آنزيم ها

Download Report

Transcript آنزيم ها

‫آنزيم ها‬
‫گهر وقت بدين خيرگي از دست مده‬
‫صرف باطل نکند عمر گرامي ‪ ،‬پروين‬
‫آخر اين در گرانمايه بهايي دارد‬
‫آنکه چون پير خرد راهنمايي دارد‬
‫پروين اعتصامي‬
‫آنزيم ها‬
‫‪‬‬
‫ترکيباتي پروتئيني هستند که به عنوان بيوکاتاليزور برخي از واکنشهاي خاص بيو شيميايي بخش کوچکي‬
‫از مواد غذايي را تشکيل مي دهند و ممکن است باعث ايجاد اثرات مطلوب يا نامطلوب در ماده غذايي‬
‫شوند اين مواد با کاهش انرژي اکتيواسيون باعث افزايش سرعت واکنش شده و ممکن است پروتئين‬
‫ساده بوده و يا داراي کوفاکتور هايي ازجمله حاوي يونهاي فلزي باشند ‪.‬‬
‫تغیيرات انرژی در جریان یک واکنش در غیاب آنزیم‬
‫(خط ممتد)و در حضور آنزیم (خط نقطه چين)‬
‫مزیت آنزیمها در مقایسه با کاتاليزگرهای شیمیائی‬
‫‪‬‬
‫سرعت عمل آنزیمها‬
‫مزیت آنزیمها در مقایسه با کاتاليزگرهای شیمیائی‬
‫‪‬‬
‫اختصاصی عمل کردن فوق العاده آنزیمها‬
‫نامگذاري آنزيم ها‬
‫‪‬‬
‫سوبسترا ‪ +‬آز‬
‫همانند اوره از‪،‬ليپاز‪ ،‬پروتئاز‪ ،‬سوکراز‬
‫‪‬‬
‫عمل آنزيم ‪ +‬آز‬
‫همانند اکسيداز‪ ،‬هيدروالز‬
‫‪‬‬
‫نامگذاري متداول‬
‫‪‬‬
‫نامگذاري سيستماتيک‬
‫آلفا ‪ -‬آمیالز‬
‫‪α-1,4 glucanohydrolase‬‬
‫‪glucan 4‬‬‫‪‬‬
‫شماره سیستماتی‬
‫‪‬‬
‫‪ EC‬مخفف نام کمسیون آنزیم و اعداد بعدی هر کدام خاصیت خاص ی را‬
‫بیان می کنند‪.‬‬
‫‪EC 3.21.1‬‬
‫طبقه بندي ونامگذاري آنزيم ها‬
‫‪‬‬
‫اکسيدو ردوکتاز ها ‪ :‬در اکسیداسیون سیستمهای بیولوژیکی شرکت دارند‪.‬‬
‫آنزیمهائی مثل‪:‬‬
‫‪‬‬
‫دهیدروژناز‬
‫‪‬‬
‫ردوکتاز‬
‫‪‬‬
‫اکسیداز‬
‫‪‬‬
‫اکسيژناز‬
‫‪‬‬
‫هیدروکسیالز‬
‫و کاتاالز‬
‫طبقه بندي ونامگذاري آنزيم ها‬
‫‪‬‬
‫ترانسفراز ها ‪ :‬انتقال گروههای مختلف شیمیائی مثل متیل‪ ،‬استیل ‪،‬‬
‫آلدهید ‪ ،‬کتون ‪ ،‬آمين و فسفات را از سوبسترا به سوبسترای دیگر‬
‫کاتاليزه می کنند‪.‬‬
‫طبقه بندي ونامگذاري آنزيم ها‬
‫‪‬‬
‫هيدروالزها ‪ :‬باعث شکسته شدن پیوندها از طریق هیدروليز می شوند‪.‬‬
‫طبقه بندي ونامگذاري آنزيم ها‬
‫‪‬‬
‫ليازها ‪:‬‬
‫این گروه نيز سبب شکسته شدن پیوندها می شود‪،‬اما از‬
‫روشهائی غير از هیدروليز ‪ .‬آنزیمهائی مثل کربوکسیالز و آلدوالز از این گروه‬
‫می باشند‪.‬‬
‫طبقه بندي ونامگذاري آنزيم ها‬
‫‪‬‬
‫ايزومراز ها‬
‫‪ :‬این گروه سوبسترا را به شکل ایزومری آن تبدیل می کنند‪.‬‬
‫راسماز و اپی مراز از این گروه می باشند‪.‬‬
‫طبقه بندي ونامگذاري آنزيم ها‬
‫‪‬‬
‫ليگازها ‪ :‬برخی از انواع سنتزها را کاتاليز می کنند‪.‬‬
‫کوفاکتورها‬
‫‪‬‬
‫آنزیمها صرفا یک ماده پروتئنی خالص نبوده و با مواد غيرپروتئینی مثل‬
‫یونهای فلزی و یا مولکولهای آلی غيرپروتئینی با وزن کم همراه هستند‪ .‬این‬
‫مواد کوفاکتور نامیده می شوند‪.‬‬
‫قسمت پروتئینی آنزیم = آپوآنزیم‬
‫آنزیم همراه با کوفاکتور = هولوآنزیم‬
‫ویتامين در ساختمان کوفاکتور = کوآنزیم‬
‫‪‬‬
‫نیکوتینامید آدنين دی نوکلئوتید ‪ NAD‬از مهمترین کوآنزیمهاست‬
