Công nghệ hóa dầu Công nghệ hóa hữu cơ

Công nghệ sinh học: bất cứ một kỹ thuật nào sử dụng các hệ thống sinh học, các cơ thể sống hoặc các dẫn xuất của nó để tạo ra hoặc thay đổi các sản phẩm hoặc các quá trình cho mục đích riêng được xem là công nghệ sinh học. Nghiên cứu về sinh học ở cấp độ phân tử, mối tương quan giữa các hệ thống khác nhau của tế bào, bao gồm các tương tác giữa DNA, RNA và protein; điều hòa các mối tương tác

ppt107 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 1395 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Công nghệ hóa dầu Công nghệ hóa hữu cơ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Công nghệ hóa dầu Công nghệ hóa hữu cơ Khái niệm về công nghệ sinh học Nghiên cứu về sự phát triển của phôi Mối quan hệ giữa công nghệ sinh học và dầu mỏ Quá trình khai thác và sản xuất dầu mỏ: xác định và mô tả tính chất của các nguồn hydrocacbon một cách đặc hiệu. Nâng cấp chất lượng dầu: Tăng giá trị năng lượng của dầu Tăng khả năng vận chuyển của dầu Giảm khả năng ô nhiễm khi sử dụng các sản phẩm từ dầu Tăng khả năng tách và recovery dầu Xử lý giếng dầu: Giảm quá trình đóng cặn Giảm quá trình hydrate hóa Giảm quá trình ăn mòn Xử lý rò rỉ, ô nhiễm và tràn dầu Các ứng dụng mới của các vi sinh chịu được các môi trường khắc nghiệt Ưu - nhược điểm Ưu điểm: Thân thiện với môi trường Tiến hành trong các điều kiện làm việc nhẹ nhàng (áp suất, nhiệt độ, pH) Rẻ tiền Nhược điểm: Các họat động sinh học trong các nguồn dầu chưa được nghiên cứu một cách sâu sắc. Các con đường năng lượng và tốc độ phản ứng. Tốc độ phản ứng cần thiết đạt được trong các lò phản ứng sinh học để đủ tiêu chuẩn cho các sản phẩm thương mại. SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Chương I: Khái niệm chung về tế bào và vi sinh vật (VSV) Khái niệm về tế bào Khái niệm: tế bào - là đơn vị cơ bản của tất cả các vật liệu sống - là một hệ thống sống Chuyển hóa Sinh sản Biệt hóa Trao đổi thông tin Tiến hóa Chức năng của tế bào Nhà máy hóa học Phương tiện mã hóa Cấu trúc tế bào Màng tế bào Thành tế bào Tế bào chất: nước, các đại phân tử, ribosome, các phân tử hữu cơ nhỏ (tiền chất của các đại phân tử) và các ion vô cơ. Các đặc tính phổ biến của tế bào sống Tế bào nhân sơ (Prokaryot) Tế bào nhân chuẩn (Eukaryot) Phân loại tế bào a- Lactococcus lactics e- Tế bào tảo xanh b- Methanosarcina f- Tế bào thần kinh của tiểu não c- Tế bào máu g- Tế bào biểu mô d- Trứng h- Tế bào thực vật SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Chương II: Các đại phân tử Các liên kết trong các phân tử sinh học Các liên kết đồng hóa trị + Khái niệm: các điện tử được chia sẻ nhiều hoặc ít cân bằng giữa các nguyên tử. + Đặc tính: liên kết manh và ở trạng thái bền vững Các tương tác không đồng hóa trị Liên kết hydro + Khái niệm: liên kết được hình thành giữa các nguyên tử hydro và các nguyên tố mang điện tích âm hơn như oxy hoặc nitơ. + Đặc tính: liên kết yếu, song với nhiều liên kết được hình thành giữa các phân tử sẽ làm tăng tính ổn định đáng kể và ảnh hưởng đến cấu trúc Liên kết Van der Waal + Khái niệm:liên kết giữa các nguyên tử có khoảng cách giữa các nguyên tử từ 3-4 A. + Đặc tính: đóng vai trò quan trọng trọng liên kết enzym và cơ chất và trong tương tác giứa protein và axit nucleic Tương tác kị nước + Khái niệm: tồn tại khi các phân tử không phân cực có xu hướng tụ họp trong môi trường lỏng. + Đặc tính: đóng vai trò quan trọng trong quá trình cuộn xoắn của Protein, liên kết enzym với cơ chất, kiểm soát việc liên kết các dưới đơn vị của protein để hình thành phân tử dạng họat động Tổng quan về thành phần tế bào Nước Các đại phân tử: 96% trọng lượng khô của tế bào, trong đó protein là đại phân tử phong phú nhất Các monomer (tiền chất tạo nên đại phân tử) Các ion vô cơ Tổng quan về thành phần tế bào (cont.) Protein: polyme từ các monomer axit amin. Axit nucleic: polyme từ các monomer nucleotit (DNA và RNA). Phong phú sau protein do hàng nghìn ribosome trong mỗi tế bào và các dạng RNA khác (mRNA, tRNA, rRNA) Lipid: không là polyme đơn giản của monomer mà bao gồm đa dạng các hợp phần kị nước như axit béo. Đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc màng và dự trữ năng lượng Polysaccarit: polyme của đường. Đóng vai trò dự trữ năng lượng và cacbon, ngoài ra còn tham gia vào cấu trúc thành tế bào. Nước: các đại phân tử cũng như tất cả các phân tử trong tế bào ngập trong nước. Nước có đầy đủ các đặc tính để trở thành một dung môi sinh học lý tưởng. Đặc tính quan trọng của nước đối với tế bào Phân cực: giúp hòa tan tốt các phân tử sinh học vốn đã phân cực, đóng vai trò trong việc vận chuyển các phân tử ra và vào tế bào thông qua màng tế bào chất. Phân cực: thúc đẩy hình thành các liên kết hydro giữa các phân tử và nguyên tử. Phân cực: có vai trò quan trọng trong việc giúp tế bào đẩy các cơ chất không phân cực tụ họp lại với nhau. Phân cực: làm nước có tính kết dính cao. Có nghĩa các phân tử nước có xu hướng có ái lực cao với các phân tử khác và hình thành, sắp xếp, bẻ gãy và tái tạo hóa học liên tục. Protein- Vai trò Vai trò Giá trị dinh dưỡng: hợp phần chủ yếu và quyết định trong khẩu phần thức ăn Protein (cont.)- Thành phần Thành phần: C, H, O, N (1 lượng nhỏ S và các nguyên tố vi lượng Fe, Mn, Mg..) Đơn vị đo: Dalton (Da) = 1/12 khối lượng của 1 nguyên tử cacbon 12 Thành phần cơ bản: axit amin Protein (cont.) – Axit amin Định nghĩa axit amin:là hợp chất mạch thẳng hoặc mạch vòng, có chứa ít nhất 1 nhóm amin (NH2) và 1 nhóm cacboxyl (COOH) Cấu tạo: R- (CH)NH2-COOH Dạng tồn tại: L-axit amin Protein (cont.) – Phân loại axit amin Phân loại axit amin (20 axit amin phổ biến) Axit amin không phân cực Axit amin phân cực Axit amin ion Protein (cont.) – Liên kết peptit Liên kết peptit: là liên kết được hình thành do phản ứng kết hợp giữa nhóm α-COOH của axit amin này với nhóm α -NH2 của axit amin khác Cấu hình không gian của chuỗi peptit Protein (cont.) – Cấu trúc protein Cấu trúc bậc 1: qui định trình tự và thành