Công nghệ protein & enzyme doc

Protein tham gia các thành phần chức năng Chức năng ⇔ Cấu trúc Bệnh lý liên quan protein chức năng Nghiên cứu cấu trúc Dựa vào chức năng tìm hiểu cấu trúc Cấu trúc bậc I ⇔ Cấu trúc bậc

GIÁO ÁN ĐIỆN TỬ

Người soạn: Nguyễn Phú Thọ

Bộ môn Công nghệ Sinh học Khoa NN-TNTN

Tên môn học: Công nghệ protein & enzyme MSHP: BIT508

Số tín chỉ: 3 (30 lý thuyết; 30 thực hành)

Ngành học: Công nghệ Sinh học

CẤU TRÚC CỦA PROTEIN

Đặt vấn đề

Cấu trúc bậc một Cấu trúc bậc hai Cấu trúc bậc ba Cấu trúc bậc bốn

Protein tham gia các

thành phần chức năng Chức năng ⇔ Cấu trúc

Bệnh lý liên quan protein chức năng

Nghiên cứu cấu trúc Dựa vào chức năng

tìm hiểu cấu trúc

Cấu trúc bậc I ⇔ Cấu trúc bậc III

Cấu trúc bậc một

- Acid amin liên kết với nhau bằng liên kết peptide, liên kết S-S

- Protein có cấu tạo từ 50 and 2000 amino acid

- Oligopeptid hay peptid có chiều dài ngắn hơn

- Trọng lượng một axit amin là 110 dalton

Trình tự của các đơn phân trong mạch thẳng cho các cấu trúc có ý

nghĩa khác nhau

Số lượng cấu trúc (S) tùy thuộc vào số lượng đơn phân tham gia (N) và chiều dài của chuỗi phân

các cấu trúc có ý nghĩa khác nhau

ở vị trí thứ 6 trong chuỗi của hemoglobin A (bình thường) bị thay thế bằng gốc amino acid valine

Cấu trúc bậc hai

Một protein cấu trúc xoắn

α -helix là xoắn phải Mặt phẳng liên kết peptid nằm song song với trục xoắn

Cấu trúc bậc hai

Các đơn vị lập lại là các vòng đơn với 3.6 gốc amino acid

Moment lưỡng cực của liên kết peptid lan

truyền qua các liên kết hydrogen  là toàn bộ

chuỗi xoắn cũng mang tính lưỡng cực

2 Gấp nếp β

- Giữ ổn định nhờ các liên kết hydrogen nội phân tử

- Nhóm R- của 2 amino acid gần nhau nhô ra khỏi cấu hình zig-zag theo chiều ngược nhau.

2 Gấp nếp β

- Giữ ổn định nhờ các liên kết hydrogen nội phân tử

- Nhóm R- của 2 amino acid gần nhau nhô ra khỏi cấu hình zig-zag theo chiều ngược nhau.

3 Vòng β

-Gần 1/3 các gốc AA trong vòng ở vị trí chuỗi polypeptid chuyển theo hướng ngược lại trong không gian

- G và P là các amino acid thường

xuất hiện trong vòng β- bởi vì G rất

nhỏ và linh động

- P luôn trong trạng thái sẵn sàng tạo

dạng cis- thích hợp cho cấu trúc tạo

Cấu trúc bậc ba

- Siêu cấu trúc bậc hai

- Là sự sắp xếp ổn định của các thành phần của cấu trúc bậc hai

Cấu trúc domain của protein

Các popypeptid có hơn 100 AA thường cuộn thành 2 hay nhiều đơn

vị dạng hình cầu trong phân tử gọi

là các DOMAIN

Thường các domain vẫn giữ cấu trúc bậc ba ổn định khi tách các phần còn lại của chuổi polypeptid.Thí dụ: một tiểu đơn vị của

GAPDH thường tạo hai domain phân biệt rõ ràng: Một domain có tâm bám bới NAD+ (màu đỏ), và một domain có tâm bám với

glyceraldehyde-3-P (xanh lá cây)

Citrate synthase được tạo thành bởi hai domain dịch chuyển trong không gian mà không gây biến đổi đáng kể về mặt cấu trúc (hình phía trái) là cấu trúc dạng mở, và hình bên phải là cấu trúc dạng đóng trong liên kết với cơ chất Biến đổi chủ yếu giữa dạng mở và đóng là sự dịch chuyển khoảng cách giữa các domain khoản 15Ao

Cấu trúc domain của protein

Cấu trúc không gian ba chiều của protein

Protein làm thế nào để có cấu trúc không gian ba chiều,

và mối liên quan giữa cấu trúc bậc một và bậc ba ?

Christian Anfinsen vào những năm 1950.

Gây biến tính enzyme RNase A và xác định điều kiện

cần thiết để enzym phục hồi cấu trúc và chức năng

Cấu trúc không gian ba chiều của protein

Cấu trúc không gian ba chiều của protein

Ở dạng biến tính enzym bị mất hoạt tính Thí nghiệm Christian Anfinsen

Thêm vào một lượng nhỏ β-mercaptoethanol

sẽ phục hồi toàn bộ cấu trúc nguyên thủy ban dầu của ribonuclease

Cấu trúc không gian ba chiều của protein

Thí nghiệm Christian Anfinsen

Hệ thống protein đa đơn vị

Cấu trúc bậc I Là trình tự sắp xếp của các amino acid trong phân tử protein, bao

gồm cả liên kết disulfit S–S

Cấu trúc bậc II Là sự sắp xếp một cách ổn định và cụ thể của các gốc amino acid

Cấu trúc bậc III Cấu trúc không gian ba chiều của protein hình thành do sự sắp xếp

của các thành phần cấu trúc bậc II

Cấu trúc bậc IV Sự sắp xếp của các chuỗi polypeptide (các tiểu đơn vị) trong một

protein đa đơn vị.

Cấu trúc bậc V Sự sắp xếp của các protein khác nhau (với chức năng khác nhau) tạo

thành nhóm protein hoạt động phối hợp.

Các mức độ cấu trúc của protein