A. Lý thuyết

I. Enzim

1. Cấu trúc

  • Enzim có thành phần chủ yếu là protein. Một số enzim có thêm các thành phần khác liên kết với protein.
  • Trung tâm hoạt động của enzim là cấu trúc không gian đặc biết chuyên liên kết với cơ chất, xúc tác cho phản ứng sinh hóa.

2. Cơ chế tác động

  • Phức hệ enzim - cơ chất tạo thành ở trung tâm hoạt động.
  • Enzim tương tác với cơ chất tạo ra sản phẩm.
  • Mỗi enzim chỉ xúc tác cho một loại phản ứng sinh hóa.

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

  • Nhiệt độ
  • Độ pH
  • Nồng độ cơ chất
  • Chất ức chế hoặc hoạt hóa enzim
  • Nồng độ enzim

II. Vai trò của enzim trong quá trình chuyển hóa vật chất

  • Enzim có vai trò xúc tác, làm tăng tốc độ phản ứng đến triệu lần.
  • Tế bào có thể điều hòa quá trình chuyển hóa vật chất thông qua điều khiển hoạt tính của các enzim bằng các chất hoạt hóa hay ức chế.

B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI

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

Bài làm:

Câu 1: 

Cấu trúc

  • Enzim có thành phần chủ yếu là protein. Một số enzim có thêm các thành phần khác liên kết với protein.
  • Trung tâm hoạt động của enzim là cấu trúc không gian đặc biết chuyên liên kết với cơ chất, xúc tác cho phản ứng sinh hóa.

 Cơ chế tác động

  • Phức hệ enzim - cơ chất tạo thành ở trung tâm hoạt động.
  • Enzim tương tác với cơ chất tạo ra sản phẩm.
  • Mỗi enzim chỉ xúc tác cho một loại phản ứng sinh hóa.

Câu 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?

Bài làm:

Câu 2: 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).

Câu 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?

Bài làm:

Câu 3: 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.

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

Bài làm:

Câu 4: 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.