Trả lời nhanh
Nhận định “Trung tâm hoạt động của một enzyme là vùng tham gia trực tiếp vào phản ứng xúc tác của enzyme” là ĐÚNG. Trung tâm hoạt động là một vùng nhỏ (dạng khe hoặc túi) trên phân tử enzyme, có hình dạng và tính chất phù hợp với cơ chất. Cơ chất liên kết ở đây để tạo phức enzyme – cơ chất rồi biến đổi thành sản phẩm.
Trung tâm hoạt động của enzyme là gì?
Enzyme là protein (một số ít là RNA) có vai trò xúc tác sinh học. Nhưng không phải toàn bộ phân tử enzyme trực tiếp làm việc với cơ chất. Chỉ một vùng nhỏ, gọi là trung tâm hoạt động, mới đảm nhiệm việc này.
Vùng này thường là một khe hoặc túi lõm, do một số ít amino acid tạo nên nhờ sự cuộn gấp của chuỗi polypeptide. Các amino acid ở đó có thể nằm xa nhau trên chuỗi, nhưng khi chuỗi cuộn lại thì chúng được đưa sát nhau.
Chức năng của trung tâm hoạt động
- Nhận biết và liên kết đặc hiệu với cơ chất: hình dạng và điện tích của khe khớp với một loại cơ chất nhất định. Vì vậy mỗi enzyme thường chỉ xúc tác cho một hoặc một nhóm phản ứng.
- Tạo phức enzyme – cơ chất: cơ chất gắn tạm thời vào trung tâm hoạt động bằng các liên kết yếu.
- Xúc tác biến đổi cơ chất thành sản phẩm: các nhóm chức của amino acid ở trung tâm hoạt động làm giảm năng lượng hoạt hoá, nên phản ứng xảy ra nhanh hơn.
- Giải phóng sản phẩm và giữ nguyên enzyme: sau phản ứng, enzyme trở lại trạng thái ban đầu để tiếp tục xúc tác.
Có thể ghi nhớ bằng sơ đồ: Enzyme + Cơ chất → Phức enzyme – cơ chất → Enzyme + Sản phẩm.
Vì sao nói trung tâm hoạt động quyết định tính đặc hiệu?
Hãy hình dung ổ khoá và chìa khoá: ổ khoá là trung tâm hoạt động, chìa khoá là cơ chất. Chỉ chìa có hình dạng phù hợp mới mở được khoá. Mô hình hiện đại hơn là “khớp cảm ứng”: khi cơ chất đến, trung tâm hoạt động hơi biến đổi hình dạng để ôm sát cơ chất hơn.
Vì thế, bất cứ yếu tố nào làm thay đổi cấu trúc không gian của trung tâm hoạt động đều làm enzyme giảm hoặc mất hoạt tính:
- Nhiệt độ quá cao hoặc pH quá lệch làm biến tính protein, khe hoạt động mất hình dạng.
- Chất ức chế cạnh tranh có hình dạng giống cơ chất, chiếm chỗ ở trung tâm hoạt động nên cơ chất không gắn vào được.
- Chất ức chế không cạnh tranh gắn vào vị trí khác của enzyme, làm biến đổi hình dạng trung tâm hoạt động từ xa.
Lỗi sai thường gặp
| Nhận định sai | Sửa lại |
|---|---|
| Toàn bộ phân tử enzyme đều là trung tâm hoạt động. | Chỉ một vùng nhỏ của enzyme là trung tâm hoạt động. |
| Trung tâm hoạt động gắn với mọi loại cơ chất. | Chỉ gắn với cơ chất có hình dạng, tính chất tương thích (tính đặc hiệu). |
| Enzyme bị biến đổi vĩnh viễn sau mỗi phản ứng. | Enzyme được giữ nguyên và dùng lại nhiều lần. |
| Trung tâm hoạt động là nơi chất ức chế nào cũng bám vào. | Chỉ chất ức chế cạnh tranh bám vào đây; chất ức chế không cạnh tranh bám ở vị trí khác. |
Mẹo nhớ nhanh
Hãy nhớ “TÂM = nơi Tiếp nhận cơ chất, Âm thầm xúc tác, Mở ra giải phóng sản phẩm”. Khi gặp câu hỏi về chức năng, hãy tìm các cụm từ: liên kết với cơ chất, xúc tác phản ứng, tạo phức enzyme – cơ chất.
Bài luyện tập
- Đúng hay sai: “Sau khi enzyme bị đun sôi lâu, cơ chất vẫn gắn vào trung tâm hoạt động như bình thường.”
Đáp án: Sai. Nhiệt độ cao làm biến tính enzyme, trung tâm hoạt động mất hình dạng nên cơ chất không gắn đặc hiệu được. - Điền khuyết: Cơ chất liên kết với trung tâm hoạt động tạo thành phức ………
Đáp án: enzyme – cơ chất. - Giải thích: Vì sao amylase trong nước bọt phân giải tinh bột nhưng không phân giải protein?
Đáp án: Trung tâm hoạt động của amylase chỉ có hình dạng phù hợp với tinh bột, không khớp với protein nên không tạo được phức enzyme – cơ chất với protein.
Câu hỏi thường gặp
Trung tâm hoạt động của enzyme có chức năng gì?
Trung tâm hoạt động liên kết đặc hiệu với cơ chất để tạo phức enzyme – cơ chất, đồng thời xúc tác biến đổi cơ chất thành sản phẩm bằng cách giảm năng lượng hoạt hoá.
Trung tâm hoạt động có phải toàn bộ phân tử enzyme không?
Không. Đó chỉ là một vùng nhỏ dạng khe hoặc túi trên phân tử enzyme, do một số amino acid tạo nên. Phần còn lại giúp duy trì cấu trúc không gian.
Vì sao enzyme có tính đặc hiệu?
Do hình dạng và tính chất hoá học của trung tâm hoạt động chỉ tương thích với một loại cơ chất nhất định, giống chìa khoá chỉ khớp với một ổ khoá.
Chất ức chế cạnh tranh tác động vào đâu trên enzyme?
Chất ức chế cạnh tranh có cấu trúc giống cơ chất nên gắn vào trung tâm hoạt động, làm cơ chất không liên kết được và phản ứng bị chậm lại.