Enzim và vai trò của enzim

Proteaza còn được gọi là các proteolytic enzim, là các enzim có khả năng thủy phân các liên kết peptid của chuỗi peptid, protein thành các đoạn peptid ngắn hơn và các acid amin.

Chất chịu tác dụng của enzim tương ứng gọi là cơ chất.

Mỗi enzim có một nhiệt độ tối ưu (tại nhiệt độ này enzim có hoạt tính cao nhất). Tại nhiệt độ tối ưu, enzim có hoạt tính cao nhất nên làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng sinh hóa. Khi đã qua nhiệt độ tối ưu, nếu cứ tiếp tục tăng nhiệt độ thì hoạt tính của enzim sẽ giảm hoặc bị mất hoàn toàn hoạt tính vì bản chất của enzim là protein.

– Đồ thị A biểu thị ảnh hưởng của nhiệt độ tới hoạt động của enzim. Qua đó, ta thấy :

+ Mỗi enzim có một nhiệt độ tối ưu. Tại đó, enzim có hoạt tính tối đa làm cho tốc độ phản ứng xảy ra nhanh nhất.

+ Khi chưa đạt tới nhiệt độ tối ưu thì nhiệt độ tăng, hoạt tính enzim cũng tăng.

+ Khi qua nhiệt độ tối ưu thì nhiệt độ tăng sẽ làm giảm hoạt tính và có thể làm enzim mất hoàn toàn hoạt tính.

Với một lượng enzim xác định, nếu tăng dần lượng cơ chất trong dung dịch thì thoạt đầu hoạt tính của enzim tăng dần nhưng đến một lúc nào đó thì sự gia tăng về nồng độ cơ chất cũng không làm tăng hoạt tính của enzim. Đó là vì tất cả các trung tâm hoạt động của enzim đã được bão hòa bởi cơ chất.

Liên kết enzim – cơ chất mang tính đặc thù. Vì thế, mỗi enzim thường chỉ xúc tác cho một phản ứng.

Khi môi trường có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tối ưu của Enzim, thì hoạt tính của enzim tăng theo sự gia tăng nhiệt độ tại một mức nào đó, sau đó khi qua nhiệt độ tối ưu thì sự gia tăng nhiệt độ sẽ làm giảm tốc độ phản ứng và có thể enzim bị mất hoàn toàn hoạt tính.

Cấu hình không gian của trung tâm hoạt động của enzim tương thích với cấu hình không gian cơ chất. Tại đây, các cơ chất liên kết tạm thời với enzim và nhờ đó phản ứng được xúc tác.

Đa số enzim có pH tối ưu từ 6 – 8 vì cơ thể người hầu hết pH trung tính.

Các chất ức chế đặc hiệu khi liên kết với enzim sẽ làm biến đổi cấu hình của enzim làm cho enzim không thể liên kết được với cơ chất.

Enzim có thể có thành phần chỉ là prôtêin hoặc prôtêin kết hợp với các chất khác không phải prôtêin.

Enzim Pepsin hoạt động tối ưu ở pH = 2. (Các enzim còn lại hoạt động tối ưu ở pH từ 6 – 8, ví dụ enzim Amilaza hoạt động tối ưu ở pH khoảng = 7).

Pepsin là một enzim phân hủy trực tiếp prôtêin thành các peptit nhỏ hơn (còn gọi là prôteaza).

Saccaraza là enzim phân hủy saccarozo thành glucôzơ và fructôzơ.

Bước 1: Enzim sẽ liên kết cơ chất để tạo hợp chất trung gian (enzim – cơ chất).

Bước 2: Phức hợp trên hoạt động bằng cách tạo nên những phản ứng trung gian, Ví dụ hệ thống A+B ↔ C+D có chất xúc tác X tham gia phản ứng thì các phản ứng có thể tiến hành theo các giai đoạn sau: A+B+X→ ABX → CDX → C+D+X.

Bước 3: Cuối cùng hợp chất đó sẽ phân giải để cho sản phẩm của phản ứng và giải phóng enzim nguyên vẹn. Enzim được giải phóng lại có thể xúc tác phản ứng với cơ chất mới cùng loại.

Bản chất của enzim là protein nên khi môi trường vượt quá nhiệt độ tối ưu của enzim thì enzim giảm xuống và có thể mất hoàn toàn.