Khi bạn đọc bài báo này, các quá trình sinh học và hóa học khác nhau xảy ra trong cơ thể. Các quá trình trong cơ thể không thể tách rời vai trò của các phân tử rất nhỏ, bao gồm cả các enzym, một trong số chúng. Tìm hiểu các enzym là gì, cách chúng hoạt động và các yếu tố ảnh hưởng đến cách chúng hoạt động trong cơ thể.
Enzyme là gì?
Enzyme là các phân tử xúc tác có thể tăng tốc độ phản ứng hóa học trong tế bào. Đối với vai trò này, các enzym đóng một vai trò quan trọng trong sự sống và cần thiết trong các quá trình sinh học và hóa học khác nhau trong cơ thể. Một số loại enzym giúp phá vỡ các phân tử lớn thành các mảnh nhỏ hơn - giúp cơ thể hấp thụ dễ dàng hơn. Ngoài ra còn có các enzym khác giúp liên kết hai phân tử thành một hợp chất mới. Chức năng của các enzym cũng cần thiết trong quá trình lưu trữ và giải phóng năng lượng, sinh sản, hô hấp và thậm chí cả thị giác. Tuy nhiên, điều thú vị là mỗi enzym chỉ hoạt động cho một loại phản ứng hóa học cụ thể trong cơ thể. Phân tử là đối tượng của enzym trong phản ứng hóa học được gọi là cơ chất. Trong khi đó, các phân tử sinh ra từ các phản ứng hóa học được hỗ trợ bởi các enzym được gọi là các sản phẩm. Cơ chất sẽ trải qua quá trình biến đổi thành sản phẩm trong phần enzyme được gọi là vị trí hoạt động (trang web đang hoạt động). Một số loại enzym không thể hoạt động nếu không có sự trợ giúp của các phân tử phi protein được gọi là đồng yếu tố. Ví dụ, enzyme carbonic anhydrase không thể hoạt động nếu không có sự trợ giúp của các ion kẽm để thực hiện chức năng duy trì sự cân bằng axit-bazơ của cơ thể.Enzyme hoạt động như thế nào
Cách thức hoạt động của enzyme có thể được giải thích thông qua hai mô hình, đó là mô hình khóa và chìa khóa cũng như trong các mô hình cảm ứng phù hợp. Sự khác biệt là gì?1. Mô hình khóa và chìa khóa
Mô hình khóa và chìa khóa là cách thức hoạt động cũ của enzym được đặt ra vào năm 1894. Trong mô hình này, quá trình hoạt động của enzym liên quan đến vị trí hoạt động có dạng hình học theo dạng hình học của một chất nền cụ thể. Bởi vì chúng phải có hình dạng hình học phù hợp, chỉ các chất nền cụ thể mới có thể xâm nhập vào vị trí hoạt động của enzym nếu chúng khớp - giống như các mảnh câu đố hoặc một chìa khóa và một chìa khóa (khóa và chìa khóa).2. Mô hình cảm ứng phù hợp
Mô hình khóa và chìa khóa hiện đã được cập nhật với một mô hình được gọi là mô hình cảm ứng phù hợp. Không giống như một người mẫu khóa và chìa khóa cứng nhắc, mô hình cảm ứng phù hợp cho rằng enzim có hình dạng mềm dẻo và cơ chất có khả năng xác định hình dạng cuối cùng của enzim để bắt đầu quá trình phản ứng. Trong mô hình cảm ứng phù hợp, Người ta cũng giải thích rằng một số hợp chất có thể liên kết với các enzym nhưng không phản ứng. Điều này có thể xảy ra khi enzym bị thay đổi hình dạng quá mức. [[Bài viết liên quan]]Các yếu tố ảnh hưởng đến cách thức hoạt động của enzym
Vị trí hoạt động của enzim là nơi để xảy ra các phản ứng hóa học nên rất nhạy cảm với môi trường enzim. Các yếu tố ảnh hưởng đến cách thức hoạt động của enzym bao gồm:1. Nhiệt độ
Hầu hết các enzym hoạt động tối ưu ở nhiệt độ cơ thể bình thường, khoảng 37 độ C. Nếu nhiệt độ trong môi trường enzym giảm nhẹ thì hiệu quả của enzym có xu hướng chậm lại. Sự thay đổi nhiệt độ vượt quá giới hạn chịu đựng của enzym có thể ảnh hưởng đến các liên kết hóa học tại vị trí hoạt động của enzym. Điều kiện này khiến vị trí đang hoạt động có nguy cơ kém "khôn ngoan" hơn trong việc liên kết với chất nền cụ thể của nó. Nếu nhiệt độ trong môi trường enzyme quá cao, enzyme có nguy cơ bị biến tính làm mất hình dạng và khả năng tăng tốc độ phản ứng.2. pH
Sự cân bằng của axit và bazơ cũng ảnh hưởng đến chức năng và hoạt động của các enzym. Các gốc axit amin trên vị trí hoạt động của enzym thường có tính chất kiềm hoặc axit. Nếu pH thay đổi, chẳng hạn như axit trở thành kiềm hoặc ngược lại, cơ chất sẽ khó liên kết với enzym. Ví dụ, các enzym trong ruột hoạt động tối ưu ở độ pH 7,5. Trong khi đó, các enzym trong dạ dày hoạt động hiệu quả ở pH 2 vì môi trường của cơ quan này thực sự có tính axit hơn.Một số ví dụ về các enzym nổi tiếng
Dưới đây là một vài ví dụ về các enzym mà bạn có thể đã biết:- Enzyme lipase, có vai trò phân hủy chất béo để có thể hấp thụ trong ruột.
- Enzyme amylase, có trong nước bọt để chuyển hóa tinh bột thành đường
- Enzyme maltase. Enzyme này trong nước bọt có vai trò chuyển đổi maltose (disaccharide) thành glucose (monosaccharide).
- Enzyme trypsin, tham gia vào quá trình tiêu hóa protein thành các axit amin
- Enzyme lactase, có vai trò chuyển hóa đường lactose trong sữa thành glucose và galactose