Bài giảng sinh hoá cơ sở protein pgs ts ngô đại nghiệp và ts nguyễn thị hồng thương

LOGO CHƯƠNG II: PROTEIN www.themegallery.com Nội dung Khái niệm chung Acid amin Peptide Protein Khái niệm chung  Protein hợp chất hữu có ý nghĩa quan trọng bậc thể sống  Protein tạo thành chủ yếu từ amino acid nối với liên kết peptide  Cấu trúc protein gồm bốn nguyên tố C, H, O, N với tỷ lệ C ≈ 50%, H ≈ 7%, O ≈ 23% N ≈ 16% Ngoài gặp số nguyên tố khác S ≈0-3% P, Fe, Zn, Cu  Protein có đặc tính:  Đa dạng mặt cấu trúc  Tính đặc hiệu lồi cao  Khả phản ứng lớn, vơ biến đổi hóa lý học  Khả phản ứng với môi trường bên ngồi, tái lập trạng thái ban đầu  Có hoạt tính sinh học cao, xúc tác sinh học, kháng thể, hocmon… Acid amin 2.1 Cấu tạo chung:  Amino acid chất hữu chứa nhóm carboxyl (COOH) nhóm amine (NH2), trừ proline có nhóm NH (thực chất imino acid)  Trong phân tử amino acid có nhóm COOH NH2 gắn với carbon vị trí α R: acid amin có R khác  Gồm 20 acid amin thường gặp cấu tạo protein Trong có 10 acid amin khơng thay Acid amin 2.2 Phân loại: Dựa vào cấu tạo hóa học, chia thành nhóm lớn sau: Acid amin mạch thẳng – monoaminmonocacboxyl Acid amin mạch thẳng – monoamin-dicacboxyl Acid amin có lưu huỳnh (s) Acid amin có vịng thơm Acid amin có dị vịng Acid amin diamin monocacboxylic Các amid acid amin Acid amin 2.3 Tính chất acid amin: 2.3.1 Tính chất chung: Các acid amin dạng tinh thể màu trắng, bền 20-250 C Hòa tan nước với mức độ khác Ở dạng muối chúng thường tan tốt acid amin tự 2.3.2 Tính quang hoạt: Các amino acid có carbon bất đối (trừ glycine) có biểu hoạt tính quang học, làm quay mặt phẳng phân cực ánh sáng sang phải (+) sang trái (-) Tuỳ theo xếp nhóm liên kết với carbon bất đối (C*) mà amino acid có cấu trúc dạng D hay L, gọi đồng phân lập thể Số đồng phân lập thể tính theo 2n (n số carbon bất đối) Acid amin 2.3.2 Tính quang hoạt: Acid amin 2.3.3 Tính chất lưỡng tính:  Acid amin có nhóm carboxyl -COOH nên có khả nhường proton (H+) thể tính acid, mặt khác có nhóm amin- NH2 nên có khả nhận proton nên thể tính base Vì amino acid có tính chất lưỡng tính  Trong mơi trường acid (thừa ion H+), phân ly nhóm – COOH bị kìm hãm, acid amin dạng cation H+ Acid amin dạng cation Acid amin 2.3.3 Tính chất lưỡng tính:  Trong mơi trường kiềm (thừa OH-), phân ly nhóm – NH2 bị kìm hãm, acid amin dạng anion OH- Acid amin dạng anion  pI điểm đẳng điện: acid amin trung hịa điện tích, chúng không dịch chuyển điện cực điện trường Mỗi acid amin có giá trị pI khác Acid amin 2.3.4 Tác dụng với kim loại nặng:  Acid amin tác dụng với kim loại nặng (Pb, Hg, Cu…) tạo muối nội phức 2.3.5 Sự tạo thành ester: 2.3.6 Phản ứng đặc trưng acid amin:  Phản ứng với HNO2  Phản ứng với formol: www.themegallery.com Peptide  Peptide hình thành từ hai phân tử acid amin, nhóm α-amine acid amin kết hợp với nhóm α-carboxyl acid amin liên kết -CO-NH- (liên keát peptide) loại phân tử nước  Tùy theo số lượng acid amin tham gia phản ứng peptide: dipeptide (n=2), tripeptide (n=3), tetrapeptide (n=4)… Protein  Protein hình thành từ hàng chục đến hàng trăm gốc acid amin  Liên kết chủ yếu peptid –CO-NH- liên kết chủ yếu Ngoài phân tử protein cịn có liên kết khác liên kết disulfide (S-S), liên kết hydro, ester… Insulin polypeptid tạo nên từ 51 acid amin Protein 4.1 Cấu trúc protein:  Cấu trúc bậc I: - Thành phần trình tự xếp acid amin mạch polypeptid gọi cấu trúc bậc I protein - Liên kết cấu trúc bậc I liên kết peptid acid amin 4.1 Cấu trúc protein:  Cấu trúc bậc II: - Các gốc acid amin có khả quay tự quanh mối liên kết Cα, mạch polypeptid có khuynh hướng hình thành cấu trúc xoắn Gọi xoắn α - Pauling Corsy (1955): vòng xoắn chứa 3,6 acid amin, khoảng cách vịng xoắn 5,4A0 - Ngồi cịn có cấu trúc phiến gấp β, thường thấy protein hình sợi - Trong phiến gấp β liên kết hydro nối nhóm –CO –NH- mạch polypeptid kề nhau, hướng vng góc với trục