Tải bản đầy đủ

TÀI LIỆU GIẢNG dạy hóa SINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC HẢI PHÒNG
BỘ MÔN HÓA SINH

TÀI LIỆU GIẢNG DẠY HÓA SINH
(Dành cho đối tượng: Cử nhân điều dưỡng
Chương trình đào tạo theo tín chỉ)

Hải Phòng, 2016
Lưu hành nội bộ


MỤC LỤC
Chương I: Protid
1. Acid amin……………………………………………
2. Peptid ………………………………………………...
3. Protein……………………………………………….
4. Enzym……………………………………………….
5. Acid nucleic………………………………………….
6. Enzym…………………………………………………
7. Tháo hóa acid amin………………………………….
Chương II: Năng lượng sinh học…………………………………..

Chương III: Glucid………………………………………………….
1. Hóa học glucid………………………………………
2. Chuyên hóa glucid…………………………………..
3. Rối loạn chuyển hóa glucid…………………………
Chương IV: Lipid……………………………………………………
1. Hóa học lipid………………………………………….
2. Các dạng lipoprotein………………………………...
3. Chuyển hóa lipid…………………………………….
Chương V: Hóa sinh gan……………………………………………
Chương VI: Hóa sinh thận – nước tiểu……………………………..
Chương VII: Hóa sinh máu………………………………………….
Chương VIII: Một số hội chứng, bệnh lý…………………………

Trang
1
1
5
5
10
20
23
30
36
43
43
49
56
59
59
63
64
73
84
95
102


CHƯƠNG I: PROTID
Đại cương
Protid là các hợp chất hữu cơ được cấu tạo bởi 4 nguyên tố chính là: C,

H, O, N. Khái niệm protid bao gồm acid amin, peptid và protein. Trong tự
nhiên, có 20 acid amin tham gia cấu tạo protein.
Protid đóng vai trò cơ bản trong sự hình thành, cấu trúc và chức năng của
các hệ thống sống.
1. Acid amin
1.1 Định nghĩa
Acid amin là hợp chất hữu cơ trong phân tử có hai nhóm chức: amin (NH2) và carboxyl (-COOH), cùng gắn với carbon
α.
COOH
COOH
Công thức tổng quát:
H2N- C-H
H- C-NH2
R là gốc hữu cơ của acid amin.
R
R
1.2 Cấu tạo của acid amin
Thành phần cấu tạo của acid amin: bao gồm các nguyên tố C, H, O, N và
có thể có thêm S.
Ngoài 2 nhóm hóa chức chính là carboxyl và amin, phân tử acid amin còn
có thể có các hóa chức khác như hydroxyl (-OH), hoặc thiol (-SH).
1.3 Phân loại acid amin
Có nhiều cách phân loại acid amin.
* Theo cấu tạo mạch hydrocarbon:
Tùy theo gốc R của acid amin, người ta chia các acid amin thường gặp
trong tự nhiên thành 2 nhóm chính: acid amin mạch thẳng và acid amin mạch
vòng. Mỗi acid acid mạch thẳng tùy theo số nhóm carboxyl và amin có trong
phân tử mà được chia thành acid amin trung tính, acid hay kiềm. Acid amin
mạch vòng được chia thành acid amin nhân thơm và dị vòng (Bảng 1).
* Theo nhu cầu cơ thể:
Dựa vào nhu cầu cơ thể, acid amin được chia làm 3 nhóm: acid amin cần
thiết, acid amin bán cần thiết và acid amin không cần thiết.
- Acid amin cần thiết: là những acid amin mà cơ thể không thể tự tổng
hợp được, bắt buộc lấy từ con đường ngoại sinh (ăn uống, tiêm truyền) như:
valin, leucin, izoleucin, lysin, methionin, tryptophan, phenylalanin, threonin

1


Bảng 1: Phân loại acid amin theo cấu tạo mạch
Loại nhóm
Tên acid amin
1. Acid amin Glycin
mạch thẳng
1.1 Acid amin Alanin
trung tính

Ký hiệu

Gly (G )
Ala (A )

Công thức cấu tạo
H- CH- COOH
NH2
CH3 - CH- COOH

Serin

Ser ( S)

NH2
CH2 - CH- COOH

Cystein

Cys (C )

OH NH2
CH2 - CH- COOH

Threonin

Thr (T )

Methionin

Met (M)

Valin
Leucin
Isoleucin
Aspartic

Val ( V)

2
CHSH
- CHNH
- CHCOOH
3
2

OH NH2
CH3-S- CH2- CH2- CHCOOH
NH2
CH3 - CH - CH - COOH

Leu (L )

CH3 NH2
CH3- CH - CH2 - CH - COOH

Ile ( I)

CH3
NH2
CH3 - CH2 - CH - CH - COOH

Asp (N )

CH3 NH2
HOOC - CH2 - CH- COOH
NH2

1.2 Acid amin Asparagin
acid

Asn (D )

H2N- CO - CH2 - CH- COOH

Glutamic

NH2
HOOC
CH
CH
2
2 CH- COOH
Glu ( G)
NH2

Glutamin

Gln ( E)

H2N- OC - CH2 - CH2 - CH- COOH
NH2

.3 Acid amin Lysin
kiềm

Arginin

Lys (K )

H2N- CH2 - CH2 - CH2 - CH- COOH
NH2

Arg ( R)

HN- CH2 - CH2 - CH2 - CH- COOH
C=NH
NH2

2

NH2


. Acid amin Phenyl alanin
mạch vòng
2.1 Acid amin
có nhân thơm
Tyrosin

Histidin
2.2 Acid amin
dị vòng

Phe (F )
- CH2- CH- COOH
NH2
Tyr ( Y)

HO-

NH2

His ( H)
NH-

Tryptophan

- CH2- CH- COOH

- CH2 - CH- COOH
NH2

N

- CH2 - CH- COOH

Tryp (W)

NH2
NH
Pro (P )
Prolin

-COOH
NH

- Acid amin bán cần thiết: là những acid amin cơ thể không tự tổng hợp
được ở giai đoạn chưa trưởng thành; khi chức năng của gan đã hoàn chỉnh, gan
tự tổng hợp được: histidin, arginin
- Acid amin không cần thiết: là những acid amin cơ thể tự tổng hợp
được, như: alanin, glycin, glutamin, glutamic, serin, cystein, aspartic,
arsparagin, prolin, tyrosin
1.3 Tính chất của acid amin
1.3.1 Tính chất vật lý
- Acid amin dễ tan trong nước, có vị hơi đắng
1.3.2 Tính chất hóa học
*Tính phân ly
Các acid amin có tính chất lưỡng tính vì trong phân tử có cả nhóm chứa
acid và nhóm amin. Ở pH sinh lý, acid amin tồn tại dưới dạng ion lưỡng tính:
Mỗi acid amin có một pH đẳng điện (pHi), đó là pH của môi trường chứa
acid amin mà tại đó tổng số điện tích âm bằng tổng số điện tích dương của acid
amin, acid amin không tích điện. vì vậy, nó không di chuyển trong điện trường.
pHi của một số acid amin:
Alanin 6.0
Glutamic 3.22
Arginin 10.76
Leucin 5.98
Isoleucin 6.02
Lysin
9.74
Tính chất tích điện của các acid amin trong môi trường có pH nhất định
được ứng dụng trong kỹ thuật điện di tách các acid amin.

3


* Phản ứng Ninhydrin
Ninhydrin là một chất có tính khử mạnh, có khả năng khử carboxyl, oxy
hóa nhóm amin giải phóng NH3 tự do, tạo thành aldehyd mới kém 1 carbon so
với acid amin ban đầu, ninhydrin bị khử (ninhydrin dantin). Ninhydrin, ninhdrin
bị khử và NH3 tạo phức hợp màu xanh tím.

dụng: tìm acid amin bằng phương pháp sắc ký.
Phức hợp màu xanh tím
* Khử carboxyl

Một số acid amin sau khi khử nhóm carboxyl cũng tạo các hợp chất có
hoạt tính sinh học, ví dụ glutamic khử carboxyl tạo gama amino butytic acid, là
chất dẫn truyền thần kinh trung ương.
HOOC - CH2 - CH2 - CH- COOH Glutamate decarboxylase HOOC - CH2 - CH2 - CH- NH2
NH2
CO2

Acid glutamic
NH-

- CH2 - CH- COOH

Histidin decarboxylase NH-

NH2

NH3

N

Gama amino butyric acid
(GABA)
- CH2 - CH2 - COOH
N

Histidin
Histamin
Histamin co tác dụng co thắt cơ trơn khí phế quản và cơ trơn đường tiêu
hóa, giãn cơ trơn hệ tuần hoàn. Histamin do các tế bào bạch cầu tiết ra và do sự
khử carboxyl của acid amin histidin. Chính vì vậy, khi histamin tăng trong cơ
thể, sẽ gây co thắt cơ trơn khí phế quản gây nên những cơn khó thở (điển hình
trong hen dị ứng), co thắt cơ trơn hệ tiêu hóa gây tiêu chảy (rối loạn tiêu hóa do
dị ứng thức ăn), giãn mạch ngoại vi gây các ban sần, mày đay...
* Khử nhóm amin

Một số acid min khử nhóm amin thành các acid imin tương ứng, sau đo
tiếp tục bị oxy hóa tạo các acid alpha cetonic tương ứng

4


1.4 Vai trò của acid amin
Acid amin là thành nguyên liệu để tổng hợp nên các chất có hoạt tính sinh
học như:
- Tổng hợp nhân hem từ acid amin glycin và succinyl CoA
- Tổng hợp adenin và guanin từ acid amin glycin, glutamin
- Tổng hợp hormon: hormon tuyến giáp được tổng hợp từ tyrosin,
hormon tủy thượng thận được tạo thành từ phenyl alanin
- Tạo coenzyme: NAD, NADP
- Tạo các chất dẫn truyền thần kinh như ethanolamin và cholin
- Tổng hợp creatinin
- Tổng hợp enzyme chống sự oxy hóa sinh học glutathione từ glycincystein- glutamat
- Taurin
2. Peptid
Peptid là những chuỗi peptid được hình thành do 2 đến hàng chục acid
amin liên kết với nhau bằng liên kết peptid. Một số peptid có hoạt tính sinh học
như: hormon tuyến yên sau vasoprepsin được cấu tạo bởi 9 acid amin, insulin
được tạo thành từ 51 acid amin.
Các peptid đực cấu tạo từ 3 acid amin trở lên sẽ có khả năng tạo phức hợp
màu tím với ion Cu++ trong môi trường kiềm.
3. Protein
Protein là chuỗi polypeptid được cấu tạo bởi hàng trăm đến hàng nghìn
acid amin liên kết với nhau bằng liên kết peptid
3.1 Phân loại protein
Protein được phân loại dựa vào thành phần cấu tạo hoặc hình dạng của
chúng.
3.1.1 Phân loại theo cấu tạo
* Protein thuần

5


Là những protein mà khi thủy phân chỉ thu được các acid amin và dẫn
xuất của chúng, như:
- Albumin: có ở trong lòng trắng trứng, các mô và các dịch sinh vật.
Albumin là một trong hai thành phần chính của protein huyết thanh người, có
vai trò quan trọng trong vận chuyển các chất trong huyết thanh, duy trì áp lực
keo. Albumin hòa tan trong nước, bị đông vón bởi nhiệt, bị kết tủa bởi dung
dịch muối bão hòa.
- Globulin: có trong máu, mô sinh vật. Globulin trong huyết thanh người
chủ yếu là các globulin miễn dịch có vai trò tham gia vào hàng rào miễn dịch
bảo vệ cơ thể. Globulin tan trong dung dịch muối loãng, không tan trong nước
tinh khiết hoặc trong các muối có nồng độ vừa phải, bị đông vón bởi nhiệt.
- Glutelin: có trong lúa mì. Glutelin tan trong dung dịch kiềm hoặc acid
loãng, không tan trong các dung môi trung tính, bị đông vón bởi nhiệt.
- Prolamin: như zein có trong ngô, gliadin trong lúa mì. Prolamin tan
trong alcol 70 – 80o, không tan trong alcol tuyệt đối, trong nước hoặc các dung
môi trung tính khác.
- Albuminoid: như keratin, colagen. Albuminoid không hòa tan trong các
dung môi trung tính, acid hoặc kiềm loãng. Đây là các protein của các mô nâng
đỡ.
- Histon: có trong nhân tế bào.
* Protein tạp:
Là các protein mà khi thủy phân, ngoài các acid amin còn thu được các
nhóm khác:
- Nucleoprotein: là hợp chất của một hoặc vài phân tử protein (histon) với
acid nucleic
- Glycoprotein và mucoprotein: là các protein có nhóm ngoại
carbonhydrat (mucopolysaccarid, hexosamin, acid uronic); ví dụ các protein
huyết thanh a1. a2 khi tách bằng điện di.
- Phosphoprotein: là các hợp chất của protein gắn với acid phosphoric, ví
dụ casein có trong sữa.
- Chromoprotein: là các phức của protein với chất màu; ví dụ
hemoglobin, cytochrom…
- Lipoprotein: là phức hợp của protein với các lipid trung tính
(triglyceride), phospholipids và cholesterol. Các protein trong lipoprotein đóng
vai trò là chất vận chuyển triglyceride cho máu, chất nhận diện bề mặt và hoạt
hóa enzyme thủy phân lipoprotein.

6


- Metaloprotein: là phức hợp của protein với một kim loại như đồng
(ceruloplasmin)
3.1.2 Phân loại theo hình dạng
* Protein cầu
Với tỉ lệ trục chiểu dài trên chiều ngang nhỏ hơn 10 (3/1 hay 4/1).
Albumin và globulin, insulin và histon cũng thuộc loại protein dạng cầu nhưng
trọng lượng phân tử nhỏ hơn.
* Protein sợi
Ở loại protein này, tỉ lệ trục chiều dài trên chiều ngang lớn hơn 10 lần. Ví
dụ: keratin, một protein hình sợi của tóc, long, da là một protein hình sợi điển
hình.
* Colagen: Đây là một dạng protein keo không tan của gân, dây chằng, xương,
không bị thủy phân bởi enzyme tiêu hóa. Khi đun sôi với nước, nó chuyển thành
gelatin. Trong thành phần của collagen có chứa nhiều hydroxyl prolin và
hydroxyl lysine, là hai acid amin không gặp ở các protein thông thường khác.
3.2. Cấu trúc của protein
3.2.1 Cấu trúc bậc 1:
Số lượng và thứ tự sắp xếp của các acid amin trong chuỗi polypeptid qui
định cấu trúc bậc 1 của protein và do đó quyết định tính chất sinh học của
protein đó. Các acid amin trong chuỗi polypeptid được nối với nhau bởi liên kết
peptid, đó là giữa nhóm amin của acid amin này với nhóm carboxyl của acid
amin kia. Ví dụ: hồng cầu người có hình đĩa lõm 2 mặt có thành phần cấu tạo
tính là hemoglobin. Hemoglobin được tạo bởi nhân hem và 4 chuỗi globin, 2
chuỗi alpha và 2 chuỗi beta. Chức năng của hồng cầu là vận chuyển oxy. Do đột
biến trên chuỗi beta: sự thay thế acid amin valin bằng acid amin glutamin, thay
đổi cấu trúc (tạo nên một điểm kỵ nước trên chuỗi beta), dẫn đến sự thay đổi về
hình thái (hồng cầu hình liềm) và chức năng: hồng cầu kém bền, ái lực với oxy
thấp, gây nên tình trạng thiếu máu, thiếu oxy.
3.2.2 Cấu trúc bậc 2
Cấu trúc bậc 2 của protein là cấu trúc chu kỳ của chuỗi polypeptid do liên
kết hydro tạo nên, đó là liên kết giữa nguyên tử hydro thuộc nhóm imin -NHcủa một chuỗi polypeptide và một nguyên tử oxy thuộc nhóm carbonyl -CO- ở
đoạn khác của cùng một chuỗi hoặc ở một chuỗi polypeptide khác. Có 2 loại

7


cấu trúc bậc 2, xoắn alpha ở hemoglobin (hồng cầu) và gấp nếp beta (các
protein ở xương sống).
3.2.3 Cấu trúc bậc 3
Cấu trúc bậc 3 của protein là sự sắp xếp vừa xoắn vặn vừa gấp khúc một
cách dày đặc và phức tạp của chuỗi polypeptid. Các liên kết ngang, đặc biệt là
các liên kết disulfur – liên kết của 2 nguyên tử lưu huỳnh của acid amin cystein,
quyết định cấu trúc bậc 3 của protein. Một số protein trong đó có myoglobin,
các tiểu đơn vị của hemoglobin, ribinuclease, chymotrypsinogen...có cấu trúc
bậc 3
3.2.2.4 Cấu trúc bậc 4
Do 2 chuỗi peptid có cấu trúc bậc 2 hoặc bậc 3 liên kết với nhau tạo nên
3.3 Tính chất lý hóa của protein
3.3.1 Tính chất lý học
Protein là những phân tử có trọng lượng lớn (đa số protein tạp): trên 6000
đơn vị và kích thước lớn (trên 0.1- 10 nm) nên tồn tại trong dung dịch dưới
dạng keo và khuếch tán chậm, không qua được màng thẩm tích như các thành
mạch máu, màng tế bào tạo áp suất keo.
Dựa vào tính chất này mà người ta có thể tách protein ra khỏi dung dịch
có chứa các chất có trọng lượng nhỏ bằng phương pháp thẩm tích. Cũng căn cứ
vào tính chất này để giải thích hiện tượng phù do giảm protein huyết thanh.
3.3.2 Tính lưỡng tính:
Thành phần của protein là các acid amin có nhiều nhóm chức acid và
base dư bắt nguồn từ các acid amin acid và các acid amin kiềm. Các gốc acid
glutamic, aspartic mang điện âm; các gốc lysin, arginin, histidin mang điện
dương. Điện tích của protein phụ thuộc vào pH môi trường chứa protein đó. pHi
của protein là pH của môi trường mà tại đó protein có tổng số điện tích âm và
điện tích dương bằng nhau. Ở pHi, protein đó ở dạng ion lưỡng tính và không bị
di chuyển trong điện trường. pHi của albumin huyết thanh là 4.9
Người ta ứng dụng tính chất lưỡng tính của protein để điện di phân tích
các protein: trong môi trường pH tương đối xa pHi của các protein, dưới tác
dụng của dòng điện, các protein có độ hòa tan khác nhau, trọng lượng, pH và
tích điện khác nhau sẽ dịch chuyển trong điện trường ở những khoảng cách
khác nhau tinh từ điểm xuất phát.

8


3.3.3 Tớnh hũa tan, kt ta v bin tớnh.
* Tớnh cht hũa tan.
Đa số protein hòa tan trong dung dịch muối loãng, protein dạng sợi hòa
tan trong dung dịch muối đậm đặc hơn. Trong nớc, protein ở dới dạng keo nhờ
lp ỏo nc v tich in cựng du
* Tính kết tủa
Khi làm mất đồng thời cả 2 yếu tố hòa tan trên thì protein sẽ kết tủa lại.
Có nhiều cách làm mất lớp áo nớc và lớp điện tích của protein.
- Mất làm áo nớc:
+ Có thể dùng chất hút nớc nh tanin, alcol, ceton...
+ Gây biến tính protein bằng các tác nhân vt lý nh nhiệt độ, ỏp sut
hoc tỏc nhõn húa hc nh: acid mnh, kim manh gây đảo lộn cấu trúc
- Mất lớp điện tích:
+ Đa pH môi trờng về pHi của protein: các acid yếu nồng độ thấp
+ Trung hòa điện tích: các chất điện giải nh NaCl...
ứng dụng: tìm protein trong nớc tiểu, trong dịch màng bụng, dịch màng
phổi.
*Tính chất biến tính
Khi bị biến tính, cấu trúc bậc 2, 3, 4 của phân tử protein bị phá vỡ làm cho
tính chất lý hóa thay đổi: độ hòa tan giảm và mất hoạt tính sinh học.
Các yếu tố gây biến tính: nhiệt độ cao, áp suất lớn, tia tử ngoại, acid
mạnh, kiềm mạnh...
Trong một số điều kiện nhất định, protein đã bị biến tính có thể trở về
trạng thái ban đầu, đó là biến tính thuận nghịch. Dựa vào tính chất này để gây
tủa protein, tách chiết các enzym, protein.
3.4 Vai trũ của protein
Protein đóng vai trò then chốt trong hầu hết quá trình sinh học. Chức năng
sinh học của protein đợc thể hiện nh sau:
- Cấu trúc: sợi fibronectin to khung t bo v kt ni cỏc t bo; sợi colagen
tạo khung xơng
- Xúc tác: Hầu hết các phản ứng trong c th đều đợc xúc tác bởi các enzym.
Các enzym làm tăng tốc độ phản ứng lên hàng triệu lần.
- Vận chuyển: protein vận chuyển các phân tử nhỏ, các ion, các chất không tan
trong nớc..., ví dụ:
+ Hemoglobin vận chuyển oxy từ phổi đến các m
+ Transferin vận chuyển sắt trong huyết thanh và ferritin (protein gắn sắt)
d tr sắt trong gan
+ Albumin vận chuyển thuốc, bilirrubin, mt s hormon trong huyết
thanh,
+ Các apoprotein A, C, E vận chuyển lipid trong huyết tơng.
- Vận động: protein myosin, actin, troponin to nờn s co c
9


- Bảo vệ: to cỏc khỏng th
- Điều hòa một số chuyển hóa: Một số hormon có bản chất là protein nh:
insulin, TSH, TRF...
- Tạo ra và dẫn truyền các xung động thần kinh: rhodopsin là một protein
nhận cảm ánh sáng có trong các tế bào hình gậy võng mạc.
4. Enzym
Enzyme l cht xỳc tỏc sinh hc cú bn cht l protein, do ú mang y
tớnh cht ca protein.
Enzym lm tng tc phn ng lờn nhiu ln nhng khụng to ra c
v khụng thay i chiu phn ng. Mt lng rt nh enzym tham gia xỳc tỏc
mt lng ln c cht. Enzym khụng tham gia vo thnh phn cu to sn phm
phn ng. Tuy nhiờn, enzym cng tan trong nc, b bin tớnh bi acid, kim
mnh, kim loi nng, ỏp sut cao, nhit cao.
Mi enzym u c tng hp bi mt gen khỏc nhau. Vi s phỏt trin
v khoa hc hin nay, nhiu bnh chuyn húa c tỡm thy liờn quan ti gen.
4.1 Cỏch gi tờn v phõn loi enzym
Trc kia, enzym c gi tờn mt cỏch ln xn, m h. Sau o, ngi ta
gi tờn v phõn loi enzym bng cỏch ly tờn c cht c hiu ca enzym gn
vi uụi ase, vớ d: enzym protease cú c cht l protein, lipase cú c cht l
lipid. Nm 1961, Ban enzym ca Hi húa sinh quc t ó thng nht cỏch gi
tờn v phõn loi enzym nh sau
- Tờn enzym = tờn c cht + tờn phn ng + ase
- Phõn loi enzym da trờn kh nng xỳc tỏc ca enzym: vớ d: enzym
oxyhoas kh xỳc tỏc phn ng oxy húa kh, enzym thy phõn xỳc tỏc phn ng
thy phõn. (Bng 2)
Mi enzyme c ký hiu bng bn ch s: ch s th nht ch loi, ch
s th hai ch t, ch s th ba ch nhúm v ch s th t l ch s ca bn thõn
tng enzyme
Bng 2: Cỏch gi tờn v phõn loi enzym
STT
Tờn enzym
Phn ng
1
Oxydoreductase (Enzym OXH - K) AH2 + B A + BH2
2
Transferase (Enzyme vn chuyn)
AX + B A + BX
3
Hydrolase (Enzym thu phõn)
AB + H2O AH + BOH
4
Lyase (Enzym phõn ct)
AB A + B
5
Isomerase (Enzym ng phõn)
ABC
ACB
6
Ligase (Enzym tng hp)
A + B AB
10

Vớ d
LDH
AST, ALT
Amylase
HMG lyase
Isomerase
CK


- Ví dụ:
LDH - lactat dehydrogenase xúc tác phản ứng vận chuyển hydro và điện
từ acid pyruvic để tạo acid lactic. Enzym này có trong cơ, gan, thân, tim, hồng
cầu
AST (aspartat amino transferase) phân bố nhiều trong mô cơ, gan, xúc tác
phản ứng vận chuyển nhóm amin từ acid amin aspartic sang cho acid alpha
cetoglutamic.
ALT (alanin amino transferase) có nhiều trong mô gan, xúc tác phản ứng
vận chuyển nhóm amin từ acid amin alanin sang cho acid alpha cetoglutamic.
Amylase là enzym thủy phân tinh bột và glycogen. Amylase do tế bào
tuyến nước bọt và tuyến tụy tổng hợp, sau đó đổ vào khoang miệng và khúc 2 tá
tràng để tiêu hóa tinh bột.
Creatin kinase là enzym vừa có tác dụng tổng hợp creatin kinase từ
creatin và ATP và ngược lại, thủy phân creatin phosphat thành creatin, giải
phòng gốc phosphat và năng lượng cung cấp cho sự co cơ. CK có nhiều trong
mô cơ bám xương, cơ tim và não.
4.2 Cấu trúc của phân tử enzym
4.2.1 Cấu tạo của enzym
Enzym có thể có câu tạo là protein thuần như enzym thuộc nhóm thủy
phân (hydrolase).
Enzym có thể là protein tạp. Phần protein được gọi là apoenzym, phần
chất hữu cơ không phải protein đóng vai trò chất cộng tác. Nếu như phần
protein quyết định tính chất của enzym thì chất cộng tác này có vai trò quyết
định hoạt động của enzym, nếu không có chất cộng tác, enzym không hoạt động
được.
Ngoài ra, một số enzym trong thành phần còn có kim loại. Kim loại có
thể nối giữa phần apoenzym và enzym, giữa enzym và cơ chất. Nếu mất kim
loại, enzym mất hoạt tính.
4.2.2 Trung tâm hoạt động của enzym
Trung tâm hoạt động bao gồm những nhóm hoá học và những liên kết
peptid, tiếp xúc trực tiếp vơi cơ chất (hoặc qua vai trò trung gian của phân tử
nước) và những nhóm hoá học, những liên kết peptid, tuy không tiếp xúc trực
tiếp với cơ chất nhưng có chức năng trực tiếp trong quá trình xúc tác.
TTHĐ của enzyme thường bao gồm những acid amin có nhóm hoá học
có hoạt tính cao như serin (-OH), histidin (imidazon), cystein (-SH), lysine (εNH2), tryptọphan (indol), glutamic (γ-COOH). Các gốc acid amin tạo nên
11


TTHĐ của có thể ở những vị trí xa nhau trên chuỗi polypeptide, hoặc ở những
chuỗi polypeptide, hoặc ở những chuỗi polypeptide khác nhau, nhưng vì phân
tử enzyme tồn tại dưới dạng cấu trúc bậc hai, bạc ba, bậc bốn nên chung vẫn có
thể gần kề nhau trong không gian và tạo nên TTHĐ của enzyme. Có những
enzyme có một TTHĐ, nhưng cũng có những enzyme có hai hay nhiều TTHĐ,
cho nên, một phân tử enzyme có thể xúc tác nhiều phản ứng hoá học khác nhau.
Về quan hệ giữa TTHĐ của enzym và cơ chất, người ta cho rằng: chỉ
những cơ chất đặc hiệu, có cấu trúc phân tử thích hợp với TTHĐ của enzyme để
tạo thành phức hợp enzyme-cơ chất (ES) tương ứng đó như “ổ khoá” và “chìa
khoá” và quá trình xúc tác cũng chỉ có thể xảy ra khi cơ chất đã gắn vào TTHĐ
của enzyme (theo quan niệm của Fisher). Tuy nhiên, theo Kosland, TTHĐ của
một số enzym có tính mềm dẻo cao. TTHĐ của những enzym này không có cấu
trúc phù hợp với cơ chất, nhưng khi tiếp xúc với cơ chất, TTHĐ của enzym đã
biến đổi cấu hình cho phù hợp với cơ chất.
4.2.3 Enzym polymer, izozym
Enzym polymer là những enzyme có cấu trúc bậc bốn do nhiều đơn vị
nhỏ cấu tạo nên (gọi là protome), mỗi đơn vị nhỏ là một chuỗi polypeptide.
Trong cơ thể có những enzyme tuy cùng xúc tác một loại phản ứng hoá
học gàn như nhau nhưng tồn tại dưới nhiều dạng phân tử khác nhau và có một
số tính chất lý, hoá, miến dịch khác nhau. Các dạng phân tử khác nhau của một
enzyme được gọi là isozym. Ví dụ, các dạng phân tử của lactic dehydrogenase
(LDH), là enzyme xúc tác phản ứng khử hydro thuận nghịch giữa lactate và
pyruvat.
Phân tử LDH có TLPT khoảng 130.000 đến 140.000 và do bốn đơn vị
nhỏ (protome) cấu tạo nên, mỗi đơn vị nhỏ là một chuỗi polypeptide có TLPT
vào khoảng 35.000. Các chuỗi polypeptide này gồm 2 loại, được ký hiệu là H và
M; loại H chủ yếu thấy ở cơ tim và loại M chủ yếu thấy ở cơ xương. Các chuỗi
này kết hợp với nhau thành 5 dạng phân tử tetrame là LDH 1 (HHHH), LDH2
(HHHHM), LDH3 (HHMM), LDH4 (HMMM), LDH5 (MMMM). Mô tim có
nhiều LDH1 và LDH2; mô cơ xương có rất nhiều LDH4 và LDH5.
4.5 Tiền chất của enzym
Phần lớn các enzyme được tổng hợp trong cơ thể thành những phân tử
enzyme có hoạt tính, nhưng cũng có những enzyme được tổng hợp nên dưới
dạng chưa hoạt động gọi là tiền chất của enzyme. Sau khi loại bỏ một vài đoạn

12


peptid kìm hãm hoạt động hoặc bao vây, che lấp trung tâm hoạt động của
enzyme, enzyme mới hoạt động
Các enzyme thuỷ phân protid (protease) ở ống tiêu hóa do các tế bào của
tuyến tổng hợp dưới dạng tiền chất của enzym nhằm tránh tác dụng phân huỷ
của enzyme đó lên chính các tế bào ống, như pepsinogen; trypsinogen và
chymotrypsinogen của tuyến tuỵ là tiền chất của enzym trypsin và
chymotrepsin. Chỉ khi được bài tiết vào ống tiêu hoá, pepsinogen được hoạt hoá
thành pepsin dưới tác dụng của pepsin và ion H +; trypsinogen được hoạt hoá
thành trypsin dưới tác dụng của trypsin và enterokinase; chymotrypsinogen
được hoạt hoá dưới tác dụng của trypsin và chymotrypsin. Khi các enzyme
protease này được hoạt hóa ngay trong ống tụy, tiêu hóa chính protein của tụy,
gây nên biểu hiện của viêm tụy cấp.
4.6 Cơ chế xúc tác của enzyme
Trong hoạt động xúc tác của enzyme, điều kiện trước hết là cơ chất phải
được gắn vào trung tâm hoạt động của enzyme tạo thành phức hợp enzyme-cơ
chất (ES)
E
+
S
ES
Sự tạo thành phưc hợp này xảy ra rất nhanh chóng và phức hợp này là
chất kém bền vững. Dưới tác dụng của những nhóm hoạt động của enzyme, cấu
tạo điện tử của cơ chất bị biến đổi, những liên kết chịu tác dụng của enzyme bị
căng ra, độ bền vững của liên kết bị giảm đi, hoạt tính hoá học của cơ chất tăng
lên rất nhiều, do đó, chỉ cần năng lượng hoạt hoá nhỏ cũng làm phản ứng xảy ra
nhanh chóng.
Khi phản ứng kết thúc, cơ chất được biến đổi thành sản
phẩm (P) và enzyme được giải phóng (E):
E+S
ES
E+P
4.7 Động học enzyme
4.7.1 Tốc độ của phản ứng enzym
Theo quy ước quốc tế, mỗi đơn vị enzyme nào đó xúc tác sự biến đổi một
micromol cơ chất thành sản phẩm trong một phút dưới những điều kiện quy
định. Tốc dộ của phản ứng enzym thường được xác định qua sự biến đổi nồng
độ cơ chất, hoặc sự biến đổi nồng độ sản phẩm phản ứng, hoặc sự biến đổi nồng
độ coenzyme (trong trường hợp cần coenzyme) trong quá trình phản ứng và
trong môt đơn vị thời gian nhất định.
4.7.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng enzyme

13


4.7.2.1 Nồng độ cơ chất [S]
Trong các phản ứng enzyme,
khi các điều kiện khác như: nhiệt
độ, pH… được giữ hằng định thì tốc
độ phản ứng enzyme (V) phụ thuộc
vào nồng độ cơ chất của nó. Nếu
nồng độ enzym hằng định, nồng độ
cơ chất tăng dần lên thì tốc độ phản
ứng enzyme sẽ tăng dần lên đến tôc Hình 1: Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất
độ cực đại (Vmax).
tới tốc độ phản ứng
Điều đó nói lên rằng tất cả các phân tử enzyme sắp bão hoà cơ chất, hay
nói cách khác, tất cả các trung tâm hoạt động của enzyme đã được kết hợp với
cơ chất, đã tham gia vào quá trình xúc tác thì dù có tăng nồng độ cơ chất lên bao
nhiêu, tốc độ phản ứng cũng không tăng lên được nữa. Trong các phản ứng
enzyme, muốn đạt tới tốc độ cực đại, nồng độ phân tử của cơ chất phải lớn hơn
nồng độ phân tử của enzyme hàng triệu lần và bao giờ cũng ở trạng thái thừa cơ
chất. Theo thuyết Michaelis – Meten, khi V = ½ Vmax thì Km (hằng số
Michaelis) = [S].
4.7.2.2 Tác dụng của nhiệt độ
Trong các phản ứng enzyme, nhiệt độ
có tác dụng làm tăng tốc độ của phản ứng
lên tốc độ cực đại và khi enzyme chưa bị
biến tính thì mỗi khi tăng nhiệt độ lên 10 độ,
tốc độ phản ứng sẽ tăng lên khoảng hai lần;
khi nhiệt độ tăng lên khoảng 60- 70 oC thì
phần lớn enzyme mất hẳn hoạt tính và nhiệt
Hình 2: Ảnh hưởng của pH tới tốc độ
độ này được gọi là nhiệt độ tới hạn.
phản ứng
Nói chung, nhiệt độ thích hợp của enzyme gần với nhiệt độ của cơ thể.
Các enzyme của động vật có nhiệt độ thích hợp khoảng 40 oC. Ở nhiệt độ thấp,
hoạt độ của enzyme giảm đi. Ở nhiệt độ 0 oC, hoạt đọng của nhiều enzyme
không còn đáng kể. Khi tăng nhiệt độ lên thì hoạt tính enzyme lại tăng theo vì
enzyme không bị biến tính ở nhiệt độ lạnh. Người ta sử dụng đặc tính này để
bảo quản enzyme, thường là ở 0 oC hoặc nhiều khi ở -20oC hay -30oC hoặc thấp
hơn nữa.
4.7.2.3 Tác dụng của pH
14


Enzym rất nhạy cảm với pH của môi trường, pH có tác dụng rất lớn đối
với tốc độ phản ứng enzyme. Mỗi enzyme có một pH tối ưu cho sự hoạt động
của nó, ở pH đó, tốc độ của phản ứng enzyme tốt nhất. Với những pH lớn hơn
hoặc nhỏ hơn pH tối ưu, tốc độ phản ứng enzm giảm dần. Có nhiều enzyme có
pH tối ưu ở vùng rất kiềm như phosphatase kiềm (pH tối ưu 9 – 10) hoặc ở vùng
rất acid như pepsin (pH tối ưu = 1.5).
pH ảnh hưởng tới trạng thái ion hoá của phân tử enzyme, nhất là các
nhóm hoạt động của enzyme (trung tâm hoạt động của enzyme) và trạng thái
ion hoá của cơ chất, ảnh hưởng đến độ bền vững của phân tử enzyme và ảnh
hưởng đến sự kết hợp giữa enzyme và phần phụ không phải protein.
4.7.2.4 Tác dụng của ion kim loại
Có những ion kim loại hầu như tuyệt đối cần thiết cho sự hoạt động của
một số enzyme, đồng thời cũng có những kim loại như Ag +, Hg+, Pb3+ có độc
tính rất cao với hầu hết các enzyme. Một số ion kim loại ức chế enzym này
nhưng lại hoạt hoá enzyme khác. Có những ion kim loại ức chế một enzyme ở
nồng độ này nhưng lại hoạt hoá chính enzyme đó ở nồng độ khác.
Kim loại tác động vào phân tử protein của enzyme nói chung hoặc trung
tâm hoạt động và ức chế xúc tác của enzyme.
4.7.2.5 Tác dụng của các chất hoạt hoá
Chất hoạt hoá là chất có khả năng làm tăng hoạt động xúc tác của enzyme
hoặc làm cho enzyme không hoạt động trở thành hoạt động. Ví dụ: anion Cl - có
tác dụng hoạt hoá α amylase, các anion khác họ halogen như F -, Br-, I- cũng có
tác dụng hoạt hoá enzyme này nhưng yếu hơn. Glutathion có tác dụng hoạt hoá
nhiều enzyme như các loại protease thực vật, một số enzyme oxy hoá khử có
nhóm chức năng là –SH. Cystein cũng là chất hoạt hoá nhiều loại enzyme có
nhóm –SH hoạt động. Ngoài ra, nhiều ion kim loại cũng có tác dụng hoạt hoá
enzyme. Một số tác giả coi coenzyme và vitamin cũng là những chất hoạt hoá
enzyme.
4.7.2.6 Tác dụng của các chất ức chế
Các chất ức chế là những chất khi kết hợp với enzyme sẽ làm giảm hoặc
gây biến tính phân tử enzym hoạt động xúc tác của enzyme. Các chất gây biến
tính phân tử protein được gọi là chất ức chế không đặc hiệu, nó không chỉ tác
động vào trung tâm hoạt động hoặc một điểm kết hợp nào đó trên phân tử
enzyme mà còn có tác dụng làm biến tính bất kỳ phân tử enzyme nào. Trái lại,

15


chất ức chế đặc hiệu là chất có thể kết hợp với trung tâm hoạt động của enzyme
hoặc với enzyme, làm trở ngại cho việc kết hợp enzyme - cơ chất bình thường,
làm enzyme bị giảm ái lực đối với cơ chất, do đó, số phân tử enzyme còn lại có
thể tham gia phản ứng bị gỉảm đi và làm giảm tốc độ phản ứng. Nói cách khác,
ức chế đăc hiệu là qua trình tác động vào những trung tâm phản ứng đặc biệt
của enzyme, còn ức chế không đặc hiệu là quá trình gây biến tính phân tử
enzyme.
Các chất ức chế có thể là những ion kim loại, những anion, những hợp
chất hữu cơ đặc hiệu hoặc là các protein, peptid.
Dựa vào cách tác dụng của các chất ức chế đối với enzyme, có thể chia
làm 2 loại ức chế: ức chế cạnh tranh và ức chế không cạnh tranh. Một số chất ức
chế cạnh tranh với enzyme này nhưng lại là chất ức chế không cạnh tranh đối
với enzyme khác, hoặc có khi là chất ức chế đặc hiệu đối với enzyme thứ ba, do
đó, cần phải xác định hiện tượng ức chế của từng enzyme.
Ức chế cạnh tranh xảy ra với những enzyme có tính đặc hiệu tuyệt đối.
Chất ức chế có cấu trúc gần giống với cơ chất (hoặc coenzyme của nó), gắn trực
tiếp lên TTHĐ, làm cho cơ chất không có khả năng gắn vào TTHĐ, gọi là chất
ức chế cạnh tranh. Sự kết hợp giữa enzyme với cơ chất là một quá trình thuận
nghịch. Nếu tăng nồng độ cơ chất vượt xa nồng độ chất ức chế thì có thể làm
cho phản ứng ngược trở lại, và khắc phục được hiện tượng ức chế, ngược lại
nếu tăng nồng độ chất ức chế lên thì có thể làm cho enzyme bị ức chế hoàn
toàn.
Sự ức chế cạnh tranh có nhiều ứng dụng thực tế, nhất là trong điều trị
chống nhiễm khuẩn. Sulfamid có cấu tạo tương tự như acid para aminobenzoic,
chất này là chất quan trọng để tổng hợp acid folic, một coenzyme quan trọng
cho sự phát triển của vi khuẩn. Các sulfamid ức chế cạnh tranh acid para amino
benzoic ở trung tâm hoạt động của enzyme vi khuẩn, enzyme này xúc tác biến
đổi acid para amino benzoic thành acid folic, do đó, quá trình tổng hợp acid
folic bị ức chế và sự phát triển của vi khuẩn cũng bị ức chế bởi sulfamid.
Chất ức chế cạnh tranh cũng được ứng dụng trong điều trị bằng hoá học
chống bệnh ung thư: nhiều chất chống chuyển hoá có cấu tạo tương tự với các
base nitơ (nhân purin và pyrimidin) như 5-fluorouracil, ức chế qua trình tổng
hợp acid nucleic và như vậy, ức chế quá trình phân chia tế bào mà quá trình này
lại phát triển rất nhanh ở các tổ chức ung thư. Có điều đáng tiếc là những chất
chống chuyển hoá cũng có tác dụng với tổ chức lành.

16


Trong hiện tượng ức chế không cạnh tranh, mức độ ức chế không phụ
thuộc vào nồng độ cơ chất, chỉ phụ thuộc vào nồng độ chất ức chế và không thể
khắc phục hiện tượng ức chế bằng cách tăng nồng độ cơ chất một cách đơn
giản. Sự ức chế này là do chất ức chế tác động lên một điểm bất kỳ gây biến đổi
cấu trúc, biến tính phân tử enzyme, làm cho enzyme mất hoạt tính. Ví dụ:
ethylen diamin tetraaceta (EDTA) gắn với ion Mg ++ của một số enzyme, dẫn tới
ức chế enzyme này.
4.8 Enzym dị lập thể
Một sô enzyme, ngoài trung tâm hoạt động làm chức năng xuc tác còn có
một loại trung tâm khác làm nhiệm vụ điều chỉnh hoạt tính enzyme, gọi là trung
tâm điều chỉnh hay trung tâm dị lập thể. Tuy trung tâm điều chỉnh hay trung tâm
xúc tác có tác dụng tương hỗ với nhau nhưng là hai loại cấu trúc khác biệt
nhau.Chât hoạt hoá dị lập thể hay yếu tôs dị lập thể dương là những yếu tố dị
lập thể làm thuận lợi cho việc kết hợp cơ chất vào trung tâm hoạt động và làm
tăng hoạt tính của enzyme.
4.9. Chât cộng tác của enzym (coenzym)
Nhiều loại enzyme trong quá trình xúc tác đòi hỏi phải có sự phối hợp với
một chất hữu cơ đặc hiệu được gọi là coenzyme hay nhóm phụ, đôi khi là ion
kim loại. Những chất hữu cơ đặc hiệu và các ion kim loại có vai trò như vậy
được gọi là chất cộng tác của coenzyme (cofactor).
Coenzym thường hoạt động với những số lượng rất nhỏ so với lượng cơ
chất và thường sau mỗi phản ứng, coenzyme có thể trở về trạng thái ban đầu
(nhờ một hệ thống enzyme khác), để tiêp tục tham gia phản ứng. Số lượng các
loại coenzyme tương đối ít, một loại coenzyme có thể phối hợp với nhiều
enzyme. Ví dụ, NAD+, NADP+ có thể phối hợp với rất nhiều enzyme kkhử
hydro (dehydrogenase). Ngoài các coenzyme quen thuộc, nhiều chất chuyển hoá
17


đóng vai trò trung gian trong các quá trình chuyển hoá cũng mang những đặc
tính của coenzyme như acid ascorbic, glucose 1-6 diphosphat…
Về cấu tạo hoá học, rất nhiều coenzyme có cấu trúc của một nucleotide
đơn hoặc đôi hoặc một phần cấu tạo phân tử của chúng là cấu trúc nucleotide.
Một số coenzyme là những nhóm hem. Coenzym có liên quan chặt chẽ với
nhiều loại vitamin. Trong thành phần cấu tạo của nhiều loại coenzyme có
chứa vitamin. Cơ thể động vật bậc cao không có khả năng tự tổng hợp
vitamin, nhưng có khả năng tổng hợp coenzyme từ những vitamin tương
ứng.
Những coenzyme thường gặp là những chất cộng tác tương của những
enzyme oxy hóa khử và những enzyme vận chuyển nhóm.
Coenzym oxy hoá khử được chia làm 5 nhóm: nhóm nicotinamid, nhóm
flavin, nhóm quinon, nhóm metaloporphyrin (porphyrin gắn sắt) và porphyrin
không gắn sắt. Các nhóm này khác nhau về thế năng oxy hoá khử, về số điện tử
được vận chuyển trong quá trình chuyển từ dạng khử sang dạng oxy hoá. Ba
nhóm đầu trao đổi ion hydro và các phản ứng do chúng xúc tác đều thuộc loại
vận chuyển hydro. Hai nhóm sau chỉ trao đổi điện tử và các phản ứng do chúng
xúc tác đều thuộc nhiều loại khác nhau. Thế năng oxy hoá khử của loại này thay
đổi rất nhiều, tuỳ thuộc vào các phân tử protein mà chất cộng tác gắn vào.
Các coenzyme vận chuyển nhóm chia làm hai loại chính. Nhóm thứ nhất
gồm có coenzyme A, glutathione, acid lipoic và S-adenosyl- methionin; phần
hoạt động chính của các phân tử nhóm này là một nguyên tử lưu huỳnh (S),
Nhóm thứ hai gồm bỉotin, thiamin pyrophosphate, pyridoxal phosphate và acid
folic. Tác dụng của những chất này chủ yếu là nhờ một hệ thống liên hợp bao
gồm một dị nguyên tử. Với tác dụng của dị nguyên tử, bộ phận phản ứng của
coenzyme được ion hoá thành anion. Sự ion hoá này đã tạo ra giai đoạn mở đầu
quá trình phản ứng.
4.9.1 Coenzym oxy hóa – khử
* Coenzym Nicotinamid
Trong loại này thường gặp hai chất chính là Nicontinamid Adenin
Dinucleotid (NAD) và Nicotinamid Dinucleotid Phosphat (NADP).Thành phần
cấu tạo của chúng đều có: một phân tử Nicotinamid, một phân tử Adenin, hai
phân tử Ribose và hai phân tử acid phosphoric. Riêng NADP có thêm một gốc
phosphat thứ ba.NAD thường tham gia vào những phản ứng oxy hoá khử để
cung cấp năng lượng cho cơ thể, còn NADP thường tham gia phản ứng sinh
tổng hợp.

18


Cơ chế phản ứng: NAD+ + 2H+ NADHH+ và
NADP+ + 2H+ NADPHH+
* Coenzym Flavin
Loại này thường gặp hai chất quen thuộc là Flavin Mono Nucleotid
(FMN) và Flavin Adenin Dinucleotid (FAD). Cả hai chất này đều có nhân
Flavin, chính nhân này là bộ phận trực tiếp tham gia vào phản ứng oxy-hoá khử.
Cơ chế phản ứng: FAD + 2H+
FADH2
+
FMN + 2H
FMN2
* Coenzym Quinon
Coenzym này được gọi là coenzyme Q hay Ubiquinon. Trên thực tế, có
hàng loạt coenzyme quinon, đều là dẫn xuất của benzo-quinon và đều có một
mạch nhánh dài gồm nhiều gốc terpen.
Coenzym Q ở loài động vật có vú thường có mạch dài tới 10 gốc terpen,
gọi là coenzyme Q10 (n=10). Tất cả những chất này đều là những coenzyme
oxy hoá khử. Vitamin K và vitamin E cũng được xếp vào loại chất này.
Cơ chế phản ứng: CoQ + 2H+
CoQH2
* Coenzym Hem (Metaloporphyrin)
Có nhiều enzyme cần chất cộng tác là nhóm Hem, ví dụ như hệ thống
cytocrom, catalase, peroxydase và một số oxydase. Vai trò của các enzyme này
là vận chuyển điện tử nhờ khả năng biến đổi thuận nghịch của sắt (Fe) giữa
trạng thái sắt II (Fe++) và sắt III (Fe+++).
4.9.2 Coenzym vận chuyển nhóm
* Coenzym A
Câu tạo của coenzyme này gồm có một gốc 3’, 5’ diphosphoadenosin liên
kết với một phân tử 4-phosphopatethein. Phần patethein có nhóm thio (-SH)
hoạt động. Coenzym này làm nhiệm vụ vận chuyển nhóm acyl (gốc acid) và
tham gia phần lớn các phản ứng ngưng tụ tạo ra những chuỗi carbon dài hơn.
Trong quá trình tổng hợp acid béo, phosphopatethein được gắn chặt vào thành
phần protein qua liên kết este giữa gốc acid phosphoric của nó với gốc serin,
của apoprotein.
* Glutathion
* Thiamin pyrophosphate: vận chuyển CO2
* Pyridoxal phosphate: vận chuyển nhóm NH2
* Coenzym lipoic (acid lipoic): vận chuyển nhóm CO2
* S-adenosyl methionin

19


Trong hoá sinh, methyl là hoá là phản ứng rất quan trọng và methionin là
chất cung cấp nhóm methyl quan trọng nhất.
Bảng 3: Liên quan giữa coenzyme và vitamin
Loại enzym
Coenzym
Vitamin
1. Oxydoreductase
Nicotinamid (NAD, NADP)
Vitamin PP
2.Transferase

4. Lyase
5. Isomerase

Flavin (FAD, FMN)
Coenzym A

Vitamin B2
Acid pantothenic

Tetrahydrofolic

Acid folic

Pyridoxal phosphate

Vitamin B6

Thiamin pyrophosphate

Vitamin B1

Biotin

Vitamin H

Methyl Colabamin
Thiamin pyriphosphat
Cabamid

Vitamin B12
Vitamin B1
Vitamin B12

5. Acid Nucleic
Nucleotid là protein tạp, trong thành phần có chứa base nitơ, đường
pentose và acid phosphoric. Necleotid đóng vai trò quan trọng trong cơ thể
sống.
Acid nucleic bao gồm acid deoxyribose nucleic (ADN) và acid ribose
nucleic (ARN), vật chất thông tin di truyền. ADN qui định trình tự sắp xếp của
các mononucleotid trong ARN tương ứng và các acid amin trong protein.
Những đoạn ADN chứa các thông tin di truyền cho việc tổng hợp ARN, protein
gọi là các gen. ARN gồm các loại ARN ribosom, ARN thông tin, ARN vận
chuyển. Các loại ARN đều tham gia vào quá trình sinh tổng hợp protein.
5.1 Thành phần cấu tạo:
5.1.1 Base nitơ
Base nitơ của acid nucleic là dẫn xuất của hai hợp chất dị vòng có gốc
pyrimidin và purin. Các nguyên tử carbon và nitơ trong base nitơ được ghi theo
thứ tự qui ước.
Dẫn xuất của pyrimidin gồm:
- Cytosin (2-hydroxy -6- aminopyrimidin)
- Uracil (2,6 dihydroxy pyrimidin)
-Thymin (2,6 dihydroxy -5 methyl pyrimidin) hay 5 methyluracil
Dẫn xuất của purin gồm:
- Guanin (2-amino-6hydroxypurin)
- Adenin (6-aminopurin)
20