‫فالوین آدنين دی نوکلئوتید ‪FAD‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫مکانیسم عمل آنزیمها‬
Lock and Key Model
P
S
+
+
S
P
E
+
S
ES complex
E
+
P
‫مکانیسم عمل آنزیمها‬
‫‪‬‬
‫بازدارنده ها‪ :‬برخی از فرایندهای آنزیمی را کند و یا متوقف می کنند‪.‬‬
‫بازدار نده ها بدو صورت رقابتی و غير رقابتی عمل می کنند‪.‬‬
‫‪‬‬
‫بازدارنده تریپسين یکی از مهمترین بازدارنده هاست که با ماده پروتئینی‬
‫یک کمپلکس ناپایدار تشکیل داده ولی با آنزیم کمپلکس پایدار تشکیل‬
‫می دهد‪.‬‬
‫‪‬‬
‫آلفا آميالز‬
‫پيوندهاي گليکوزيد ي را مورد حمله قرار مي دهد و يک اندو آنزيم است‬
‫در بافتهاي گياهي وجانوري وجود دارد در گندم جوانه زده ميزان آن زياد است و وجود يون‬
‫کلسيم به عنوان کوفاکتور براي فعاليت آن ضروري است ‪.‬‬
‫فعاليت آن در آرد گندم باعث‬
‫ايجاد ‪ CO2‬مي شود که اثر‬
‫نامطلوب است ‪.‬‬
‫بتا آميالز‬
‫پيوندهاي گليکوزيد ي را مورد حمله قرار مي دهد و يک اگزو آنزيم است‬
‫از انتهاي غير احياکننده به صورت يک درميان اتصاالت آلفا يک به چهار را مي شکند ‪ .‬محصول‬
‫آن مالتوز است‬
‫در صنايع آبجو سازي از آن‬
‫استفاده مي شود‬
‫بتا آميالز‬
‫يکی از مشکالت تهيه شربت گلوکز از نشاسته ذرت حضور آنزيم ترانس گلوکزيداز است که‬
‫سبب اتصال گلوكزها به هم مي شود‪.‬‬
‫در صنايع آبجو سازي از آن‬
‫استفاده مي شود‬
‫گلوکو آميالز‬
‫پيوندهاي گليکوزيد ي را مورد حمله قرار مي دهد و يک اگزو آنزيم است‬
‫از انتهاي غير احياکننده به صورت متوالي اتصاالت آلفا يک به چهار را مي شکند‪ .‬محصول آن‬
‫گلوکز است‬
‫براي توليد شربت گلوکز از آن‬
‫استفاده مي شود‬
‫پولوالناز‬
‫‪‬‬
‫پولوالناز و ايزوآميالزها تنها اتصاالت جانبي ‪1‬به ‪ 6‬را مي شكند با اين تفاوت كه‬
‫ايزوآميالزها زنجيره هاي انشعابي با بش از ‪ 3‬واحد گلوكز را هيدروليز مي كنند در حاليكه‬
‫پولوالناز بر روي زنجيره هاي جانبي كمتر از سه واحد هم عمل مي كند‪.‬‬
‫بتا گاالکتوزيداز‬
‫‪‬‬
‫شناخته شده ترين عمل اين آنزيم هيدروليز الکتوز است که الکتاز نيز ناميده مي شود‪.‬‬
‫افرادي که انزيم الکتاز ندارند قادر به هضم الکتوز نيستند‪ .‬بنابراين مصرف محصوالت‬
‫لبني در اين افراد سبب ايجاد دل درد‪ ،‬سوء هاضمه و اسهال مي شود‪.‬‬
‫گلوکز ‪ +‬گاالکتوز‬
‫الکتوز‬
‫پروتئازها‬
‫پروتئازها‬
‫‪Y‬‬
‫‪‬‬
‫پروتئاز ها پيوند هاي خاص ي را در‬
‫ساختمان پروتئينها مورد حمله‬
‫قرار مي دهند و باعث هيدروليز‬
‫پيوند هاي خاص ي از پروتئينها مي‬
‫شوند‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪N‬‬
‫‪R2‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪N‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪X‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪Y‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪N‬‬
‫‪R2‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪N‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪X‬‬
