Trình bày được vai trò của enzyme trong quá trình trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng

Enzyme (còn gọi là men xúc tác sinh học) giữ vai trò then chốt trong mọi quá trình trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở cơ thể sống. Cụ thể như sau: 1. Enzyme là chất xúc tác sinh học - Giảm năng lượng kích hoạt (Ea) cần thiết để khởi đầu phản ứng hóa học. - Tăng tốc độ phản ứng lên hàng triệu đến hàng tỷ lần so với phản ứng không có men. - Giữ nguyên cấu trúc trước – sau phản ứng (không bị tiêu hao). 2. Tính đặc hiệu cao - Mỗi enzyme chỉ xúc tác cho một hoặc một nhóm rất giới hạn các cơ chất (substrate). - Nhờ đó, các chuỗi phản ứng trao đổi chất (metabolic pathways) được kiểm soát chặt chẽ, tránh phản ứng “hỗn loạn”. 3. Vai trò trong quá trình trao đổi chất (metabolism) a. Quá trình dị hoá (catabolism) • Phân giải chất dinh dưỡng (glucid, lipid, protein) thành đơn vị nhỏ hơn. • Giải phóng năng lượng / kết hợp với phân tử mang năng lượng (ADP + Pi → ATP). • Ví dụ: glycolysis (hexokinase, phosphofructokinase), chu trình TCA (citrate synthase, isocitrate dehydrogenase), chuỗi hô hấp oxy hóa (cytochrom oxidase). b. Quá trình đồng hóa (anabolism) • Dùng năng lượng để tổng hợp các phân tử cần thiết (glucid → polysaccharid, axit amin → protein, nucleotid → DNA/RNA). • Ví dụ: DNA polymerase, acetyl-CoA carboxylase (tổng hợp acid béo). 4. Chuyển hoá năng lượng - Enzyme kết hợp khéo léo phản ứng tỏa năng lượng (catabolic) với phản ứng thu năng lượng (anabolic), thông qua trung gian ATP, NADH, FADH₂… - Hệ ATP synthase – enzyme quan trọng trong màng ty thể “đóng” vai trò sản xuất ATP từ ADP + Pi bằng dòng proton (gradient H⁺). 5. Điều hoà hoạt tính enzyme - Kiểm soát hoạt độ men theo nhu cầu tế bào thông qua: + Điều hoà allosteric (cơ chất/ chất ức chế gắn vào vị trí khác để bật/tắt enzyme). + Điều hoà bằng phosphoryl hóa/dephosphoryl hóa (kinase, phosphatase). + Điều hoà mức độ tổng hợp enzyme (chuyển mã, dịch mã). 6. Ý nghĩa sinh lý - Duy trì cân bằng năng lượng (homeostasis): giữa tổng hợp và phân giải → ổn định nhiệt độ, pH, nồng độ các chất trung gian. - Cho phép tế bào đáp ứng nhanh với thay đổi về dinh dưỡng, môi trường, nhu cầu năng lượng. Tóm lại, enzyme là “nhạc trưởng” của mọi phản ứng trao đổi chất, điều phối dòng năng lượng từ dinh dưỡng vào ATP, rồi đưa ATP tới nơi cần năng lượng để nuôi sống và duy trì chức năng của tế bào.