5.1.2 Pentose
Các pentose tham gia cấu tạo nucleotid có hai loại là βD ribose và
2’deoxy βD ribose. Trong pentose của các nucleotid, các nguyên tử carbon được
ghi số theo thứ tự kèm dấu phảy (‘) theo qui định.
Trong phân tử nucleotid, base nitơ ở vị trí số 5 liên kết với C1 của pentose
và pentose liên kết với acid phosphoric ở C 5’. Nucleotid mà trong thành phần
không có acid phosphoric được gọi là nucleosid.
Các nucleotid và nucleosid trong thành phần cấu tạo có pentose ribose
được gọi là ribonucleosid và ribonucleotid, chúng có trong thành phần của
ARN. Các nucleosid và nucleotid trong thành phần cấu tạo có đường pentose là
deoxyribose được gọi tên chung là deoxyribonucleosid và deoxyribonucleotid,
có trong thành phần của ADN.
Bảng 4: Danh pháp của nucleosid và nucleotid
Base nitơ
Nucleosid
Nucleotid
Acid nucleic
Adenin
Adenosin
(AMP, ADP, ATP)
ARN
Deoxyadenosin
(dAMP. dADP, dATP)
ADN
Guanin
Guanosin
(GMP, GDP, GTP)
ARN
Deoxyguanosin
(dGMP, dGDP, dGTP)
ADN
Cytosin
Cytidin
(CMP, CDP, CTP)
ARN
Deoxycytidin
(dCMP, dCDP, dCTP)
ADN
Thymin
Deoxythymidin
(dTMP, dTDP, dTTP)
ADN
Uracil
Uridin
UMP, UDP, UTP
ARN
5.2Chức năng của các nucleotid
- Vai trò cấu tạo: các nucleotid là đơn vị cấu tạo của acid nucleic, mang
thông tin di truyền; cấu tạo coenzym của enzym.Ví dụ, adenyl tham gia vào
thành phần cấu tạo của một số coenzym như: NAD, NADP, FAD, FMN,
HSCoA. S-adenosyl
- Vận chuyển năng lượng hóa học trong tế bào: các nucleosid triphosphat
là nguồn năng lượng hóa học để cung cấp cho các phản ứng hóa học, trong đó
ATP được sử dụng rộng rãi hơn cả. UTP, GTP và CTP được sử dụng trong các
phản ứng đặc biệt. Ví dụ:
+ ATP tham gia hoạt hóa các chất hữu cơ cho chuỗi các phản ứng chuyển
hóa hóa/tổng hợp
+ UTP tham gia phản ứng liên hợp glucuronic
+ GTP cung cấp năng lượng trong phản ứng tạo adenin và sinh tổng hợp
protein

21


+ CTP tham gia tổng hợp các glycerophospholipid
Năng lượng được tích lũy trong liên kết đồng hóa trị của phosphat trong
nucleotid (anhydrid phosphoric). Thủy phân ATP thu được 12,4 kcal/mol.
- Tham gia chất truyền tin thứ 2: chất thông tin thứ hai này thường là
nucleotid, nucleotid hay gặp là adenin nucleotid như AMP vòng và guanin
nucleotid như GMP vòng.
5.3 Chuyển hóa nucleotid
5.3.1 Thoái hóa của purin
Các purin thoái hóa theo hóa theo con đường như hình 3. Nhóm phosphat
được loại bỏ dưới tác dụng của 5 nucleotidase. Adenosin nucleotid tạo thành
adenosin. Adenosin bị khử amin thành inosin dưới tác dụng của adenosin
deaminase. Inosin bị thủy phân giải phóng hypoxanthin và D.ribose dưới tác
dụng của nucleosidase. Hypoxanthin oxy hóa thành xanthin rồi thành acid uric
dưới tác dụng của xanthin oxydase là một flavoenzym có chứa molybden và
trung tâm sắt – lưu huỳnh (Fe-S) trong nhóm hoạt động. Oxygen là chất nhận
điện tử trực tiếp trong phản ứng này.
Trong niêm mạc ruột non người ta thấy enzym adenosin desaminase hoạt
động rất mạnh. Chức năng sinh học của enzym này là bảo vệ cơ thể tránh khỏi
tác dụng mạnh mẽ của adenosin. Adenosin trên cơ thể động vật có vú có tác
dụng làm chậm hoạt động của tim, giảm huyết áp, giảm cường tính của cơ ruột
non và hoạt hóa tử cung.
Guanylat (guanosin nucleotid) bị thủy phân thành guanosin dưới tác dụng
của 5’ nucleotidase. Guanosin tiếp tục bị thủy phân giải phóng guanin tự do và
D.ribose dưới tác dụng của nucleotidase. Guanin lại chịu sự thủy phân loại bỏ
nhóm amin để tạo thành xanthin nhờ guanin desaminase, xanthin biến đổi thành
acid uric nhờ enzym xanthinoxydase. Ở người, sản phẩm thoái hóa cuối cùng
của base purin là acid uric. Nồng độ acid uric trong máu người bình thường
khoảng 3-5 mg/100ml. Lượng acid uric trong nước tiểu khoảng 0.3 – 0.8 g/24h.
Lượng acid uric thay đổi theo chế độ ăn. Chế độ ăn nhiều gan, bầu dục,
lượng acid uric trong nước tiểu tăng. Trong bệnh Gout (bệnh thống phong),
bệnh tăng bạch cầu, lượng acid uric trong máu có thể tăng tới 7-8g/100ml.
Trong bệnh gout có sự lắng đọng urat trong một số tổ chức, thường ở tổ chức
sụn, bao gân, túi nhày của các khớp, đôi khi cả trong thận, da và cơ. Xung
quanh chỗ ứ đọng urat kết tinh là tổ chức viêm, hình thành tổ chức hạt bao
quanh các mô chết. Bằng cách đó tạo các hạt gout to nhỏ khác nhau, thường gặp
ở các khớp ngón tay, ngón chân, sụn loa tai gây viêm khớp mạn tính và biến

22


dng khp. Thng cỏc bnh nhõn khp cú xu hng x cng ng mch, tng
huyt ỏp. Nguyờn nhõn ca bnh gout cũn cha rừ, nhng ngi ta cho rng cú
s thiu ht mt s enzym tham gia quỏ trỡnh chuyn húa purin. Bnh gout cú
th iu tr bng cỏch phi hp gia ch n gim lng gan, bu dc v cỏc
sn phm ca cỏc tuyn cựng dựng thuc. Allopurinol l cht c ch xanthin
oxydase. Khi xanthinoxydase b c ch, sn phm chuyn húa purin l xanthin
v hypoxanthin, hai cht ny d tan trong nc hn acid uric.
S thiu ht adenosin desaminase gõy bnh thiu min dch trm trng
ngi.

Hỡnh 3: S thoỏi húa base nitrow nhõn purin
6. Hemoglobin (Hb)
6.1 i cng v Hb
Hemoglobin có bản chất là một protein tạp, dạng hình cầu, thuộc nhóm
chromoprotein, có nhóm ngoại là hem, Hemoglobin là một phân tử tetramer
chứa 4 chuỗi polypeptid và 4 nhóm ngoại hem. Mỗi tiểu phân Hb có trọng lợng
phân tử là 17.000, nh vậy phân tử Hb có trọng lợng phân tử đầy đủ là 68.000.
Thành phần cấu tạo chính của hem là porphyrin. Porphyrin kết hợp vi
ion Fe++ to hem. Sắt trong hemoglobin dỏnh 4 liên kết với nitơ của porphyrin,
liên kết thứ năm là liên kết giữa Fe ++ với his ở đoạn xoắn F8 của mỗi chuỗi
globin (vị trí His gần), liên kết thứ 6 của sắt với oxy. Phân tử 2,3 DPG nằm ở
trung tâm Hb, có ảnh hởng lớn đến ái lực của oxygen của Hb. 2,3 DPG làm
giảm ái lực của Hb với oxy. Globin ở hemoglobin A1 ngời trởng thành gồm bốn
chuỗi: 2 chuỗi và 2 chuỗi . Chuỗi do 141 acid amin, chuỗi do146 acid
amin cấu tạo nên. Các chuỗi tơng tác với nhau theo các liên kết peptid.

23


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×