. Việc xúc tác này yên cầu phải có enzyme khác, đó là decarboxylase. Cũng như vậy, phản ứng chuyển amine hóa yên cầu phải có transaminase . * Tính đặc hiệu cơ chất: Enzyme có thể lựa chọn đối với các chất tham gia phản ứng. Không phải mọi cơ chất có khả năng phản ứng đều được enzyme “tiếp nhận” như nhau. Mỗi enzyme chỉ chuyên xúc tác cho một hoặc một vài cơ chất nhất định và mức độ đặc hiệu của nó tùy thuộc vào từng loại enzyme. Có 3 mức độ đặc hiệu cơ chất hầu hết : c, Đặc hiệu
tuyệt đối : Enzyme chỉ tính năng lên một kiểu link nhất định và những nhóm hóa học ở hai bên link cũng phải xác lập . – Enzyme Trombine còn có tính đặc hiệu cao hơn trypsine : nó chỉ thủy phân link peptide ở phía carboxyl của gốc arginine nào có gốc glycine đứng liền kề sau nó : * Ngoài những tính đặc hiệu trên nhiều enzyme còn biểu lộ rất cao về tính đặc hiệu hóa học lập thể ( Đặc hiệu quang học ) : Enzyme chỉ tính năng lên những dạng đồng phân lập thể nào đó của những chất hữu cơ . Các yếu tố ảnh hưởng tác động tới hoạt tính xúc tác của EnzymeNhiệt độTrong khoanh vùng phạm vi lý học, vận tốc của phản ứng tăng lên cùng với sự tăng của nhiệt độ. Nhưng khi vượt quá khoanh vùng phạm vi nào đó, những phản ứng được enzyme xúc tác bị ảnh hưởng tác động do sự biến tính của phân tử protein-enzyme. Kết quả này phụ thuộc vào vào nhiệt độ
tối thích của enzyme, là nhiệt độ mà tại đó vận tốc phản ứng enzyme đạt cực lớn . Ảnh hưởng của pHMỗi enzyme đều có trị số pH tối thích nào đó so với hoạt tính của chúng. Ở ngoài khoanh vùng phạm vi của trị số này hoạt tính của enzyme đều bị giảm thấp . Enzyme Pepsine Amylase(mạch nha) Amylase(nước bọt) Trypsine Những nguyên do sau đây hoàn toàn có thể dẫn tới sự nhờ vào vào pH của enzyme :
Ảnh hưởng của chất hoạt hóa và chất ngưng trệ enzymeNhững chất nào có năng lực làm tăng hoạt tính xúc tác của enzyme thì được gọi là chất hoạt hóa enzyme. Các chất đó thường là những ion sắt kẽm kim loại như : K +, Na +, Mg + 2, Ca + 2, Co + 2, Zn + 2, Mn + 2, …
Nồng độ cơ chất và nồng độ enzymeKhi môi trường tự nhiên có rất đầy đủ cơ chất thì vận tốc phản ứng tỷ suất thuận với lượng enzyme. Khi nồng độ cơ chất thấp, không đủ để lôi kéo tổng thể lượng enzyme vào phản ứng thì vận tốc phản ứng tăng tỷ suất thuận với nồng độ cơ chất. Tốc độ phản ứng đạt tối đa khi toàn bộ enzyme đều phối hợp vào cơ chất . Khi đặt yếu tố nghiên cứu và điều tra về chính sách xúc tác của enzyme người ta xuất phát từ giả thiết cho rằng trong những phản ứng được enzyme xúc tác, phức trong thời điểm tạm thời “ Enzyme – Cơ
chất ” được tạo thành. Quá trình này gồm 3 quá trình :
Cả hai yếu tố này ( sự biến hình và sự phân cực hóa những link đồng hóa trị ) đều làm tăng thế năng nhiệt động học của những link này, nghĩa là thực thi việc vượt qua “ hàng rào ” nguồn năng lượng hoạt hóa của quy trình chuyển tiếp phức “ Enzyme-Cơ chất ” . Các gọi tên và phân loại EnzymeTrong
thời hạn cơ chế tác dụng của enzyme chưa được nêu ra, người ta đã đặt cho một số ít enzyme những tên riêng không liên quan gì đến nhau như pepsine, trypsine, chymotrypsine, papaine, bromeline, … Việc phân loại enzyme là việc làm khó khăn vất vả vì số enzyme mà chính sách xúc tác của nó được hiểu biết một cách tường tận không nhiều .
Các số thập phân trên bảng phân loại có ý nghĩa như sau :
Tuy nhiên cho đến nay các tên gọi truyền thống của enzyme vẫn còn được sử dụng. Nguồn : Sinh học đại cương |