Bài giảng Công nghệ enzyme

Trường Cao Đẳng Kinh tế Công nghệ TPHCM Khoa Công nghệ Sinh học ************************** CÔNG NGHỆ ENZYME (Tài liệu lưu hành nội bộ) CBDG: ThS. Lê Thanh Hải HIAST TPHCM, 03/2013 CÔNG NGHỆ ENZYME i MỤC LỤC 1. MỞ ĐẦU ................................................................................................................................. 1 1.1. Lịch sử nghiên cứu và phát triển công nghệ enzyme ........................................................ 1 1.2. Khái niệm về enzyme........................................................................................................ 2 1.2.1. Bản chất sinh học của enzyme ................................................................................... 3 1.2.2. Bản chất hóa học của enzyme .................................................................................... 4 1.2.3. Cấu trúc của enzyme .................................................................................................. 5 1.3. Cơ chế tác dụng của enzyme............................................................................................. 7 1.3.1. Cơ chế xúc tác của enzyme ....................................................................................... 7 1.3.2. Năng lượng xúc tác .................................................................................................... 8 1.3.3. Sự tạo thành phức hợp enzyme – cơ chất .................................................................. 8 1.3.4. Động học của phản ứng enzyme ................................................................................ 9 1.3.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng enzyme .......................................................... 10 1.3.5.1. Nhiệt độ ............................................................................................................ 10 1.3.5.2. pH ..................................................................................................................... 11 1.3.5.3. Chất kìm hãm ................................................................................................... 11 1.3.5.4. Chất hoạt hóa .................................................................................................... 12 1.3.6. Tính chất đặc hiệu của enzyme................................................................................ 13 1.4. Phân loại enzyme ............................................................................................................ 13 1.4.1. Danh pháp quốc tế của enzyme ............................................................................... 13 1.4.2. Phân loại enzyme ..................................................................................................... 14 1.4.2.1. Oxydoreductase ................................................................................................ 14 1.4.2.2. Transpherase ..................................................................................................... 14 1.4.2.3. Hydrolase ......................................................................................................... 15 1.4.2.4. Lipase ............................................................................................................... 15 1.4.2.5. Isomerase .......................................................................................................... 15 1.4.2.6. Ligase ............................................................................................................... 15 1.5. Phương pháp tách và làm sạch enzyme .......................................................................... 15 1.5.1. Các phương pháp phá vỡ tế bào .............................................................................. 15 1.5.2. Phương pháp gây biến tính chọn lọc ....................................................................... 16 1.6. Phương pháp xác định khả năng xúc tác của enzyme ..................................................... 17 1.6.1. Các nhóm phương pháp xác định khả năng xúc tác của E ...................................... 17 1.6.2. Đơn vị hoạt độ ......................................................................................................... 17 2. KỸ THUẬT CƠ BẢN TRONG CÔNG NGHỆ ENZYME .................................................. 18 2.1. Ý nghĩa của kỹ thuật tinh sạch trong công nghệ enzyme ............................................... 