Bài 14. ENZIM VÀ VAI TRÒ CỦA ENZIM TRONG QUÁ TRÌNH CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT

Bài 14. ENZIM VÀ VAI TRÒ CỦA ENZIM TRONG QUÁ TRÌNH CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT

I. ENZIM

1. Khái niệm enzim

    Enzim là chất xúc tác sinh học được tổng hợp trong các tế bào sống. Enzim làm tăng tốc độ phản ứng mà không bị biến đổi sau phản ứng.

2. Cấu trúc

    Enzim có thể là prôtêin hoặc prôtêin kết hợp với một số chất khác như các ion kim loại: sắt, đồng, kẽm…

     Enzim có cấu trúc phức tạp. Đặc biệt là vùng trung tâm hoạt động – là nơi chuyên lên kết với cơ chất.

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

Tên enzim = tên cơ chất + aza

VD: enzim phân giải tinh bột: amilaza, enzim phân giải kitin: kitinaza…

3. Cơ chế tác động

- Enzim liên kết với cơ chất tại trung tâm hoạt động à phức hợp enzim cơ chất à enzim tương tác với cơ chất à sản phẩm.

- Liên kết enzim cơ chất mang tính đặc thù. Mỗi enzim thường chỉ xúc tác cho một phản ứng.

4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim

     Hoạt tính của enzim được xác định bằng lượng sản phẩm được tạo thành từ một lượng cơ chất trên một đơn vị thời gian.

       Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim:

• Nhiệt độ: 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.
• Độ pH: Mỗi enzim có một độ pH thích hợp. Ví dụ: enzim pepsin của dịch dạ dày người cần pH = 2.
• Nồng độ cơ chất: 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. Vì tất cả trung tâm hoạt động của enzim đã được bão hòa bởi cơ chất.
• Chất ức chế hoặc hoại hoá enzim: Một số chất hoá học có thể ức chế sự hoạt động của enzim. Một số chất khác khi liên kết với enzim lại làm tăng hoạt tính của enzim. Chẳng hạn: thuốc trừ sâu DDT ... là những chất ức chế một số enzim quan trọng của hệ thần kinh người và động vật.
• Nồng độ enzim: Với một lượng cơ chất xác định, khi nồng độ enzim càng cao thì hoạt tính của enzim càng tăng.

II. VAI TRÒ CỦA ENZIM TRONG QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT

 

 - Làm tăng tốc độ của các phản ứng trong cơ thể à duy trì hoạt động sống của cơ thể.

- Sử dụng các chất ức chế hoặc chất hoạt hóa để điều chỉnh hoạt tính của enzim .

- Ức chế ngược: là kiểu điều hòa trong đó sản phẩm của con đường chuyển hóa quay lại tác động như một chất ức chế làm bất hoạt enzim à phản ứng ngừng lại.

- Bệnh rối loạn chuyển hóa: là bệnh cho enzim xúc tác cho một cơ chất nào đó không được tổng hợp hay tổng hợp quá ít làm cho cơ chất không được chuyển hóa hay chuyển hóa theo một con đường khác gây bệnh cho cơ thể.

 

BÀI TẬP:

 

Bài 1: Nêu cấu trúc và cơ chế tác động của enzim.

Đáp án

  Cấu trúc của enzim: Thành phần của enzim là prôtêin hoặc prôtêin kết hợp với các chất khác không phải là prôtêin. Trong phân tử enzim có vùng cấu trúc không gian đặc biệt chuyên liên kết với cơ chất (cơ chất là chất chịu sự tác động của enzim) được gọi là trung tâm hoạt động. Thực chất đây là một chỗ lõm hoặc khe nhỏ trên bề mặt enzim. Cấu hình không gian này tương thích với cấu hình không gian của cơ chất. Tại đây, các cơ chất sẽ được liên kết tạm thời với enzim và nhờ đó phản ứng được xúc tác.