phần các axit amin trong chuỗi polypeptit Cấu trúc bậc 2: sự sắp xếp thích hợp của một chuỗi polypeptit trong không gian Cấu trúc xoắn α Cấu trúc tờ giấy gấp nếp β Cấu trúc cuộn thống kê Cấu trúc bậc 3: cấu trúc bậc 2 sắp xếp trong không gian 3 chiều Cấu trúc bậc 4: do các dưới đơn vị bậc 3 tạo thành Cấu trúc bậc 2 Cấu trúc bậc 3 Cấu trúc bậc 4 Cấu trúc bậc 1 Protein (cont.) – Tính chất Hình dáng Hình cầu: trục dài/trục ngắn10 monosacarit (đồng thể và dị thể) Monosaccarit –Cấu tạo ALDOSES KETONES (nhóm cacbon nằm (nhóm cacbon nằm tại bất cứ tại cuối chuỗi là: aldehyt) vị trí nào là: xeton) Một số đường D-Aldose Một số đường D-Ketose Monosaccarit –Cấu tạo (cont.) Dạng đồng phân: L: OH bên trái D: OH bên phải Phần lớn các loại đường trong các cơ thể sống tồn tại ở dạng D- Monosaccarit –Cấu tạo (cont.) Cấu trúc dạng vòng: trong dung dịch, các đường từ 4C trở lên có khả năng hình thành cấu trúc dạng vòng Nguyên tắc: dựa trên phản ứng giữa nhóm aldehyt (hoặc xeton) và rượu để hình thành dạng hemiacetal (hoặc hemiketal) Cấu trúc vòng pyran Cấu trúc vòng furan Monosaccarit – Tính chất Phản ứng oxy hóa: Đường dưới tác dụng của các tác nhân oxi hóa sẽ chuyển các nhóm rượu, aldehyt trong phân tử thành nhóm axit. Oxi hóa nhóm aldehyt tại C1 tạo sản phẩm axit aldonic (tác nhân oxi hóa yếu: HBrO, HClO, HIO) Oxi hóa nhóm rượu bậc 1 tại C6 tạo sản phẩm axit uronic Oxi hóa đồng thời cả nhóm aldehyt và rượu tại C6 tạo sản phẩm axit 2 chức aldaric (tác nhân oxi hóa mạnh: HNO3) Phản ứng khử: khử nhóm aldehyt hoặc xeton tạo rượu đa chức đường (alditol) Oligosaccarit Liên kết glycosit: được hình thành giữa nhóm hemiacetal của saccarit này với nhóm hydroxyl rượu Oligosaccarit phổ biến: disaccarit Sucrose (đường mía) Maltose (đường mal) Lactose (đường sữa) Polysaccarit Phân loại Homopolysaccarit: cấu tạo từ một loại gốc đơn vị monosaccarit. Heteropolysaccarit: cấu tạo từ hai hay nhiều gốc đơn vị monosaccarit khác nhau. Chức năng Dự trữ năng lượng Cấu trúc tế bào Hỗ trợ ngoại bào Polysaccarit – Tinh bột Nguồn thu: củ (khoai tây, sắn) hoặc hạt (thóc, lúa mỳ) Cấu tạo - Kích thước: 2-150μm Hình dạng: lục giác, đa giác, hình cầu Thành phần: hàng nghìn đến hàng vạn gốc glucose thông qua liên kết glycosit α (1,4) và α (1,6) Cấu trúc: Amilose (10-30%) và Amilopectin (79-90%) Polysaccarit – Tinh bột (cont.) Tính chất: Tính chất vật lý: trương nở nhanh trong nước nóng tạo độ dính mạnh (quá trình hồ hóa). Tính chất hóa học Tác dụng với Iốt: Amilose + I2 = xanh Amilopectin + I2 = tím đỏ Thủy phân nhờ axit (C6H12O6)(C6H10O5)n + n H2 (n+1) C6H12O6 Thủy phân nhờ enzym: amylase Tinh bột + -amylaza Dextrin phân tử lượng thấp + Maltoza + Glucoza Tinh bột + -amylaza Maltoza + Dextrin có phân tử lượng cao Tinh bột + γ-amylase Glucose Polysaccarit - Cellulose Nguồn thu: phổ biến trong thực vật, đặc biệt phần cuống, thân và phần gỗ của cây. Cấu trúc Thẳng, không phân nhánh Đơn vị monosaccarit: 10.000 – 15.000 gốc β-D- glucose Liên kết: β(1,4) glycosit