‫پروتئازها‬
‫‪Y‬‬
‫‪‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪N‬‬
‫تفاوت اصلي آنزيم هاي اين گروه در‬
‫گزينش گري واحدهاي ‪ R1‬و ‪R2‬‬
‫‪R2‬‬
‫است ‪ .‬اين آنزيم ها از لحاظ عمل‬
‫هيدروليز به دو دسته اندو پپتيداز و اگزو‬
‫پپتيداز تقسيم مي شوند ‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪N‬‬
‫‪R2‬‬
‫‪‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪N‬‬
‫‪X‬‬
‫‪H2O‬‬
‫‪Y‬‬
‫‪‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪N‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫آنزيم کيمو تريپسين تنها پيوند هاي پپتيدي را مورد حمله قرار مي دهد که ‪ R1‬در آنها از اسيد‬
‫امينه تيروزين يا فنيل آالنين و يا تريپتوفان تامين شده باشد ‪.‬‬
‫آنزيم تريپسين به پيوند هاي پپتيدي حمله مي کند که ‪ R1‬آنها آرژنين يا ليزين باشد ‪.‬‬
‫آنزيم پپسين وکربوکس ي پپتيداز به پيوند هاي پپتيدي حمله مي کنند که ‪ R2‬آنها فنيل آالنين‬
‫باشد‬
‫‪X‬‬
‫پروتئازها‬
‫به چند دسته زير تقسيم مي شوند‪:‬‬
‫پروتئازهاي اسيدي‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫پروتئاز هاي داراي اسيدامينه سرين‬
‫‪‬‬
‫پروتئاز هاي سولفيد ريلي‬
‫‪‬‬
‫پروتئاز هاي واجد فلز‬
‫پروتئازها‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫رنین‪ :‬آنزیم موجود در رنت یا مایه پنیر است‬
‫از معده گوساله شیر خوار استخراج می گردد‬
‫معده گوساله علف خوار بجای رنین ‪،‬پپسین و یا حالت غیرفعال‬
‫آن یعنی پرورنین ترشح می کند‬
‫تبدیل پرورنین به رنین با افزودن اسید تسریع می گردد‪.‬‬
‫‪ pH‬مناسب برای فعالیت رنین ‪ 3/5‬اما بیشترین پایداری آن در‬
‫‪ 5‬مشاهده شده و تولید پنیر در‪ 5/5 – 6/5 pH‬صورت می‬
‫گیرد‪.‬‬
‫پروتئازها‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫پپسین‪:‬‬
‫در پوشش مخاطی سطح معده تولید می گردد‪.‬‬
‫بصورت غیرفعال پپسینوژن نام دارد که در ‪ pH‬پائین به پپسین‬
‫فعال تبدیل می گردد‪.‬‬
‫از ‪ 321‬اسید آمینه تشکیل شده است‬
‫در ‪ pH‬بیشتر از ‪ 5‬دناتوره می شود‬
‫ترجیحا اتصالهای مجاور فنیل آالنین ‪،‬تیروزین و ترپتوفان را‬
‫می شکند‬
‫پروتئازها‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫تریپسین و کیموتریپسین‪ :‬از پانکراس در روده ترشح می‬
‫شوند‪.‬‬
‫تریپسین پیوند پپتیدی تشکیل شده توسط گروه کربوکسیل اسید‬
‫آمینه لیزین یا آرژنین با سایر اسیدهای آمینه را می شکند‬
‫کیموتریپسین شامل چند آنزیم شبیه بهم با پیشوند آلفا ‪ ،‬بتا ‪ ،‬گاما‬
‫‪ ،‬دلتا و پی می باشد‪.‬که پیوندهای مجاور اسیدآمینه تیروزین‬
‫‪،‬فنیل آالنین و ترپتوفان را می شکند‬
‫‪ pH‬مناسب برای فعالیت آن ‪ 8‬است‪.‬‬
‫پروتئازها‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫کاتپسین ها‪ :‬در لیزوزومهای سلولی قرار گرفته و در دوران‬
‫حیات حیوان نقش چندانی ایفا نمی کنند‬
‫پس از مرگ در عمل ترد شدن گوشت و جمود نعشی شرکت‬