18 CÔNG NGHỆ ENZYME ii 2.2. Kỹ thuật cơ bản ............................................................................................................... 19 2.2.1. Các phương pháp cơ học tách enzyme .................................................................... 19 2.2.2. Các phương pháp phá vỡ tế bào sinh vật ................................................................. 19 2.2.2.1. Phá vỡ tế bào bằng phương pháp cơ học: ........................................................ 20 2.2.2.2. Phá vỡ tế bào bằng phương pháp không phải cơ học: ..................................... 20 2.2.2.3. Các phương pháp cô đặc .................................................................................. 21 2.2.2.4. Các phương pháp tinh sạch enzyme ................................................................. 21 2.2.2.5. Tạo sản phẩm enzyme ...................................................................................... 21 3. ENZYME CỐ ĐỊNH ............................................................................................................. 22 3.1. Chuyển hóa sinh học ....................................................................................................... 22 3.1.1. Chuyển hóa vật chất do enzyme tự do hay enzyme hòa tan .................................... 22 3.1.2. Chuyển hóa vật chất bằng enzyme không hòa tan .................................................. 22 3.1.3. Chuyển hóa vật chất do các quá trình lên men ........................................................ 23 3.1.4. Chuyển hóa vật chất do tế bào cố định .................................................................... 23 3.2. Đặc điểm của enzyme cố định ........................................................................................ 23 3.3. Phương pháp tạo enzyme cố định ................................................................................... 23 3.3.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến enzyme cố định ............................................................. 23 3.3.2. Phương pháp cố định enzyme ................................................................................. 25 3.3.2.1. Chất mang dùng để cố định enzyme ................................................................ 25 3.3.2.2. Phương pháp cố định enzyme .......................................................................... 25 3.4. Ứng dụng của enzyme cố định ....................................................................................... 26 3.4.1. Sản xuất fructose nhờ enzyme glucose isomerase .................................................. 27 3.4.2. Sản xuất L-amino acid nhờ enzyme aminoacylase cố định .................................... 28 4. THU NHẬN ENZYME......................................................................................................... 28 4.1. Chọn nguồn nguyên liệu ................................................................................................. 28 4.2. Thu nhận enzyme ............................................................................................................ 31 5. ỨNG DỤNG CỦA ENZYME .............................................................................................. 32 5.1. Tình hình ứng dụng enzyme trong công nghiệp trên thế giới ........................................ 32 5.2. Ứng dụng trong y học ..................................................................................................... 34 5.3. Ứng dụng trong hóa học ................................................................................................. 34 5.4. Ứng dụng trong công nghiệp .......................................................................................... 34 5.4.1. Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm ................................................................. 34 5.4.2. Ứng dụng trong công nghiệp dệt ............................................................................. 36 5.4.3. Ứng dụng trong công nghiệp thuộc da .................................................................... 36 5.5. Ứng dụng trong nông nghiệp .......................................................................................... 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................. 