Cấu trúc sợi dạng xoắn: 2 phân tử cellulose liên kết hydro với nhau. 40 sợi xếp song song tạo bó. Tính chất Không tan trong nước Thủy phân bằng axit: tạo 100% glucose Thủy phân bằng enzym: cellulase Axit nucleic Khái niệm: Axit nucleic (deoxyribonucleic axit – DNA và ribonucleic axit-RNA) là các polyme đại phân tử của các monomer nucleotit. Cấu trúc Monomer nucleotit gồm 3 đơn vị Đường 5C (ribose – RNA và deoxyribose-DNA) Bazơ 1 phân tử phosphate –PO43- Axit nucleic (cont.) Liên kết Đường liên kết với bazơ theo liên kết glycosit Nhóm phosphate liên kết với nucleotit theo liên kết phosphodieste Các nucleotit liên kết với nhau thông qua liên kết đồng hóa trị phosphodieste giữa nhóm phosphate tại C-3 của phân tử đường trong nucleotit này với C-5 của phân tử đường trong 1 nucleotit khác Qui tắc liên kết: bổ sung A-T và G-C bằng liên kết hydro Axit nucleic – Mô hình Watson & Click Cấu trúc gồm 2 chuỗi đối song: 1 sợi đi tổng hợp theo hướng từ 3’ đến 5’ trong khi sợi kia tổng hợp từ hướng 5’ đến 3’ Số lượng gốc trong 1 vòng xoắn: 10 Chiều dài Đường kính vòng xoắn: 20A Axit nucleic - Chức năng Chức năng của DNA (deoxyribonucleic acid) Lưu giữ thông tin di truyền Kiểm soát quá trình tổng hợp RNA (ribonucleic acid) Trình tự các bazơ trên DNA xác định sự phát triển của protein trong các tế bào mới Chức năng của việc hình thành chuỗi xoắn kép DNA là đảm bảo tính trật tự trong cấu trúc. Chức năng của RNA (ribonucleic acid) RNA được tổng hợp từ DNA cho quá trình vận chuyển thông tin di truyền tới bộ máy tổng hợp protein trong tế bào RNA định hướng sự tổng hợp các protein mới sử dụng thông tin di truyền mà RNA vận chuyển mRNA (RNA thông tin) được sử dụng để vận chuyển thông tin di truyền qua màng tế bào chất Chức năng của Adenosine Phosphates Nucleotit ATP (adenosine triphosphate) dự trữ năng lượng cho tất cả các cơ thể sồng cAMP (adenosine monophosphate vòng) là tác nhân truyền tin trong quá trình điều hòa hoocmôn Các dẫn xuất của nucleotit như NAD+ (nictinamide adenine dunucleotit) được sử dụng như một coenzym trong quá trình tổng hợp quang học Lipid Chức năng Dự trữ và cung cấp năng lượng: dầu mỡ Nhân tố cấu trúc: màng sinh học Họat tính sinh học: cofactor của enzym, hoocmon, chất vận chuyển điện tử, tác nhân truyền thông tin nội bào Lipid dự trữ – axit béo Định nghĩa: là các axit cacboxylic của các chuỗi hydrocacbon có chiều dài từ 4 đến 36 cacbon. Cấu tạo Phân nhánh hoặc không phân nhánh Bão hòa hoặc chưa bão hòa Phổ biến: không phân nhánh dài từ 12 đến 24 C; liên kết đôi giữa vị trí C9 và C10. Lipid dự trữ – axit béo (cont.) Tính chất Tính tan: phụ thuộc chiều dài chuỗi mức độ chưa bão hòa Chuỗi càng dài, càng ít liên kết đôi thì tính tan càng thấp Điểm nóng chảy phụ thuộc chiều dài chuỗi mức độ chưa bão hòa Axit béo chưa bão hòa có điểm nóng chảy thấp hơn axit béo bão hòa có cùng chiều dài VD: Tại nhiệt độ phòng (250C), axit béo 12:0 đến 24:0 Bão hòa: dạng sáp Chưa bão hòa: dạng dầu lỏng Lipid dự trữ – triacylglycerol Tên: triglycerit, mỡ, chất béo trung tính Nguồn thu: dầu thực vật, các sản phẩm từ bơ sữa Cấu trúc: là este của axit béo và glycerol Vai trò Dự trữ và vận chuyển các axit béo Cách nhiệt Lipid dự trữ – triacylglycerol (cont.) Tính chất Tính chất vật lý Dạng tồn tại: Dạng lỏng (dầu): chứa axit béo chưa bão hòa Dạng rắn (mỡ): chứa axit béo bão hòa Tính tan Không phân cực, không tan trong nước, chỉ tan trong các dung môi hữu cơ Trọng lực: nhỏ hơn nước, phân 2 pha. Tính chất hóa học Phản ứng thủy phân bởi axit (hoặc enzym lipase) CH2OCOR1 H+ (lipaza) CH2OH R1COOH CH2OCOR2 CHOH + R2COOH CH2OCOR3 CH2OH R3COOH Phản ứng thủy phân bởi kiềm CH2OCOR1 NaOH CH2OH R1COONa CH2OCOR2 CHOH + R2COONa CH2OCOR3 CH2OH R3COONa Lipid cấu trúc - Glycerophospholipid Cấu trúc Vai trò Tính chất Sinh học đại cương Chương III: Enzym Một số khái niệm chung 1700: tiêu hóa thitj nhờ dịch chiết trong dạ dày 1800: chuyển hóa tinh bột thành đường nhừ nước dịch chiết thực vật 1850 - Louis Pasteur: quá trình lên men đường thành rượu của nấm men xảy ra nhờ một nhân tố gọi là men. Men không thể tách ra khỏi cấu trúc tế bào sống 1897- Eduard Buchner: dịch chiết nấm men có khả năng lên men đường thành rượu. Men có thể tách ra khỏi tế bào 1956 – Summer: tách và kết tinh urease. Urease mang bản chất Protein 1930 – John Northrop và Moses Kunitz: tách và tinh chế các enzym tiêu hóa mang bản chất protein - Enzym mang bản chất protein - Tăng tốc độ phản ứng lên 10 mũ 20 lần nhưng không bị tiêu thụ hoặc thay đổi khi xúc tác - Mục đích giúp chuyển hóa thức ăn thành năng lượng và các vật liêụ mới Cấu trúc enzym Định nghĩa: Enzym là các phân tử protein có chức năng xúc tác sinh học Enzym đơn cấu tử: thành phần cấu tử chỉ bao gồm các protein đơn giản Enzym lưỡng cấu tử: bao gồm 2 thành phần Phần Protein (nhóm nội, apoenzym) Cấu tạo: từ các axit amin Tính chất:không bền nhiệt Chức năng: tăng hiệu lực xúc tác và quyết định tính đặc thù của enzym Phần nhóm ngoại Cấu tạo: không mang bản chất protein Ion vô cơ Phức hữu cơ (vitamin): là các chất vận chuyển tạm thời các nhóm chức năng đặc hiệu, là một phần trong cấu trúc trung tâm hoạt động của enzym Tính chất: kích thước nhỏ, bền nhiệt Chức năng:trực tiếp tham gia vào phản ứng xúc tác và quyết định kiểu phản ứng. Danh pháp và phân hạng Danh pháp Danh pháp thông thường: cơ chất + ase Danh pháp quốc tế: cơ chất + kiểu phản ứng + ase Kí hiệu: EC1234 1: Chỉ enzym thuộc nhóm lớn nào 2: Chỉ enzym thuộc nhóm phụ nào 3: Chỉ enzym thuộc phân nhóm phụ nào 4: Chỉ số thứ tự Phân hạng: 6 nhóm phản ứng Oxidoredutase (xúc tác các phản ứng oxi hóa khử) VD: Alcohol dehydrogenase: chuyển hóa rượu thành aldehyt hoặc keton Transferase (xúc tác các phản ứng vận chuyển các nhóm chức năng) VD: Aminnotransferase: phân hủy axit amin bằng cách loại bỏ nhóm amin Hydrolase (xúc tác các phản ứng thủy phân) VD: Glucose-6-phosphatase: loại nhóm phosphate khỏi glucose-6-phosphate, tạo glucose và H3PO4 Lyase (xúc tác các phản ứng tạo