Enzim là yếu tố vô cùng quan trọng đối với các quá trình trao đổi chất trong tế bào, giúp chúng xảy ra ở tốc độ cho phép sự sống tồn tại. Hầu như tất cả các quá trình trao đổi chất trong tế bào đều cần sự xúc tác của enzim để xảy ra. Đường trao đổi chất phụ thuộc vào các enzim để xúc tiến các bước trao đổi.
Mục lục bài viết
1. Enzim là gì?
Enzim (tiếng Việt: enzyme, viết tắt từ enzyme catalyst) là những chất protein đặc biệt có khả năng thúc đẩy các phản ứng hóa học xảy ra nhanh hơn và hiệu quả hơn thông qua vai trò là xúc tác sinh học. Mỗi loại enzim có tác dụng đặc trưng riêng, thúc đẩy một phản ứng cụ thể và chỉ tác động lên một loại chất nền duy nhất hoặc một nhóm chất nền cụ thể. Ngoài ra, enzim còn có khả năng phân huỷ một loại chất nền cụ thể thành các sản phẩm khác nhau.
Enzim là yếu tố vô cùng quan trọng đối với các quá trình trao đổi chất trong tế bào, giúp chúng xảy ra ở tốc độ cho phép sự sống tồn tại. Hầu như tất cả các quá trình trao đổi chất trong tế bào đều cần sự xúc tác của enzim để xảy ra. Đường trao đổi chất phụ thuộc vào các enzim để xúc tiến các bước trao đổi.
Nghiên cứu về enzim được gọi là enzym học. Ngoài ra, ngành phân tích enzym giả cũng đang được phát triển để hiểu rõ hơn về cấu trúc và hoạt động của enzim. Sự tiến hóa của enzim cũng dẫn đến việc một số enzim mất đi khả năng xúc tác sinh học, thay vào đó chúng có tính chất xúc tác “giả”. Việc hiểu rõ hơn về cấu trúc và hoạt động của enzim sẽ giúp chúng ta áp dụng chúng trong các lĩnh vực như y học, công nghệ thực phẩm, và công nghệ sinh học để tạo ra các sản phẩm có giá trị cao hơn.
2. Thành phần cấu tạo enzim:
Enzim là một loại protein có cấu trúc ba chiều, được tạo thành từ chuỗi axit amin tuyến tính. Enzim được coi là một yếu tố quan trọng trong hầu hết các quá trình sinh học, hóa học và các quá trình xúc tác khác trong tự nhiên. Cấu trúc của enzim là điều kiện tiên quyết để đạt được hoạt động xúc tác.
Trình tự của các axit amin trong enzim quyết định đến cấu trúc của nó, từ đó ảnh hưởng đến hoạt động xúc tác của enzim. Các vị trí liên kết và vị trí xúc tác tạo thành vị trí hoạt động của enzim. Điều này có thể giải thích tại sao các enzim đồng hóa rất cao đối với các tác chất mục tiêu của chúng. Chúng có thể chọn lọc các tác chất này, và chỉ phản ứng với những phân tử có hình dạng và cấu trúc nhất định.
Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim, vì khi đun nóng, cấu trúc của enzim cũng bị thay đổi, dẫn đến mất hoạt tính. Một số enzim có thể hoạt động tốt ở nhiệt độ cao hơn, nhưng đa phần các enzim quan trọng trong cơ thể con người hoạt động tốt ở nhiệt độ thấp hơn.
Mặc dù enzim có kích thước lớn hơn so với những cơ chất khác, thường có từ 62 gốc axit amin đến trung bình 2500 dư lượng, nhưng chỉ một phần rất nhỏ trong cấu trúc của enzim tham gia vào quá trình xúc tác. Các vị trí liên kết và vị trí xúc tác tạo thành vị trí hoạt động của enzim.
Ngoài ra, còn một số loại enzim khác như ribozyme, được tạo thành từ RNA, và phản ứng phức tạp hơn so với protein. Ribozyme đóng vai trò như một chất xúc tác sinh học dựa trên RNA, và có thể phân hủy các phân tử RNA khác. Những phân tử này có thể được sử dụng để điều trị bệnh tật, hoặc được sử dụng trong các công nghệ sinh học như tiền trình của siRNA.
Tóm lại, enzim là một yếu tố quan trọng trong các quá trình sinh học và hóa học của tự nhiên. Cấu trúc của enzim quyết định đến hoạt động xúc tác của nó. Những yếu tố như nhiệt độ, trình tự axit amin và kích thước ảnh hưởng đến hoạt động của enzim. Hiểu rõ về cấu trúc và hoạt động của enzim sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về các quá trình sinh học và các ứng dụng trong thực tế, từ việc điều trị bệnh tật đến các công nghệ sinh học mới nhất.
3. Chức năng của enzim:
Enzim là các chất xúc tác sinh học, giúp tăng tốc độ các phản ứng trong cơ thể, đặc biệt là trong quá trình tiêu hóa thức ăn. Với khả năng phân hủy các chất trong thức ăn thành các phân tử nhỏ hơn, enzim đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong việc hấp thụ các dưỡng chất và đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của cơ thể.
Các enzim có nhiều chức năng khác nhau trong cơ thể, nhưng chủ yếu chúng tập trung vào quá trình tiêu hóa. Cụ thể, enzim giúp phân hủy protein thành các axit amin, tinh bột thành đường, chất béo thành axit béo và glycerol, và các loại đường thành glucose. Nhờ đó, các chất dinh dưỡng có thể được dễ dàng hấp thụ và sử dụng bởi cơ thể.
Các enzim có nhiều chức năng khác nhau trong cơ thể, nhưng chủ yếu chúng tập trung vào quá trình tiêu hóa. Cụ thể, enzim giúp phân hủy protein thành các axit amin, tinh bột thành đường, chất béo thành axit béo và glycerol, và các loại đường thành glucose. Nhờ đó, các chất dinh dưỡng có thể được dễ dàng hấp thụ và sử dụng bởi cơ thể.
Ngoài ra, enzim cũng giúp cải thiện quá trình tiêu hóa và hấp thụ chất dinh dưỡng bằng cách giảm thiểu các triệu chứng khó tiêu như đầy hơi, khó tiêu, buồn nôn, hoặc tiêu chảy.
Tuy nhiên, một số người có thể thiếu enzim do suy dinh dưỡng, tuổi tác, hoặc một số bệnh lý. Điều này có thể gây ra các vấn đề về tiêu hóa và hấp thụ chất dinh dưỡng, dẫn đến bệnh lý và suy dinh dưỡng. Vì vậy, việc bổ sung enzim cho cơ thể có thể giúp cải thiện quá trình tiêu hóa và sức khỏe chung.
Một số loại enzim phổ biến bao gồm enzim tiêu hóa, enzim protease, enzim lactase và enzim lipase. Tuy nhiên, trước khi sử dụng bất kỳ loại enzim nào, bạn nên tham khảo ý kiến bác sĩ để đảm bảo an toàn và hiệu quả.
4. Cơ chế hoạt động của enzim:
Enzim là một loại protein đặc biệt có khả năng tăng tốc độ phản ứng hóa học trong cơ thể. Cơ chế hoạt động của enzim bao gồm ba bước chính:
– Cơ chất (Substrate) và enzim (Enzyme) tương tác với nhau để hình thành phức hệ enzim – cơ chất (E – S complex). Ở đây, enzim đóng vai trò như một chất xúc tác giúp tăng tốc độ phản ứng giữa cơ chất.
– Enzim tiến hành phản ứng biến đổi cơ chất thành sản phẩm (Product), tạo thành phức hệ E-P. Ở đây, enzim tiếp tục đóng vai trò là chất xúc tác để tăng tốc độ phản ứng và sản phẩm mới được hình thành.
– Sản phẩm P được giải phóng enzim E, enzim sẵn sàng tiếp tục tương tác với cơ chất khác để thực hiện các phản ứng hóa học tiếp theo.
Enzim có tính đặc hiệu cao và chỉ hoạt động trên một số loại cơ chất nhất định. Một số enzim có tính đặc hiệu tuyệt đối, nghĩa là chúng chỉ hoạt động trên một loại cơ chất duy nhất. Trong khi đó, những enzim khác lại có tính đặc hiệu của nhóm, có thể hoạt động trên các nhóm hóa học tương tự không giống nhau, chẳng hạn như liên kết peptit trong các phân tử khác nhau. Nhiều enzim có tính đặc hiệu lập thể và chỉ hoạt động trên một loại đồng phân lập thể nhất định, trong khi không tác động lên đồng phân lập thể khác. Đặc tính đặc hiệu của enzim giúp các phản ứng hóa học được diễn ra một cách hiệu quả và chính xác hơn.
Các enzim được tái chế để như một enzim duy nhất thực hiện nhiều vòng xúc tác. Bởi vì enzim không bị tiêu thụ hoặc thay đổi trong phản ứng hóa học giống như một cơ chất khác, chúng có thể hoạt động liên tục trong các quá trình hóa học trong cơ thể.
5. Bài tập vận dụng:
Câu 1. 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
Đáp án: C
Câu 2. 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
Đáp án: D
Câu 3. Enzim xúc tác quá trình phân giải đường saccrôzơ là:
a. Saccaraza c. Lactaza
b. Urêaza d. Enterôkinaza
Đáp án: A
Câu 4. 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
Đáp án: D
Câu 5. Quá trình phân giải axit nuclêic thành nuclêôtit được xúc tác bởi Enzim
a. Nuclêôtiđaza c. Peptidaza
b. Nuclêaza d. aza Amilaza
Đáp án: B
Câu 6. 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
Đáp án: A
Câu 7. Chất nào dưới đây là enzim?
a. Saccaraza c. Prôteaza
b. Nuclêôtiđaza d. Cả a, b, c đều đúng
Đáp án: D
Câu 8. Enzim có bản chất là:
a. Pôlisaccarit c. Prôtêin
b. Mônôsaccrit d. Photpholipit
Đáp án: C
Câu 9. 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
Đáp án: A
Câu 10. 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
Đáp án: C
Câu 11. 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
Đáp án: B
Câu 12. 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
Đáp án: B
Câu 13. Enzim sau đây hoạt động trong môi trường axít
a. Amilaza c. Pepsin
b. Saccaraza d. Mantaza
Đáp án: C
Câu 14. 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
Đáp án: D
Câu 15. 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
Đáp án: C
Câu 16. 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
Đáp án: A
Câu 17. 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
Đáp án: B