‫می کنند‬
‫پس از مرگ با رها شدن از لیزوزوم باعث تجزیه میوفیبریل‬
‫ها و کوژالن می شوند‪.‬‬
‫پروتئازها‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫پاپادئین ‪،‬فیسین و برومالئین‪ :‬دارای ریشه گیاهی بوده و‬
‫بترتیب از میوه رسیده درخت پاپایا ‪،‬التکس انجیر و میوه و‬
‫ساقه آناناس به دست می آیند‪.‬‬
‫محل فعال این آنزیمها دارای یک سیستئین و هیستیدین است‪.‬‬
‫‪ pH‬مناسب برای فعالیت آن ‪ 6 – 7/5‬است‪.‬‬
‫پیوندهای پپتیدی ‪ ،‬استری و آمیدی را هیدرولیز می کند‪.‬‬
‫مهمترین کاربرد این گروه استفاده از آنها برای ترد کردن‬
‫گوشت است‪.‬‬
‫پروتئازها‬
‫‪‬‬
‫درصد فراکسیونهای گوشت که تحت اثر انزیم به صورت‬
‫محلول در آمده اند ‪:‬‬
‫لیپاز ها‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫انواع مختلفی دارند و سبب شکسته شدن پیوندهای استری میان‬
‫گروهای الکلی و اسیدی می گردند‬
‫در سطح میان امولسیون آب و چربی اثر خود را ظاهر می‬
‫سازند‬
‫فعالیت لیپاز در شیر همگن شده از شیر خام بیشتر است‪.‬‬
‫توسط بعضی از باکتریها و کپکها تولید می شود ‪ ،‬در عالم‬
‫حیوانی در پانکراس و شیر یافت می شود‪.‬‬
‫درشیر باعث جدا شدن اسید چرب که منجر به ترشیدگی و تندی‬
‫می گردد‬
‫دربعضی از پنیرها مفید می باشند‬
‫لیپاز ها‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫بعضی از لیپازها اختصاصی عمل می کنند‪.‬‬
‫لیپاز پانکراس ترجیحا اسیدهای چرب در موقعیتهای ‪ 1‬و ‪ 3‬را‬
‫می شکند و منجر به تولید ‪ -2‬مونوگلیسرید می شود‪.‬‬
‫پلی فنل اکسیداز ها‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫این آنزیمها سبب ایجاد رنگ قهوه ای در مواد غذائی می شوند‬
‫پلی فنالز یا فنالز نیز به این گروه اطالق می شود‬
‫این آنزیمها دارای کوفاکتور مس هستند‬
‫ارتو دی هیدروکسی فنل را به ارتوکینون تبدیل می کنند‬
‫واکنش قهوه اي شدن‬
‫سوبستراهاي این واکنش ‪:‬‬
‫کاتکینها در چاي‬
‫پیروگالل‬
‫اسید کلروژنیک در سیب و گالبي‬
‫تیروزین در چغندر قند‬
‫آنتوسیانیدینها‬
‫دي هیدروکسي فنیل االنین‬
‫اسید کافئیک در قارچها‬
‫مشتقات متیل فنل ها سوبستراي این واکنش نیستند‪ .‬مانند اسید فرولیک‬
‫مکانیسم واکنش قهوه اي شدن‬
‫الف – هیدرو کسیالسیون ‪ :‬دراین مرحله آنزیمي بنام کرزوالز یک گروه‬
‫‪OH‬را به موقعیت ارتو ترکیب مونو فنلي اضافه مي کند و آن را به ترکیب‬
‫دي فنلي تبدیل مي کند ‪.‬‬
‫‪O‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H2 O‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+ O2‬‬
‫‪CH3‬‬
‫ارتو کينون‬
‫کاتکول‬
‫‪OH‬‬
‫کرزوالز‬
‫‪+‬‬
‫‪CH3‬‬
‫کرزول‬
‫مکانیسم واکنش قهوه اي شدن‬
‫ب – اکسیداسیون ‪ :‬دراین مرحله آنزیمي بنام کاتکوالز ترکیب دي‬
‫فنلي را به ارتوکینون اکسید مي کند‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪O‬‬
‫‪1/2O2‬‬
‫‪+ H2 O‬‬
‫کاتکوالز‬
‫‪CH3‬‬
‫‪+‬‬
‫‪CH3‬‬
‫کاتکول‬
‫مکانیسم واکنش قهوه اي شدن‬