liên kết đôi) VD: Pyruvate decarboxylase: loại bỏ CO2 khỏi pyruvate Isomerase (xúc tác các phản ứng đồng phân hóa học) VD: Ribulose phosphate epimerase: chuyển hóa giữa ribulose 5-phosphate và xylose-5-phosphate Ligase (xúc tác hình thành các liên kết hóa học nhờ phân cắt ATP) VD: Hexokinase: chuyển hóa giữa glucose và ATP với glucose-6-phosphate và ADP Cấu tạo trung tâm hoạt động Khái niệm: trong quá trình xúc tác chỉ một phần nhỏ phân tử enzym tham gia kết hợp với cơ chất và chuyển hóa thành sản phẩm – trung tâm hoạt động của enzym Cấu tạo: bao gồm 1 số nhóm chức năng của axit amin không tham gia liên kết trục chính COOH: axit glutamic và axit aspatic NH2 : lysin OH: Serin SH: Cystein Imidazol: Histidin Phenol: Tyrozin Tính chất: chỉ được hình thành trong cấu trúc bậc 2,3,4 Một số quan niệm về trung tâm hoạt động của enzym Quan niệm của Fisher (1894) Trung tâm họat động vốn sẵn có và cứng nhắc Enzym: ổ khóa Cơ chất: chìa khóa Quan niệm của Kosland (1958) Trung tâm hoạt động của enzym được hình thành trong quá trình kết hợp với cơ chất và đây là một cấu trúc mềm dẻo, linh động Cơ chất quyết định cuối cùng đến hình dáng của enzym Enzym: găng tay Cơ chất: bàn tay Trung tâm dị lập thể (Allosteric) Khái niệm:Trung tâm dị lập thể là vị trí thứ 2 trên phân tử enzym mà các cơ chất (chất allosteric) khi kết hợp vào vị trí này không chuyển hoá tạo thành sản phẩm mà chỉ làm thay đổi cấu trúc của phân tử enzym cũng như cấu trúc trung tâm hoạt động của enzym. Tính chất: thay đổi cấu trúc của enzym theo 2 chiều hướng Tăng khả năng hoạt động của enzym: điều hòa dương Giảm khả năng hoạt động của enzym: điều hòa âm Mô hình phản ứng sinh học E: enzym S: cơ chất P: sản phẩm ES: phức hợp enzym-cơ chất EP: phức hợp enzym-sản phẩm Chất phản ứng Sản phẩm Phản ứng tỏa nhiệt Năng lượng hoạt hóa, Ea Trạng thái chuyển tiếp Bẻ gãy liên kết Hình thành liên kết Tiến trình phản ứng Cơ chế tác dụng của enzym Cơ chế tác dụng: Enzym làm tăng các phản ứng hóa học trong tế bào nhờ quá trình làm giảm rào cản năng lượng họat hóa Năng lượng hoạt hóa là rào cản năng lượng phải vượt qua trước khi 1 phản ứng hóa học bắt đầu Các chất phản ứng phảo hấp thụ Ea để trở nên họat động -làm yếu các liên kết đến mức bẻ gãy được chúng và hình thành liên kết mới. Phản ứng bắt đầu xảy ra. Enzym làm tăng vận tốc phản ứng mà không làm thay đổi chính bản thân chúng Tính chất của enzym Tính chất chung Khối lượng phân tử lớn Hòa tan trong môi trường nước hoặc muối loãng hoặc các dung môi hữu cơ tạo dung dịch keo Không bền trong môi trường axit và kiềm mạnh Cường lực xúc tác:Cường lực xúc tác lớn: tăng vận tốc phản ứng lên hàng vạn cho đến hàng triệu lần so với chất xúc tác hóa học Tính chất của enzym (cont.) Đặc hiệu phản ứng: Enzym có khả năng chuyển hoá một số cơ chất nhất định, một liên kết hoá học nhất định hoặc một kiểu phản ứng hoá học nhất định Đặc hiệu cơ chất Đặc hiệu tương đối Đặc hiệu nhóm Đặc hiệu tuyệt đối Đặc hiệu quang học Đặc hiệu kiểu phản ứng