Enzyme là gì? Cơ chế hoạt động của enzyme như thế nào?

Mời quý bạn đọc tham khảo thông tin về Enzyme là gì và vai trò của enzyme đối với sức khỏe do Kiến thức THPT biên soạn.

Khái niệm Enzyme là gì?

Enzyme là một loại phân tử protein hoặc RNA đặc biệt trong cơ thể người và các sinh vật khác, đóng vai trò quan trọng như những chất xúc tác sinh học, giúp tăng tốc độ các phản ứng trong hóa học. 

Chúng làm cho các phản ứng diễn ra nhanh hơn và hiệu quả hơn so với khi không có sự tham gia của enzyme. Enzyme hoạt động bằng cách liên kết với các phân tử khác tạo thành phức hợp enzyme-phản ứng, từ đó giảm năng lượng cần thiết để phản ứng xảy ra.

Ví dụ về các enzyme bao gồm các enzyme tiêu hóa trong dạ dày và tuyến tụy, enzyme tham gia vào quá trình sao chép DNA, và enzyme trong gan giúp loại bỏ độc tố. Enzyme còn đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh học khác ở cơ thể người và các hệ thống sinh học.

Cơ chế hoạt động Enzyme như thế nào?

Quá trình tác động của enzyme đến cơ chất diễn ra qua ba giai đoạn:

(1) Enzyme liên kết với cơ chất.

(2) Enzyme xúc tác cho phản ứng hóa học.

(3) Sản phẩm của phản ứng tách ra khỏi enzyme.

Sau khi xúc tác phản ứng, enzyme không bị thay đổi cấu trúc và có thể tiếp tục tham gia vào các phản ứng khác.

>> Xem thêm: Lý thuyết tế bào nhân sơ là gì? Tế bào nhân sơ có hình dạng như thế nào

Cấu trúc của enzyme

Enzyme là các phân tử protein.

Tùy vào cấu trúc, enzyme được phân thành hai loại:

(1) Enzyme chỉ bao gồm protein;

(2) Enzyme gồm protein kết hợp với cofactor (ion kim loại, chất hữu cơ,…). Khi cofactor là chất hữu cơ, nó được gọi là coenzyme.

Về cấu hình không gian, mỗi enzyme đều có một vùng hoạt động trung tâm, đó là vị trí liên kết đặc hiệu với cơ chất (chất chịu tác động của enzyme) theo nguyên tắc “khóa – chìa khóa”.

Do đó, mỗi chất enzyme chỉ tác động lên những chất có cấu hình không gian phù hợp, vì thế chỉ xúc tác cho một nhóm phản ứng hóa học cụ thể – đây là tính đặc hiệu của enzyme.

Ví dụ, enzyme saccharase có chức năng phân giải đường đôi saccharose thành glucose và fructose.

Vai trò của enzyme

Enzyme đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong các quá trình sinh học, giúp thúc đẩy và điều chỉnh các phản ứng hóa học trong cơ thể. Dưới đây là một số vai trò chính của enzyme trong sinh học:

1. Tăng tốc độ phản ứng: Enzyme làm tăng tốc độ các phản ứng hóa học trong cơ thể lên đến hàng triệu lần, giúp các quá trình sinh học diễn ra nhanh chóng và kịp thời, như tiêu hóa thức ăn, tổng hợp DNA, và sản xuất năng lượng.
2. Điều hòa quá trình sinh học: Enzyme không chỉ thúc đẩy phản ứng mà còn giúp điều chỉnh các quá trình sinh học, đảm bảo chúng diễn ra theo nhu cầu của cơ thể. Sự hoạt động của enzyme có thể được tăng cường hoặc ức chế bởi các tín hiệu từ bên trong hoặc bên ngoài cơ thể.
3. Đặc hiệu substrate: Mỗi loại enzyme thường chỉ phản ứng với một loại substrate (cơ chất) cụ thể, điều này giúp duy trì độ chính xác cao trong các quá trình sinh hóa.
4. Phản ứng trong điều kiện ôn hòa: Enzyme giúp các phản ứng hóa học xảy ra ở điều kiện ôn hòa (nhiệt độ thấp, pH cân bằng), phù hợp với điều kiện sống của các tế bào.
5. Chuyển hóa năng lượng: Enzyme đóng vai trò trong quá trình chuyển hóa năng lượng bằng cách tham gia vào quá trình phân giải thức ăn thành năng lượng có thể sử dụng được.
6. Hỗ trợ tiêu hóa: Enzyme tiêu hóa như amylase, lipase, và protease giúp phân giải các chất dinh dưỡng lớn thành các thành phần nhỏ hơn, dễ hấp thu hơn trong ruột.

Enzyme là thành phần không thể thiếu trong cuộc sống, giúp duy trì và điều chỉnh nhiều quá trình sinh học cần thiết cho sự sống.