‫ج – پلیمریزاسیون ‪ :‬دراین مرحله ترکیبات ارتوکینوني بدست آمده از‬
‫مرحله قبل پلیمریزه شده و ترکیبات قهوه اي رنگ مالنین دار تولید مي کنند‬
‫قبل از تشکیل ترکیبات فوق ترکیبات واسطي همانند دوپا‬
‫)‪ (dihydroxyphenylalanine‬ودوپامین نیز تولید مي شوند‬
‫‪ pH‬بهینه برای فعالیت انزیم ‪ 7‬است‬
‫روشهاي کنترل قهوه اي شدن آنزیماتیک‬
‫کنترل واکنش قهوه اي شدن آنزیمي‬
‫حذف‬
‫اکسیژن( غوطه وري سازي در آب ‪ ،‬شربت ‪ ،‬آب نمک ‪ ،‬عمل آوري تحت خالء‬
‫)‬
‫حذف عنصر مس با استفاده از عوامل شالت دهنده نظیر اسید سیتریک ‪ ،‬اسید‬
‫هاي آلي و ‪ ، EDTA‬آزید ها ‪ ،‬سیانید ‪ ،‬مونواکسید کربن و یونهاي هالید ها‬
‫غیر فعال کردن آنزیم با استفاده از حرارت دهي ( بالنچینگ (‬
‫غیر فعال کردن آنزیم با استفاده از تابش‬
‫کنترل کردن آنزیم با استفاده از کاهش ‪ ( pH‬اسید سیتریک ‪ ،‬اسید‬
‫مالیک و اسید فسفریک‬
‫کنترل واکنش قهوه اي شدن‬
‫استفاده از مهار کننده هاي آنزیم‬
‫اسید هاي کربوکسیلیک حلقوي‬
‫الکل هاي آلیفاتیک‬
‫آنیون ها‬
‫پپتید ها‬
‫رزورسینولها‬
‫اکسیژناز ها‬
‫پروتئازها‬
‫کنترل واکنش قهوه اي شدن‬
‫استفاده از مهار کننده هاي سوبسترا ها‬
‫استفاده از سیکلودکسترین ها‬
‫استفاده از پلي ساکارید هاي سولفاته شده‬
‫استفاده از ‪O-methyltransferase‬براي تبدیل دي هیدروکسي فنل ها به مشتقات‬
‫متوکسي‬
‫استفاده از ‪protocatechuate 3,4-dioxigenase‬‬
‫استفاده از مهار کننده هاي محصوالت براي جلوگیري از تشکیل پلیمر‬
‫استفاده از ‪ – L‬اسکوربیک اسید‬
‫استفاده از ترکیبات تیولي‬
‫استفاده از سولفیتها‬
‫استفاده از اسید هاي امینه‬
‫سولفيتها‬
‫‪SO2‬‬
‫‪SO3‬‬
‫‪HSO3‬‬‫‪S2O5-‬‬
‫‪ :‬دي اکسید گوگرد‬
‫‪ :‬سولفیت‬
‫‪ :‬بي سولفیت‬
‫‪ :‬متا بي سولفیت‬
‫سولفیتها به طور گسترده اي براي جلوگیري‬
‫از قهوه اي شدن میگو‪ ،‬سیب زمیني‪ ،‬سیب‪،‬‬
‫قارچها و سایر میوه جات وسبزیها مورد‬
‫استفاده قرار مي گیرند ‪.‬‬
‫سولفیتها چندین نقش دارند ‪:‬‬
‫خاصیت میکروب کشي‬
‫جلوگیري کننده از واکنش قهوه اي شدن غیر آنزیمي‬
‫جلوگیر ي کننده از واکنش قهوه اي شدن آنزیمي‬
‫واکنش با جایگاه فعال آنزیم‬
‫واکنش با کینون ها وتشکیل سولفو کینون ها‬
.
‫لیپوکسي ژناز‬
‫این آنزیم در حبوبات ‪ ،‬سویا ‪ ،‬نخود ‪ ،‬بادام زمیني ‪ ،‬گندم ‪ ،‬سیب زمیني و تربچه ها موجود است‬
‫این آنزیم همچنین مي تواند در تخریب کاروتن ‪ ،‬ویتامین ‪ ، A‬بیکسین و سایر‬
‫رنگدانه ها شرکت نماید ‪.‬‬
‫به اتصاالت سیس – سیس ‪1 ،‬و‪ 4‬پنتا دي ان اسید لینولنیک وآراشیدونیک حمله مي‬
‫کند‬
‫‪ pH‬بهینه براي فعالیت آن ‪ 6- 9‬است ‪.‬‬
‫اضافه کردن آرد سویا به آرد گندم باعث تجزیه گزانتوفیل و سفید شده آن‬
‫وهمچنین بهبود بافت خمیر مي شود ‪.‬‬
‫‪H‬‬
‫شیر سویا‬
‫‪- CH = CH – C.H - CH = CH - +. OOH‬‬
‫‪+ O2‬‬
‫ ‪- CH=CH - C - CH = CH‬‬‫‪H‬‬
‫لیپوکسي ژناز‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫لیپوکسیژناژ اکثرا اثر نامطلوب روی غذا دارد‬