    Cơ chế hoạt động của enzim: Enzim thoạt đầu liên kết với cơ chất tại trung tâm hoạt động tạo nên phức hợp enzim – cơ chất. Sau đó bằng nhiều cách khác nhau enzim tương tác với cơ chất để tạo ra sản phẩm. Việc liên kết enzim – cơ chất mang tính đặc thù. Vì thế mỗi enzim thường chỉ xúc tác cho một vài phản ứng.

Bài 2:Tại sao khi tăng nhiệt độ lên quá cao so với nhiệt độ tối ưu có một enzim thì hoạt tính của enzim đó lại bị giảm thậm chí bị mất hoàn toàn?

Đáp án

Khi nhiệt độ tăng lên quá cao so với nhiệt độ tối ưu của một enzim thì hoạt tính của enzim đó bị giảm hoặc bị mất hoàn toàn là do: Enzim có cấu tạo từ prôtêin kết hợp với các chất khác, mà prôtêin là hợp chất dễ bị biến tính dưới tác động của nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng quá cao, prôtêin sẽ bị biến tính (nên giảm hoặc mất hoạt tính).

Bài 3:Tế bào nhân thực có các bào quan có màng bao bọc cũng như có lưới nội chất chia chất tế bào thành những xoang tương đối cách biệt có lợi gì cho sự hoạt động của enzim? Giải thích?

Đáp án

Tế bào nhân thực có các bào quan có màng bao bọc cũng như có lưới nội chất chia tế bào chất thành những ngăn tương đối cách biệt.

Cấu trúc như vậy có lợi cho hoạt động của enzim: tạo điều kiện cho sự phối hợp hoạt động của các enzim. Vì trong tế bào enzim hoạt động theo kiểu dây chuyền, sản phẩm của phản ứng do enzim trước đó xúc tác sẽ là cơ chất cho phản ứng do enzim sau tác dụng. Ví dụ, trong hạt lúa mạch đang nảy mầm amilaza phân giải tinh bột thành mantôzơ và mantaza sẽ phân giải mantôzơ thành glucôzơ.

Bài 4:Tế bào có thể tự điều chỉnh quá trình chuyển hóa vật chất bằng cách nào?

Đáp án

     Tế bào có thể tự điều chỉnh quá trình chuyển hóa vật chất để thích ứng với môi trường bằng cách điều chỉnh hoạt tính của các loại enzim. Một trong các cách điều chỉnh hoạt tính của enzim khá hiệu quả và nhanh chóng là sử dụng các chất ức chế hoặc hoạt hóa enzim. 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. Ngược lại, các chất hoạt hoá khi liên kết với enzim sẽ làm tăng hoạt tính của enzim.

     Ức chế ngược là kiểu điều hòa trong đó sản phẩm của con đường chuyên hóa quay lại tác động như một chất ức chế làm bất hoạt enzim xúc tác cho phản ứng ở đầu của con đường chuyển hóa.

      Khi một enzim nào đó của tế bào không được tổng hợp hoặc quá ít hoặc bị bất hoạt thì không những sản phẩm không được tạo thành mà cơ chất của enzim đó cũng bị tích lũy và gây độc, gây bệnh rối loạn chuyển hóa.

 

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM :

 

Câu 1. Hoạt động nào sau đây là của enzim?

a. Xúc tác các phản ứng trao đổi chất
b. Tham gia vào thành phần của các chất tổng hợp được
c. Điều hoà các hoạt động sống của cơ thế
d. Cả 3 hoạt động trên

Câu 2. Chất nào dưới đây là enzim?

a. Saccaraza       c. Prôteaza
b. Nuclêôtiđaza      d. Cả a, b, c đều đúng

Câu 3. Enzim có bản chất là:

a. Pôlisaccarit      c. Prôtêin
b. Mônôsaccrit      d. Photpholipit

Câu 4. Phát biểu sau đây có nội dung đúng là:

a. Enzim là một chất xúc tác sinh học
b. Enzim được cấu tạo từ các đisaccrit
c. Enzim sẽ lại biến đổi khi tham gia vào phản ứng
d. Ở động vật, Enzim do các tuyến nội tiết tiết ra