36 CÔNG NGHỆ ENZYME 1 1. MỞ ĐẦU 1.1. Lịch sử nghiên cứu và phát triển công nghệ enzyme Enzyme học là môn học nghiên cứu về vật chất phân tử có hoạt tính sinh học. Môn học này phát triển rất mạnh nhờ những thành tựu của môn hóa sinh học, vi sinh vật học, di truyền học và cả những tiến bộ của ngành hóa học và vật lý học. Bảng 1.1. Những cột mốc quan trọng trong nghiên cứu và phát triển môn enzyme học[2] STT Năm Nội dung nghiên cứu, phát triển 1 1833 Payen và Persoz tách được diastase từ malt 2 1874 Hansen là người đầu tiên tách được rennet từ bao tử cừu 3 1876 Kiihne là người đầu tiên đề nghị gọi chất xúc tác sinh học là enzyme 4 1897 Hai anh em nhà Buchner chứng minh dịch chiết từ nấm men có thể chuyển hóa đường glucose thành cồn và CO2 5 1900 Rohm sử dụng enzyme protease trong công nghệ thuộc da 6 1913 Rohm là người đầu tiên sử dụng enzyme trong chất tẩy rửa 7 1917 Boidin và Effront nghiên cứu α-amylase của B.subtilis và ứng dụng trong ngành dệt 8 1920 – 1928 Will Slitter tinh sạch được enyzme 9 1926 Samner kết tinh được enyme urease Northrop kết tinh được protease 10 1928 Fleming phát hiện ra penicilline 11 Thế chiến II Bắt đầu sản xuất kháng sinh theo mô hình công nghiệp, sử dụng amyloglucosidase đường hóa tinh bột. Sử dụng penicillineacylase trong sản xuất penicilline 12 1969 Tanabec co đã xây dựng quy trình công nghiệp sản xuất amino acid. Sử dụng glucose isomerase trong sản xuất dịch đường giàu fructose CÔNG NGHỆ ENZYME 2 13 1972 Boyer et al. đưa ra kỹ thuật di truyền. Kỹ thuật này có tác động tích cực trong công nghệ enzyme 14 1973 Tanobe co sản xuất aspartic acid bằng lên men cố định tế bào Winter và Ferch đưa ra công nghệ sản xuất protein 15 1984 Nito xác lập quá trình cơ bản tạo acrylamide và một loại quá trình sản xuất có sự tham gia của enzyme 16 1984 - nay Đã phát hiện hàng trăm loại enzyme khác nhau, đưa vào sản xuất công nghiệp và ứng dụng rộng rãi enzyme trong sản xuất và đời sống. kỹ thuật enzyme cố định, tế bào cố định đã đưa công nghệ enzyme đạt được nhiều kết quả cao Diastase: là enzyme xúc tác cho phản ứng thủy phân tinh bột thành maltose. Diastase là enzyme đầu tiên được phát hiện ra. Nó được chiết tách từ malt vào năm 1833 bởi Anselme Payen và Jean-Francois Persoz – nhà Hóa học tại nhà máy đường của Pháp. Tên “diastase” xuất phát từ tiếng Hy Lạp (diastasis), trong dịch nha nóng, các enzyme này thủy phân tinh bột trong hạt đại mạch thành các đường hòa tan và vì thế có thể tách phần bỏ malt với phần còn lại của hạt. Ngày nay, diastase là α, β hoặc γ-amylase. Rennet là enzyme được sản xuất trong dạ dày của động vật có vú khi còn trong giai đoạn bú sữa mẹ và thường được sử dụng để làm phomai. Rennet là một hỗn hợp enzyme, bao gồm: các enzyme thủy phân protein (protease) gây đông tụ sữa, có thể tách phần sữa đông (phần chất rắn) và phần huyết thanh sữa (phần chất lỏng). Những enzyme hoạt động trong dạ dày bê được gọi là chymosin hoặc rennin. Ngoài ra, cũng có những enzyme quan trọng khác như: pepsin và lipase. Protease: (còn gọi là peptidase hoặc proteinase) là enzyme thủy phân protein α-amylase là enzyme thủy phân liên kết alpha của phân tử polysaccharide như tinh bột và glycogen thành glucose và maltose. Alpha amylase được tìm thấy chủ yếu ở người và động vật có vú khác, ngoài ra, chúng còn có mặt trong các loại hạt có chứa tinh bột và được tiết ra bởi một số loại nấm. Urease: là enzyme xúc tác phản ứng thủy phân ure thành carbon dioxide (CO2) và amoniac (NH3), hiện diện trong vi khuẩn đường ruột. Urease được tìm thấy trong vi khuẩn, nấm men và thực vật. 1.2. Khái niệm về enzyme Sinh vật được phân ra 2 nhóm dựa vào cấu tạo cơ thể của chúng: sinh vật đơn bào và sinh vật đa bào. Mặc dù chúng có sự khác biệt rất lớn về cấu tạo cơ thể và những đặc điểm sinh lý khác nhau nhưng chúng đều giống nhau về trao đổi chất với môi trường bên ngoài và một số đặc điểm về biến dị di truyền. Sinh vật được xem như là một hệ thống mở có liên quan chặt chẽ đến quá trình trao đổi chất của cơ thể ở trong tế bào và giữa tế bào với môi trường ngoài. Quá trình trao đổi chất bên trong tế bào và giữa tế bào với môi trường bên ngoài là biểu hiện sinh động nhất của sự sống. Sự khác nhau giữa tế bào sống và vật chất không phải sự sống chính là khả năng trao đổi chất này. Khi cơ thể không còn khả năng trao đổi chất thì cơ thể sẽ chết. Do đó mối quan hệ giữ cơ thể với bên ngoài là mối quan hệ hữu cơ. Quá trình trao đổi chất bao gồm quá trình dị hóa và quá trình đồng hóa. Quá trình dị hóa là quá trình phân giải vật chất để cung cấp cho tế bào năng lượng và vật liệu xây dựng tế bào, quá trình này có thể xảy ra trong tế bào hoặc ngoài tế bào. Quá trình di hóa xảy ra trong tế bào là quá trình cung cấp năng lượng, vật chất cho quá trình tổng hợp vật chất để tạo ra sinh khối nhằm làm đổi mới vật chất tế bào. Quá trình dị hóa ngoài tế bào phần lớn chỉ đáp ứng như cầu về vật chất, giúp cho tế bào tổng hợp các chất trong tế bào. Năng lượng tạo ra từ quá trình dị hóa ngoài tế bào thường được giải phóng ở dạng nhiệt năng. CÔNG NGHỆ ENZYME Quá trình tổng hợp vật chất cho t lượng từ các phản ứng do quá trình d của sinh vật đối với môi trường xung quanh. Hình Sản phẩm của quá trình trao đổi ch
Sản phẩm bậc 1
Sản phẩm bậc 2 Sản phẩm bậc 1: là các sản phẩm đư Các sản phẩm này sẽ được tham gia tr Sản phẩm bậc 2: là các sản phẩm c bào. Trong quá trình tổng hợp, m theo mà sẽ thoát ra khỏi tế bào. Hi sinh tổng hợp thừa có liên quan ch truyền, nhiều khi điều chỉnh hệ gen s chất được tạo ra do quá trình phân gi (quá trình dị hóa ngoài tế bào). M dị hóa trong tế bào) Quá trình trao đổi chất liên tục đư chất trong thiên nhiên. Quá trình chuy nhiều chu trình chuyển hóa các ch không chỉ ở trong tế bào sinh vật mà c này được xúc tác bởi một loại protein đ bào được gọi là enzyme ngoại bào. Các enzyme th nội bào và enzyne ngoại bào đều đư 1.2.1. Bản chất sinh học của enzyme Nhiều nhà khoa học đã nghiên cứ sinh vật sống tổng hợp nên và tham gia vào cá Như vậy, bản chất sinh học của enzyme là s sinh hóa trong và ngoài tế bào sinh v
Enzyme được tạo ra trong tế tạp và được điều khiển, kiểm soát r
Enzyme tham gia phản ứng c
Enzyme tham gia phản ứng trong đi enzyme được tổng hợp và ho độ của cơ thể và của tế bào sinh v động trong khoảng 30 - 40oC ế bào chỉ xảy ra trong tế bào. Quá trình này thư ị hóa. Như vậy, quá trình trao đổi chất được xem như h 1.1. Hệ thống mở của tế bào sinh vật ất tạo ra 2 dạng sản phẩm: ợc tạo ra cả trong quá trình phân giải và cả trong quá trình t ực tiếp nên vật chất tế bào và tham gia các các quá trình t ũng được tạo ra từ quá trình tổng hợp và quá trình phân gi ột số vật chất được tạo ra không tham gia vào quá trình trao ện tượng này được coi như quá trình sinh tổng h ặt chẽ đến hệ di truyền có trong tế bào. Do đó, vi ẽ thu được lượng lớn các sản phẩm sinh tổng h ải sẽ không tham gia vào quá trình trao đổi ch ột số vật chất khác thoát ra khỏi tế bào vào môi trư ợc xảy ra giữa trong và ngoài tế bào, tạo nên sự ển hóa theo con đường sinh vật đóng vai trò r ất có trong thiên nhiên. Các phản ứng sinh họ ả ở ngoài môi trường, bao quanh tế bào đó. Các ph ặc biệt gọi là enzyme. Các enzyme tham gia các ph ực hiện trong tế bào gọi là enzym ợc tổng hợp trong tế bào. u về enzyme và đã đi đến thống nhất: enzyme là m c phản ứng sinh học ản phẩm của các quá trình sinh học và th ật. Các loại enzyme đều có những đặc tính chung như sau: bào sinh vật: quá trình tổng hợp enzyme là một quá trình h ất chặt chẽ ả trong tế bào sống và cả khi enzyme được tách kh ều kiện nhiệt độ ôn hòa. Vì trong quá trình s ạt động trong điều kiện nhiệt độ của tế bào và nhi ật thường là nhiệt độ thấp. Phần lớn nhiệt đ 3 ờng phải thu nhận năng ệ thống mở ổng hợp. ế bào. ải của tế đổi chất tiếp ợp thừa. Hiện tượng ệc điều chỉnh hệ di ợp thừa. Môi số vật ất nằm ở ngoài tế bào ờng (quá trình trình biến đổi liên tục của vật ất quan trọng trong rất c xảy ra thường xuyên ản ứng sinh học ản ứng ngoài tế e nội bào. Cả enzyme ột loại protein được ực hiện các phản ứng ết sức phức ỏi tế bào sống ống của tế bào, ệt độ của cơ thể. Nhiệt ộ cơ thể sinh vật dao CÔNG NGHỆ ENZYME 4
Enzyme có thể tham gia xúc tác các phản ứng trong và ngoài cơ thể từ giai đoạn đầu đến giai đoạn giải phóng hoàn toàn năng lượng dự trữ trong các hợp chất hóa học. Quá trình chuyển hóa này được thực hiện theo chuỗi phản ứng, mỗi phản ứng được xúc tác bởi một loại enzyme. Các enzyme này lần lượt thay thế nhau xúc tác để các phản ứng lần lượt xảy ra, để cuối cùng tạo thành CO2, H2O, một số chất khác và giải phóng năng lượng. Cũng có thể chuỗi phản ứng sẽ tạo thành chu kỳ chuyển hóa khép kín. Trong chuỗi chuyển hóa hở hay chuỗi chuyển hóa khép kín, sản phẩm của phản ứng trước sẽ là cơ chất cho phản ứng sau
Enzyme có thể thực hiện một phản ứng: Các phản ứng thường xảy ra ở ngoài tế bào (khi ta thực hiện chúng trong ống nghiệm). Trong tế bào thường không xảy ra phản ứng enzyme đơn (một phản ứng) mà thường xảy ra các phản ứng theo chuỗi phản ứng.
Phản ứng enzyme là những phản ứng tiêu hao năng lượng rất ít. Trong khi đó, các phản ứng hóa học được xúc tác vởi các chất xúc tác hóa học đòi hỏi năng lượng rất lớn. Nhờ có hoạt động xúc tác của enzyme, các phản ứng sinh hóa xảy ra liên tục trong điều kiện năng lượng ôn hòa.
Enzyme chịu sự điều khiển bởi gen và các điều kiện phản ứng. Gen quyết định tổng hợp ra một loại enzyme. Mỗi một enzyme quyết định một phản ứng sinh hóa. Các nhà khoa học đưa ra cơ chế sau: Một gen => một enzyme => một phản ứng Như vậy, gen quyết định bản chất sinh học và bản chất hóa học của enzyme. Cơ chế này có một ý nghĩa rất lớn trong việc điều khiển tổng hợp enzyme trong tế bào sinh vật. 1.2.2. Bản chất hóa học của enzyme Nếu tách enzyme ra khỏi tế bào và tiến hành phân tách thành phần hóa học của chúng, ta sẽ thấy chúng thuộc 2 nhóm: 1. Nhóm enzyme đơn cấu tử: Thuộc nhóm này bao gồm những enzyme chỉ được cấu tạo một thành phần hóa học duy nhất là protein. Những enzyme được tạo thành chỉ từ protein duy nhất được gọi là enzyme đơn cấu tử 2. Nhóm enzyme đa cấu tử Thuộc nhóm này bao gồm những enzyme có 2 thành phần:
Apoprotein hay apoenzyme: Phần protein thuần
Agon: Phần thứ 2 là thành phần không phải protein. Phần này thường là những chất hữu cơ đặc hiệu có vai trò thúc đẩy quá trình xúc tác. Ở những enzyme đa cấu tử, phần apoenzyme đóng vai trò xúc tác nhưng nếu thiếu thành phần thứ hai (các chất hữu có đặc hiệu) thì enzyme không thể hoạt động được. Chính vì thế, chất hữu cơ đặc hiệu này còn được gọi là chất cộng tác (cofactor). Các chất hữu cơ đặc hiệu này có thể gắn rất chặt với phần protein, cũng có thể gắn rất lỏng với phần protein. Ta có thể dễ dàng tách chúng ra khi tiến hành thẩm tích qua màng. Ở đây xảy ra 2 hiện tượng:
Những chất hữu cơ đặc hiệu gắn chặt với protein bằng liên kết đồng hóa trị được gọi là nhóm phụ (prosthetic)
Những chất hữu cơ đặc hiệu gắn không chặt với protein và dễ dàng tách chúng ra khỏi protein được gọi là coenzyme Tuy nhiên, sự phân biệt này chỉ mang tính chất tương đối. Ngoài ra các nhà khoa học cũng cho thấy, trong thành phần của những enzyme có sự hiện diện của một số kim loại. Các kim loại này thường là một trong những thành phần của chất hữu cơ đặc hiệu Ví dụ: trong hệ enzyme cytochrome, catalase, peroxydase, sắt (Fe) gắn chặt với nhân porphyrin. Các kim loại có trong thành phần của enzyme thường rất dễ tách ra khỏi enzyme. Trong trường hợp enzyme mất kim loại, chúng sẽ mất hoạt tính. Khi ta đưa các kim loại tương ứng vào các enzyme, hoạt tính enzyme lại được khôi phục. Tính chất này mang tính chất thuận nghịch. Vai trò của kim loại trong hoạt động của enzyme vẫn chưa được làm sáng tỏ. Tuy nhiên các nhà khoa học cũng cho rằng, có thể kim loại đóng vai trò liên kết giữa enzyme và cơ chất, liên kết giữa apoenzyme và coenzyme, tham gia trực tiếp vào quá trình vận chuyển điện tử như vai trò của sắt trong cytochrome và peroxydase. CÔNG NGHỆ ENZYME 5 Bảng 1.2. Một số enzyme có chứa kim loại [2] STT Enzyme Kim loại 1 Hệ cytochrome, catalase, peroxydase Sắt (Fe) 2 Polyphenoloxydase Đồng (Cu) 3 Carbonic anhydrase Kẽm (Zn) 4 Peptidase Mangan (Mn), Sắt (Fe), Magie (Mg) 5 Phosphatase Magie (Mg) 6 Arginase Mangan (Mn) 1.2.3. Cấu trúc của enzyme Enzyme là protein đặc biệt. Ngoài cấu trúc giống như cấu trúc bình thường của một protein, enzyme còn có cấu trúc rất đặc biệt liên quan đến hoạt động của enzyme. Không phải toàn bộ các phần của enzyme đều tham gia vào hoạt động xúc tác, mà chỉ có những bộ phận rất đặc biệt mang tính đặc hiệu trong phân tử protein mới tham gia xúc tác phản ứng. Bộ phận đặc hiệu này được gọi là trung tâm hoạt động của enzyme Trung tâm hoạt động của enzyme bao gồm:
Những nhóm hóa học, những liên kết peptide tiếp xúc trực tiếp với cơ chất.
Những nhóm hóa học, những liên kết peptide không tiếp xúc trực tiếp với cơ chất nhưng có chức năng trực tiếp trong quá trình xúc tác Phần còn lại đóng vai trò như một cái khung, giữ cho cấu trúc không gian thích hợp với khả năng xúc tác. Nếu bị tác động bởi các điều kiện bên ngoài như nhiệt độ, pH, nồng độ các chất, bộ khung này sẽ biến đổi cấu trúc không gian. Từ đó làm thay đổi sâu sắc hoạt tính enzyme. Phần của phân tử enzyme không có liên quan đến hoạt tính enzyme, nếu bị tác động, bị mất đi hoặc bị biến đổi sẽ hoàn toàn không ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme Trung tâm hoạt động của enzyme thường chứa các amino acid có nhóm hóa học hoạt động mạnh như amino acid serine, histidine, cysteine, lysine, arginine, glutamic acid, aspartic acid, tryptophan. Các nhóm hóa học này hoạt động có khả năng gắn với cơ chất để tạo thành phức chất enzyme - cơ chất. Những nhóm hóa học hoạt động mạnh bao gồm:
Nhóm NH2 của lysine
Nhóm -SH của cysteine
Nhóm γ-carboxyl của glutamic acid Các gốc amino acid tạo ra trung tâm hoạt động của enzyme thường không nằm cạnh nhau trong chuỗi polypeptide thẳng (cấu trúc bậc 1). Trong thực tế, chuỗi popypeptide của enzyme tồn tại ở trạng thái không gian (cấu trúc bậc 3, bậc 4) nên các amino acid thường tồn tại gần nhau theo cấu trúc không gian. Do cấu trúc không gian như vậy, trung tâm hoạt động được tạo thành. Trong trung tâm hoạt động của enzyme người ta còn thấy có ion kim loại. Các ion kim loại có mặt trong trung tâm hoạt động của enyzme có vai trò xúc tác rất lớn. Ngoài các gốc amino acid, ion kim loại, các nhà khoa học còn cho thấy các nhóm chức của coenzyme cũng được coi như một phần cấu tạo của trung tâm hoạt động của enzyme. CÔNG NGHỆ ENZYME 6 Mỗi một enzyme thường có 1 trung tâm hoạt động. Tuy nhiên cũng có enzyme có 2 trung tâm hoạt động (alcohol hydrogenase của gan), thậm chí có enzyme có tới 4 trung tâm hoạt động (alcohol dehydrogenase của nấm men) Hoạt động xúc tác của trung tâm hoạt động có liên quan tới cơ chất. Các nhà khoa học khi nghiên cứu vấn đề này đã đưa ra 3 quan điểm quan trọng: 1. Chỉ những cơ chất có cấu trúc phân tử thích hợp với trung tâm hoạt động của enzyme mới có thể kết hợp được với trung tâm hoạt động của enzyme để tạo thành phức hợp enzyme-cơ chất. Theo quan điểm này, cơ chất có cấu trúc phân tử trùng với trung tâm hoạt động là hiện tượng kết hợp rất chặt chẽ và mang tính đặc hiệu cao. Chính vì thế, mỗi loại enzyme chỉ có thể tham gia xúc tác phản ứng cho một loại cơ chất nhất định. 2. Các loại enzyme thường tạo ra trung tâm hoạt động có cấu trúc không gian nhất định. Các trung tâm hoạt động thường được hình thành sẵn ở các enzyme. Chính những trung tâm hoạt động của enzyme quyết định cho phép những cơ chất cấu trúc tương ứng với trung tâm hoạt động mới được kết hợp vào. Quan điểm này do Fisher đề xướng. Thuyết của Fisher tuy đã giải thích được các hiện tượng gắn kết