‫اضافه کردن آرد سویا به گندم باعث رنگ بری از طریق‬
‫اکسیداسیون کاروتنوئیدها می شود‪.‬‬
‫لیپوکسیژناز باعث ایجاد طعم مطبوع در سبزیجات و میوجات‬
‫می شود ‪ (.‬گوجه فرنگی ‪ ،‬هندوانه)‬
‫در گیاهان به منزله یک عامل دفع آفات عمل می کند‬
‫در تهیه شیر سویا (آرد سویا ‪+‬آب) اگر از آب سرد استفاده‬
‫شود یک طعم نامطلوب به نام طعم لوبیائی حاصل می شود‪.‬‬
‫لیپوکسي ژناز‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫در تهیه شیر سویا (آرد سویا ‪+‬آب) اگر از آب جوش استفاده‬
‫شود بدلیل غیر فعال شدن آنزیم چنین مسئله ای حاصل نمی‬
‫شود‪.‬‬
‫آنزیم لیپوکسیژناز برای کاتالیزه کردن اکسیداسیون روغنها‬
‫نسبت به اتوکسیداسیون معمولی آنها به انرژی کمتری احتیاج‬
‫دارد‬
‫این آنزیم در محل فعال خود دارای آهن است که توسط‬
‫هیدروپراکسید فعال می شود که طی آن آهن از حالت فرو به‬
‫فریک تبدیل می شود‪.‬‬
‫اسکوربیک اسیداکسیداز‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫این آنزیم دارای یون مس است و اکسیداسیون اسید اسکوربیک‬
‫را کاتالیز می کند‬
‫در اکسیداسیون با حضور این آنزیم آب تولید می شود‬
‫در معمولی و بدون حضور آنزیم آب اکسیژنه تولید می شود‪.‬‬
‫در صنایع مرکبات وجود این آنزیم اهمیت دارد‬
‫در حالت طبیعی میوه نوعی توازن میان عوامل اکسید کننده و‬
‫احیاکننده وجود دارد‪.‬‬
‫بعد از عصاره گیریی عوامل احیا کننده صدمه دیده و اسید‬
‫اسکوربیک بدون حفاظ شده و آسیب پذیر می گردد‬
‫عملیات بعد از عصاره گیری باید سریع و در حرارت پائین‬
‫صورت گیرد‪.‬‬
‫گلوکز اکسیداز‬
‫باعث اکسیداسیون گلوکز به اسید گلوکونیک و درنهایت گلوکونو الکتون‬
‫میگرد د‬
‫‪C6H10O6 + H2O2‬‬
‫سه نکته واکنش فوق عبارتند از‬
‫‪:‬‬
‫‪ ‬مصرف اکسیژن‬
‫‪ ‬مصرف گلوکز‬
‫‪ ‬تولید آب اکسیژنه‬
‫‪C6H12O6 + O 2‬‬
‫گلوکز اکسیداز‬
‫از این آنزیم برای حذف اکسیژن و یا گلوکز از مواد غذائی در صورت نیاز‬
‫استفاده می شود‪.‬‬
‫برای حذف اکسیژن از نوشابه ها از گلوکز اکسیداز و کاتاالز استفاده می شود‬
‫کاتاالز برای حذف آب اکسیژنه تولید شده که سمی است مصرف می شود‬
‫گلوکزاکسیداز با استفاده از آسپرژیلوس نبژر و پنی سیلیوم نوتاتوم تولید می‬
‫شود‪.‬‬
‫این آنزیم عالوه بر گلوکز آلدوزهای دیگر نظیر مانوز را اما با سرعت خیلی کم‬
‫اکسید می کند‪.‬‬
‫کاتاالز‬
‫باعث تجزیه آب اکسیژنه مي شود‬
‫استفاده از اب اکسیژنه برای اکسید کردن فنلها و الکلها و ترکیبات‬
‫هیدروژندار‬
‫‪1/2 O 2 + H2O‬‬
‫در گیاهان و میکرو ارگانیسمها وجود دارد‬
‫مقاومت حرارتي کمي نسبت به حرارت بالنچینگ دارد ‪.‬‬
‫‪H2O2‬‬
‫پراکسیدازها‬
‫باعث تجزیه آب اکسیژنه و هیدروپراکسید اسید چرب مي شود‬
‫‪A + 2 H2O‬‬
‫اکسیژن مولکولي‬
‫‪H2O2 + AH2‬‬
‫تشکیل نمي شود‬
‫مقاومت حرارتي باالیي نسبت به حرارت بالنچینگ دارد ‪.‬‬
‫پراكسیدازهاي داراي آهن كه در گیاهان مانند كلم ‪ ،‬انجیر ‪ ،‬شلغم یافت میشود ‪.‬‬
‫پراكسیدازهاي داراي فالوپروتئیني كه در بافتهاي حیواني یافت مي شود كه گروه غیر‬
‫پروتئینی آنها ‪ FAD‬است‬
‫گزانتین اکسیداز‬
‫به میزان زیاد در شیر وجود دارد‬
‫سبب ایجاد طعمهای اکسیده در شیر می گردد‪.‬‬
‫در شیر همراه با گلبولهای چربی است و از این رو در خامه گیری جدا می‬
‫شود‪.‬‬
‫تبدیل گزانتین و هیپوگزانتین را به اسید اوریک کاتالیز می کند‬
‫یک مولکول از این آنزیم دارای دو مولکول ‪ FAD‬می باشد‪.‬‬
‫آنزیمهاي پکتیکي‬
‫‪‬‬
‫این دسته از آنزیمها غالبا" در منابع گیاهي وبرخي از میکروارگانیسم ها‬
‫‪‬‬
‫این آنزیم مواد پکتیک موجود در دیواره سلولهای گیاهی را تجزیه می کند‪.‬‬
‫‪‬‬
‫بطور استثنایي یک نوع حلزون نیز قادر به ترشح این آنزیمها است ‪.‬‬
‫‪‬‬
‫براي شفاف کردن ‪،‬صاف کردن و افزایش بازده آب سیب‬
‫‪‬‬
‫وجود این آنزیم در میوه ها و سبزی ها می تواند به نرم شدن اضافی این مواد‬
‫منتهی شود‪.‬‬
‫‪‬‬
‫عمل این آنزیم در آب مرکبات نظیر آب لیمو و پرتقال نامطلوب به شمار مي رود‬
‫آنزیمهاي پکتیکي‬
‫‪‬پکتین استراز ‪:‬‬
‫• پلي گاالکتوروناز ‪:‬‬
‫• پکتات لیاز‪:‬‬
‫اسامي دیگر آن پکتاز‪ ،‬پکتین متوکسیالز ‪ ،‬و پکتین‬
‫دمتیالز است ‪ .‬این آنزیم در گیاهان عالي ‪ ،‬باکتریها و‬
‫قارچها وجود دارد ‪.‬‬
‫این آنزیم که به پکتیناز نیز مشهور است‪ ،‬پیوندهاي گلیکوزیدي را‬
‫مي شکند‪ .‬این آنزیم معموال" به دو شکل موجود است که یکي‬
‫پیوندهاي گلیکوزیدي را در زنجیره عاري از متوکسیل (اسید‬
‫پکتینیک ) مي شکند و دیگري اتصاالت گلیکوزیدي را در مولکول‬
‫پکتین مي شکند ‪.‬‬
‫این آنزیم همزمان با شکستن پیوند گلیکوزیدي یک پیوند دو‬
‫گانه نیز بین کربن شماره ‪ 4‬و ‪ 5‬ایجاد مي کند ‪.‬‬
‫آنزيمهاي پکتيکي‬
‫فیتازها‬
‫‪‬‬
‫اسید فیتیک استر اسید فسفریک با اینوزیتول مي باشد که به عنوان ذخیره‬
‫فسفر در گیاهان مطرح است‪ .‬این اسید ها با برخي از مواد معدني کمپلکس‬
‫ایجاد مي کند و از این نظر ارزش تغذیه اي را کاهش مي دهد‪ .‬کلسیم‪ ،‬آهن و‬
‫روي با این اسید کمپلکس تشکیل مي دهند‪ .‬وجود این اسید باعث نرمي بافت‬
‫نیز مي شود چراکه با مهار کلسیم‪ ،‬پکتین نمي تواند با کلسیم ارتباط بر قرار‬
‫نموده و باعث سفتي بافت مي شود‪ .‬این اسید همچنین از اثر بعضي آنزیمها‬
‫مثل پپسین و آمیالز نیز جلوگیر ي مي کند ‪.‬‬
‫‪‬‬
‫آنزیم فیتاز سبب هیدرولیز و جدا شدن قسمت فسفات از اسید فیتیک می شود‬
‫و آمادگی آنرا برای جذب مواد معدنی از بین می برد‬
‫هيدروالزها‬
‫هيدروالزها‬
‫‪‬‬
‫آنزيمهايي هستند که باعث تجزيه سوبسترا مي شوند و براي‬
‫واکنش آنها وجود آب ضروري است ‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪AB + H2O‬‬
‫‪AOH + BH‬‬
‫آنزيم‬
‫‪‬‬
‫براساس واکنشهايي که کاتاليز مي کنند ‪:‬‬
‫استراز ها‬
‫پروتئاز ها‬
‫گليکوزيدازها‬
‫‪ C-N‬غير پپتيدي‬
‫طبقه بندي هيدروالزها‬
‫‪‬‬
‫براساس واکنشهايي که کاتاليز مي کنند ‪:‬‬
‫استراز ها‬
‫پروتئاز ها‬
‫گليکوزيدازها‬
‫‪ C-N‬غير پپتيدي‬
‫استراز ها‬
‫پيوندهاي مختلف استري را مورد حمله قرار داده وآن را به اسيد والکل‬
‫تجزيه مي کنند ‪.‬‬
‫ليپاز ها که نوعي استراز هستند در فصل مشترک آب و چربي عمل مي کنند ‪.‬‬
‫عمل اين آنزيم در شير نامطلوب ولي در پنير آبي مطلوب است ‪.‬‬
‫‪O‬‬
‫‪R‬‬
‫فسفو ليپاز‬
‫‪+ 3 H2O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H2 C‬‬
‫‪C R‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪HC‬‬
‫‪C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪H2 C‬‬
‫‪R‬‬
‫‪R‬‬
‫‪C‬‬
‫‪O‬‬
‫‪HO‬‬
‫‪HO‬‬
‫‪C R‬‬
‫‪O‬‬
‫‪HO C R‬‬
‫‪+‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H2C‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪HC‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪H2 C‬‬
‫استراز ها‬
‫برخي از ليپازها داراي اثر گزينشگري مکاني هستند و ترجيحا“ اسيدهاي چرب قرار گرفته در موقعيت ‪ 1‬و‪ 3‬را‬
‫هيدروليز مي کنند‪.‬‬
‫برخي از ليپازها عالوه بر اثر گزينشگري مکاني بر نوع اسيد چرب نيز اثر گزينش گري دارند‪ .‬مثال“ آسپرژيلوس‬
‫آنزيمي ترشح مي کند که عمدتا“ اسيدهاي چرب کوتاه زنجير را هيدروليز مي کند‪.‬‬
‫روشهاي تثبیت آنزیم‬
‫‪‬‬
‫الف – جذب سطحي آنها بر روي پلیمر هاي آلي‪ ،‬شیشه اي‪ ،‬اکسید هاي فلزي‬
‫و اکسید هاي سیلیسي همانند بنتونیت‪.‬‬
‫‪‬‬
‫ب – به تله انداختن آنزیم در پلیمر هاي مصنوعي همانند پلي اکریل آمین‬
‫‪‬‬
‫ج‪ -‬به صورت کپسولهاي ریز درآوردن‬
‫از کاربردهاي صنعتي این روشها مي توان به تولید شربت فروکتوزي باال‪ ،‬تلخي‬
‫زدایي از آب مرکبات اشاره نمود‪.‬‬
‫اصول واکنشهاي آنزيمي‬
‫‪k1‬‬
‫‪‬‬
‫‪k3‬‬
‫‪ES‬‬
‫‪ES ‬‬
‫‪EP‬‬
‫‪‬‬
‫‪k2‬‬
‫سرعت تشکيل کمپلکس‬
‫سرعت تجزيه کمپلکس‬
‫]‪d[ES‬‬
‫‪V ‬‬
‫]‪ K1[E - ES][S‬‬
‫‪f‬‬
‫‪dt‬‬
‫]‪d[ES‬‬
‫‪V ‬‬
‫]‪ K 2[ ES]  k 3[ES‬‬
‫‪d‬‬
‫‪dt‬‬
‫در حالت تعادل سرعت تشکيل کمپلکس با سرعت تجزيه آن برابر است‬
‫]‪K2 [ ES]  k 3[S]  K1[E - ES][S‬‬
‫اصول واکنشهاي آنزيمي‬
k1

k3
ES
ES 
EP

k2
Km =
K2+K3
[E- ES][S]
=
K1
[ES]
[E][S]
Km[ES] = [E- ES][S]
[ES] =
[S] + Km
‫اصول واکنشهاي آنزيمي‬
‫= حداکثر سرعت واکنش‬Vmax=K3[E]
[E][S]
‫= سرعت واکنش‬V=K3[ES]
K3* [ES] =
* K3
[S] + Km
K3[E][S]
K3[ES] =
[S] + Km
Vmax
V=
[S]+ Km
1
V
=
1
Vmax
Km
+
1
Vmax [S]
‫عوامل موثر بر سرعت واکنشهاي آنزيمي‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪pH‬‬
‫دما‬
‫غلظت سوبسترا‬
‫‪‬‬
‫غلظت آنزيم ها‬
‫‪‬‬
‫عوامل بازدارنده‬
Factors Affecting Enzyme Action
Reaction
Rate
Optimum pH
3
5
pH
7
9
11
‫عوامل موثر بر سرعت واکنشهاي آنزيمي‬
‫افزايش برخورد مولکولي‬
‫‪‬‬
‫دما‬
‫‪V‬‬
‫غير فعال شدن ساختمان آنزيم‬
‫‪T‬‬
‫عوامل موثر بر سرعت واکنشهاي آنزيمي‬
‫‪V‬‬
‫‪Vmax S‬‬
‫‪v‬‬
‫‪K M  S‬‬
‫‪‬‬
‫‪Vmax‬‬
‫‪Vmax/2‬‬
‫غلظت سوبسترا‬
‫‪Km‬‬
‫]‪[S‬‬
1/v0
-1/KM
Slope = KM/Vmax
1/Vmax
[S]
‫پايان‬