Enzym không độc Enzym ứng dụng trong điều kiện nhẹ nhàng Enzym được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu rẻ tiền Các yếu tố ảnh hướng đến hoạt tính của enzym Nồng độ cơ chất Et: Nồng độ enzym tổng E: Nồng độ enzym tự do (E=Et-ES) ES: Nồng độ enzym trong phức hợp với cơ chất k1: hằng số vận tốc tạo phức trung gian ES k-1: hằng số vận tốc phân ly trung gian tạo E và S k2: hằng số vận tốc phân ly phức ES tạo sản phẩm và enzym tự do V0: vận tốc ban đầu Vmax: vận tốc cực đại Km: hằng số Michaelis Các yếu tố ảnh hướng đến hoạt tính của enzym (cont.) Ý nghĩa của giá trị Km: Km­ rất khác nhau giữa các enzym, thậm chí là giữa cùng 1 enzym với các cơ chất khác nhau cũng sẽ cho các Km ­khác nhau. Km được xem như là một chỉ thị đặc trưng cho ái lực của enzym với cơ chất của nó. Km càng nhỏ thì ái lực giữa enzym và cơ chất càng lớn và ngược lại. Các yếu tố ảnh hướng đến hoạt tính của enzym (cont.) Chất kìm hãm Khái niệm: là chất làm họat động enzym yếu đi hoặc chấm dứt hoàn toàn. Phân loại: Chất kìm hãm thuận nghịch Chất kìm hãm cạnh tranh Chất kìm hãm không cạnh tranh Chất kìm hãm bất thuận nghịch Chất kìm hãm bất thuận nghịch do sản phẩm của phản ứng Chất kìm hãm bất thuận nghịch do thừa cơ chất Kìm hãm cạnh tranh Khái niệm: tham gia cạnh tranh với cơ chất để kết hợp vào trung tâm hoạt động của enzym. Khi mà chất cạnh tranh (I) kết hợp được vào với trung tâm hoạt động, nó sẽ ngăn cản quá trình kết hợp của cơ chất với enzym. Đặc tính: Các chất kìm hãm cạnh tranh là các hợp chất có cấu tạo giống với cơ chất. Nó sẽ kết hợp với enzym tạo phức EI nhưng không dẫn đến quá trình xúc tác để chuyển hoá thành sản phẩm. Thậm chí sự kết hợp rất nhanh chóng của dạng phức này cũng dẫn đến làm giảm khả năng hoạt động của enzym. Khi [S] lớn hơn rất nhiều lần so với [I], quá trình kết hợp với enzym của các chất kìm hãm sẽ ở mức tối thiểu. Công thức Michaelis Menten Kìm hãm không cạnh tranh Khái niệm:Cơ chất và chất kìm hãm kết hợp với enzym tại 2 vị trí khác nhau. Chất kìm hãm không cạnh tranh làm thay đổi cấu trúc, hình dạng của enzym cũng như trung tâm hoạt động của enzym, từ đó làm giảm vận tốc của phản ứng. Đặc tính: cấu tạo của cơ chất và chất kìm hãm không giống nhau. Công thức Michaelis Menten Kìm hãm bất thuận nghịch Đặc tính: Các chất kìm hãm không thuận nghịch là các chất thường tạo liên kết đồng hoá trị với enzym hoặc phá huỷ các nhóm chức năng cần thiết cho hoạt tính của enzym hoặc tạo ra các quá trình kết hợp không đồng hoá trị bền. Phân loại: Sản phẩm phản ứng: nồng độ sản phẩm tạo thành quá lớn, sản phẩm sẽ có khả năng kết hợp lên vị trí thứ 2 bất kỳ của enzym ngoài trung tâm hoạt động làm biến dạng enzym và làm giảm vận tốc phản ứng. Sản phẩm đóng vai trò là các chất kìm hãm không cạnh tranh. Cơ chất phản ứng: nồng độ cơ chất quá lớn có khả năng kết hợp với một vị trí thứ 2 của enzym cũng như vào trung tâm hoạt động của enzym làm thay đổi hình dáng của enzym và từ đó làm giảm vận tốc
Tài liệu liên quan