xoắn cịn xoắn α liên kết hydro song song trục xoắn Protein 4.1 Cấu trúc protein:  Cấu trúc bậc II Cấu trúc xoắn α Phiến gấp β Protein 4.1 Cấu trúc protein:  Cấu trúc bậc III: - Các xoắn α lại tự xoắn cuộn gập không gian, tạo dạng hình cầu hay slipsoit – cấu trúc bậc III - Hình thành liên kết thứ cấp gốc mạch polypeptid Liên kết S-S, Van-der-Van, ester, liên kết tĩnh điện… Protein 4.1 Cấu trúc protein:  Cấu trúc bậc IV: - Cấu trúc tổ hợp lại hai hay nhiều tiểu đơn vị (polypeptid) cấu trúc bậc III tạo thành - Hình thành ổn định nhờ lực tương tác nhóm bên phân bố bề mặt tiểu đơn vị liên kết hydro, liên kết kỵ nước loại liên kết mạnh liên kết ester, liên kết disulfide 4.2 Tính chất protein:  Tính tan protein: phụ thuộc vào cấu tạo hóa học phân tử protein, nhóm kị nước (gốc Alkyl) ưa nước (COOH-, -CO-NH, NH2,OH…), dung mơi hịa tan, pH dung dịch…  Tính chất quang học: dung dịch protein có tính chất khuếch tán anh sáng khúc xạ ánh sáng Ngồi cịn có khả hấp thụ tia vùng tử ngoại, đặc biệt acid amin vòng phenylalanin, tyrosin, tryptophan  Một số phản ứng màu đặc trưng:  Phản ứng biurê: Khi cho kiềm sulphate đồng dung dịch protein tạo sản phẩm màu xanh tím tím đỏ Phản ứng này, chứng minh tồn liên kết peptide (-CO-NH-) phân tử protein  Phản ứng xanthoprotein: Dưới tác dụng acid nitric đặc số protein cho sản phẩm màu vàng Phản ứng đặc trưng cho protein có chứa aminoacid có nhân benzol (tyrosine, 4.2 Tính chất protein:  Một số phản ứng màu đặc trưng:  Phản ứng Milon: Khi đun protein với thuốc thử Milon (hỗn hợp nitrate nitrite acid nitric đặc) xuất sản phẩm màu hồng đỏ thắm Phản ứng liên quan với tồn nhóm phenol tyrosine  Phản ứng Adamkjevich: Những protein có chứa tryptophan tồn nhân indol nên tác dụng với acid glyoxylic H2S04 cho sản phẩm màu xanh tím  Phản ứng Sacaguishi: Một số protein xử lý trước hypoxhloride natri sau β-naphtol cho màu đỏ thắm Phản ứng cho biết phân tử có nhóm guanidine Protein 4.2 Tính chất protein:  Tính chất lưỡng tính:  Trong dung dịch, acid amin, protein tồn dạng ion lưỡng cực Tuy nhiên, khác với acid amin, tính chất lưỡng tính protein định gốc R có khả ion-hóa Mỗi protein có điểm đẳng điện đặc trưng Tại điểm đẳng điện protein dễ bị kết tủa Tính chất lưỡng tính sử dụng để tách tinh chế protein  Tính chất biến tính: Phân tử protein bị biến tính nhiệt độ cao, tia X, tia cực tím, tia phóng xạ, áp lực cao, tác động học, hóa chất v.v  Sự biến tính xảy cấu trúc nguyên thủy bị phá vỡ, liên kết hydro, liên kết Protein 4.2 Tính chất protein: Tính chất biến tính:  Biến tính kéo theo tượng khả hòa tan (kết tủa), biến đổi hoạt tính quang học, tính chất sinh học, xuất yếu tố kháng nguyên trở nên dễ bị phân giải emzyme tiêu hóa Tính chất sinh học:  Chức tạo hình  Chức xúc tác  Chức bảo vệ  Chức vận chuyển  Chức vận động  Chức dự trữ dinh dưỡng 4.3 Phân loại: theo thành phần hóa học  Protein đơn giản: thành phần có acid amin  Albumin  Globulin  Prolamin  Glutelin  Protamin  Protein phức tạp: acid amin, thànhphần có glucid, lipid, acid nucleic, kim loại…gọi nhóm ngoại  Nucleoprotein  Mucoprotein  Lipoprotein  Photphoprotein  Metaloprotein  Chromoprotein LOGO Glucid Contents Click to edit text styles Edit your company slogan Khái niệm chung Monosaccharid Oligosaccharid Polysaccharid ... Protamin  Protein phức tạp: acid amin, thànhphần có glucid, lipid, acid nucleic, kim loại…gọi nhóm ngoại  Nucleoprotein  Mucoprotein  Lipoprotein  Photphoprotein  Metaloprotein  Chromoprotein... liên kết mạnh liên kết ester, liên kết disulfide 4.2 Tính chất protein:  Tính tan protein: phụ thuộc vào cấu tạo hóa học phân tử protein, nhóm kị nước (gốc Alkyl) ưa nước (COOH-, -CO-NH, NH2,OH…),... dung dịch protein tạo sản phẩm màu xanh tím tím đỏ Phản ứng này, chứng minh tồn liên kết peptide (-CO-NH-) phân tử protein  Phản ứng xanthoprotein: Dưới tác dụng acid nitric đặc số protein cho