Câu 5. Cơ chất là:

a. Chất tham gia cấu tạo Enzim
b. Sản phẩm tạo ra từ các phản ứng cho do Enzim xúc tác
c. Chất tham gia phản ứng do Enzim xúc tác
d. Chất tạo ra do nhiều Enzim liên kết lại

Câu 6. Giai đoạn đầu tiên trong cơ chế tác dụng của Enzim lên các phản ứng là

a. Tạo các sản phẩm trung gian
b. Tạo ra Enzim - cơ chất
c. Tạo sản phẩm cuối cùng
d. Giải phóng Enzim khỏi cơ chất

Câu 7. Enzim có đặc tính nào sau đây?

a. Tính đa dạng
b. Tính chuyên hoá
c. Tính bền với nhiệt độ cao
d. Hoạt tính yếu

Câu 8. Enzim sau đây hoạt động trong môi trường axít

a. Amilaza       c. Pepsin
b. Saccaraza     d. Mantaza

Câu 9. Khoảng nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của Enzim trong cơ thể người là:

a. 15 độ C - 20 độ C      c. 20 độ C - 35 độ C
b. 20 độ C - 25 độ C      d. 35 độ C - 40 độ C

Câu 10. Trong ảnh hưởng của nhiệt độ lên hoạt động của Enzim, thì nhiệt độ tối ưu của môi trường là giá trị nhiệt độ mà ở đó:

a. Enzim bắt đầu hoạt động
b. Enzim ngừng hoạt động
c. Enzim có hoạt tính cao nhất
d. Enzim có hoạt tính thấp nhất

Câu 11. Khi môi trường có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tối ưu của Enzim, thì điều nào sau đây đúng?

a. Hoạt tính Enzim tăng theo sự gia tăng nhiệt độ
b. Sự giảm nhiệt độ làm tăng hoạt tính Enzim
c. Hoạt tính Enzim giảm khi nhiệt độ tăng lên
d. Nhiệt độ tăng lên không làm thay đổi hoạt tính Enzim

Câu 12. Hậu quả sau đây sẽ xảy ra khi nhiệt độ môi trường vượt quá nhiệt độ tối ưu của Enzim là:

a. Hoạt tính Enzim tăng lên
b. Hoạt tính Enzim giảm dần và có thể mất hoàn toàn
c. Enzim không thay đổi hoạt tính
d. Phản ứng luôn dừng lại

Câu 13. Phần lớn Enzim trong cơ thể có hoạt tính cao nhất ở khoảng giá trị của độ pH nào sau đây?

a. Từ 2 đến 3    c. Từ 6 đến 8
b. Từ 4 đến 5    d. Trên 8

Câu 14. Yếu tố nào sau đây có ảnh hưởng đến hoạt tính của Enzim?

a. Nhiệt độ
b. Độ PH của môi trường
c. Nồng độ cơ chất và nồng độ Enzim
d. Cả 3 yếu tố trên

Câu 15. Enzim xúc tác quá trình phân giải đường saccrôzơ là:

a. Saccaraza     c. Lactaza
b. Urêaza        d. Enterôkinaza

Câu 16. Enzim Prôtêaza có tác dụng xúc tác quá trình nào sau đây?

a. Phân giải lipit thành axit béo và glixêin
b. Phân giải đường đi saccarit thành mônôsaccarit
c. Phân giải đường lactôzơ
d. Phân giải prôtêin

Câu 17. Quá trình phân giải axit nuclêic thành nuclêôtit được xúc tác bởi Enzim

a. Nuclêôtiđaza     c. Peptidaza
b. Nuclêaza        d. aza Amilaza

 

Bài viết gợi ý: