Enzyme là gì và cách chúng hoạt động

Bài viết được tham vấn chuyên môn cùng Bác sĩ Võ Thị Thùy Trang, Khoa Khám bệnh & Nội khoa – Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Đà Nẵng. mạnh mẽ>

Enzyme đóng một vai trò rất lớn trong vận hành sống mỗi ngày của cơ thể con người. Bằng cách liên kết và thay đổi ngay các hợp chất, chúng giúp duy trì tốt vận hành tại hệ tiêu hóa, hệ thần kinh, cơ bắp và các bộ phận khác.

Enzyme cấu trúc bởi các phân tử protein, có công dụng làm tăng tốc độ phản ứng hóa học trong cơ thể. Chúng kết nối và biến đổi cấu trúc của các phân tử Mục đích đáp ứng cho thường xuyên hoạt động khác nhau như hô hấp, tiêu hóa, chức năng cơ và thần kinh, trong đó tiêu biểu là:

• Hệ tiêu hóa: Enzym giúp cơ thể phá vỡ các phân tử phức tạp thành các phân tử đơn giản hơn như glucose, để dùng làm năng lượng.
• Sao chép DNA: Mỗi tế bào trong cơ thể đều chứa DNA. Mỗi lần tế bào phân chia, DNA cần được sao chép. Enzyme trợ giúp trong quy trình này bằng cách tháo cuộn DNA và sao chép thông tin.
• Men gan: Gan phân hủy các chất độc trong cơ thể. Để làm tình trạng này, nó cần sự hỗ trợ của nhiều loại enzym khác nhau.

Enzyme tiếp xúc với các phân tử theo mô hình “khóa và chìa khóa”. Mô hình này được giới thiệu lần đầu năm 1894 và cập nhật với tên gọi mô hình khớp cảm ứng.

Ban đầu, theo mô hình “khóa và chìa khóa”, một enzyme chỉ có thể kết nối với một cơ chất phù hợp, tương ứng “ổ khóa” và “chìa khóa”.

mặc khác, theo mô hình khớp cảm ứng, enzyme khi tiếp xúc với cơ chất có thể biến đổi để phù hợp với cơ chất. Nghĩa là một enzyme có thể liên kết với thường xuyên loại cơ chất khác nhau. Sau khi cơ chất được khóa hoàn toàn và ở đúng vị trí thì quy trình xúc tác bắt đầu.

Enzyme chỉ có khả năng vận hành trong những điều kiện nhất định. Hầu hết các enzym trong cơ thể hoạt động tốt nhất ở khoảng 37°C. Ở nhiệt độ thấp hơn, chúng vẫn vận hành nhưng chậm hơn nhiều. Tương tự, các enzym chỉ có khả năng vận hành trong một khoảng pH nhất định phụ thuộc vị trí của chúng trong cơ thể. Ví dụ, các enzym trong ruột vận hành hấp dẫn nhất ở độ pH 7,5, trong khi các enzym trong dạ dày vận hành tốt nhất ở độ pH 2 vì dạ dày có tính axit hơn thường xuyên.

Nếu nhiệt độ quá cao / môi trường quá axit / môi trường quá kiềm, enzyme sẽ thay đổi ngay hình dạng gây ra điều kiện trong việc kết nối với cơ chất.

một số enzym không thể kết nối với cơ chất cho đến khi cofactor gắn vào. do đó, cofactor có vai trò như một chiếc cầu kết nối enzyme và cơ chất. Ví dụ, carbonic anhydrase, một loại enzyme giúp duy trì độ pH của cơ thể, không thể kết nối với cơ chất trừ khi nó được gắn vào một ion kẽm.

Để đảm bảo các hệ thống của cơ thể hoạt động chính xác, đôi khi hoạt động của enzym có khả năng bị ức chế theo một vài cách:

• Chất ức chế cạnh tranh (competitive inhibitors): Ngăn cơ chất gắn với enzyme bằng cách ganh đua với cơ chất để gắn vào enzyme.
• Chất ức chế không cạnh tranh non-competitive inhibitors: Gắn vào enzyme nhưng không phải vị trí vận hành nhằm hạn chế hiệu suất làm việc của enzyme.
• Chất ức chế không cạnh tranh uncompetitive inhibitors: Gắn với enzym và cơ chất sau khi chúng đã kết nối với nhau nhằm làm chậm phản ứng, kéo dài thời gian hình thành sản phẩm.
• Chất ức chế không đảo ngược (irreversible inhibitors): Gắn và làm bất hoạt vĩnh viễn enzym.

Có hàng ngàn loại enzyme trong cơ thể con người, các loại enzyme dưới đây chỉ là một số ví dụ điển hình:

• Lipase: Giúp tiêu hóa chất béo tại ruột.
• Amylase: Giúp chuyển hóa tinh bột thành đường.
• Maltase: Giúp chuyển hóa đường maltose thành glucose. Maltose được tìm thấy trong những loại thực phẩm như khoai tây, mì ống và bia.
• Trypsin: Giúp chuyển hóa protein thành các axit amin. Trypsin được tiết ở trong ruột non.
• Lactase: Cũng được tìm thấy ở ruột non, giúp chuyển hóa lactose thành glucose và galactose.
• Acetylcholinesterase: Giúp phân hủy chất dẫn truyền thần kinh acetylcholine trong dây thần kinh và cơ.
• Helicase: Enzyme tháo xoắn DNA.
• DNA polymerase: Tổng hợp DNA từ deoxyribonucleotide.

Enzyme đóng một vai trò rất lớn trong hoạt động sống mỗi ngày của cơ thể con người. Bằng cách kết nối và thay đổi ngay các hợp chất, các enzyme duy trì tốt vận hành tại hệ tiêu hóa, hệ thần kinh, cơ bắp và các cơ quan khác.

Nguồn tham khảo: medicalnewstoday.com, livescience.com