NGUYỄN ĐĂNG THUẤN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY TÍNH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” VẬT LÍ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC NGUYỄN ĐĂNG THUẤN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY TÍNH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” VẬT LÍ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 62 14 01 11
BộGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO VINHÀMLÂMKHOAHỌC VÀCƠNGNGHVITNAM HỌCVINKHOAHỌCVÀCƠNGNGH ——————— NGUYỄNBÁHƯNG VAITRỊCỦATRÌNHTỰAMINOACIDKYNƯ CVÀ PHÂNCỰCĐỐIVICƠCHẾCUỐNPROTEINVÀSỰ KẾTTỤCỦAPEPTIDE LUNÁNTIẾNSĨVTLÝ HÀN ộ I − 2018 VINHÀMLÂMKHOAHỌCVÀCÔNGNGHV I TNAM HỌCVINKHOAHỌCVÀCÔNGNGH *** NGUYỄNBÁHƯNG VAITRỊCỦATRÌNHTỰAMINOACIDKYNƯ CVÀ PHÂNCỰCĐỐIVICƠCHẾCUỐNPROTEINVÀSỰ KẾTTỤCỦAPEPTIDE Chunngành:VtlýlýthuyếtvàVtlýtốnMãsốch unngành:9440103 Ngưďihưďngdẫnkhoahọc:PGS.TSTrịnhXuânHoàng Lďic ả m 6n Tȏix i n b y t ỏ l ò n g b i ế t n d ế n P G S T S T r ị n h X u ȃ n H o n g d ǎ h m ng d ấ n tȏihọct p n g h i ȇ n c u t r o n g s u ố tt h i g i a n l m n g h i ȇ n c u s i n h v g i ú p t ȏ i hoànthànhlu nánnày.XincámơnTS.LȇDuyMạnh,NCS.BùiPhmơng Thúy nhóm nghiȇn cáu dǎ giúp dơ có nhiều ý kiến dóng góp q trình làm lu n án tȏi TȏixinchȃnthànhcámơnHọcvi nQuȃnYnơitȏidangcȏngtácdǎcó nhiều hố trợ d®ng viȇn tȏi thời gian tȏi làm nghiȇn cáu sinh Xin cảm ơnVinVtlývàHọcvinKhoahọcvàCȏngnghl cơsởdàotạodǎtạodiều ki nt h u n l ợ i g i ú p t ȏ i t r on g q u t r ì n h l m n g h i ȇ n c u s i n h v b ả o v l u n n T ȏ i cǔn gcá m ơn c ác d ồn g n gh i ptạ iB® mȏn Vtlý- Lýs inh nơ i tȏicȏng t ác dǎ cónhiềugiúpdơ,chiasẻtrongcȏngvi ckhitȏidilà mnghiȇncáusinh Cuốicùng,tȏixindànhsựbiếtơnsȃusắctớigiadìnhdǎluȏnd®ngviȇn, ủng h® hố trợ m t dễ tȏi có thễ yȇn tȃm nghiȇn cáu bảo vt h n h c ȏ n g lu n án Lďic a m đoan Lu nán kết thȃn tȏi dǎ thực hi n thời gian làm nghiȇn cáus i n h t i v i nv t l ý C ụ t h ễ , c h m n g l p h ầ n t ỗ n g q u a n g i i t h i unhǎng kiến thác sở protein vấn dề protein Chmơng phần tỗng quan g i i t hi uvềhi n t m ợ n g k ế tt ụ p r o t e i n v s ự h ì n h t h n h a m y l o i d C h m n g m ȏ t ả c c m ȏ h ì n h v c c p hm ơn g ph áp m ȏ p hỏ ng C hm ơn g t rì nh bà y k ế t q uả n g h i ȇ n c u m t ȏ i d ǎ t h ự c h i n c ù n g t h ầ y h m n g d ấ n l PGS TS.Trịnh Xuȃn Hồng Chmơng trình bày kết nghiȇn cáu mà tȏi thực hi n cùngPGS TS.TrịnhX u ȃ n H o n g v T S L ȇ D u y M n h Cuốic ù n g t ȏ i x i n c a m d o a n v k h ẫ n g d ị n h , d ȃ y l c c n g h i ȇ n c u c ủ a r i ȇng t ȏ i C ác kế t q uả t r o n g l u n án “V t rò c t rì nh t ự am i no a c i dk y n m c v phȃn c ực dố i v ới c c hế cuố n pro te i n v s ự kết t ụ c pe ptide ” l c c k ế t q u ả m i , k h ȏ n g t r ù n g l pv i b ấ t k ỳ l u ná n h a y c ȏ n g t r ì n h n o d ǎ d m ợ c c ȏ n g bố Tácgiảlunán Mṇclṇc Lďic ả m 6n i Lďic a m đoan ii Mṇclṇc iv Danhmṇccáckíhiu,cácchfi viếttắt Danhm ṇ c c c bảng v vi Danhm ṇ c c c h ì nh v ẽ , đ thị xiv Mďđầu 1S fi cuốnc protein 1.1C c d ct r m n g c ấ u t r ú c c ủ a p r o t e i n 1.2H i nt m ợ ng c u ố n pr o t e i n 1.3N g h ị c h lýLevinthal 1.4P h ế u 1.5N g u y ȇ n lýthấtvọngtốithiễu 1.6M ȏ hì nhhai t r ạn g t hái c ho c c hế c u ố n protein 1.7T í n h hợptáccủaqtrìnhcuốn 1.8T m n g táckynmớc 1.9M ȏ hìnhHPmạng 1.10MȏhìnhGo 1.11Mȏhìnhống 1.12Kếtlun 8 10 11 12 13 14 16 18 19 21 22 25 2S fi hình t h n h amyloid 2.1C ấ u trúcsợiamyloid 2.2C chếhìnhthànhsợiamyloid 2.3K ế t lun 27 28 30 35 3C c mơhìnhvàphư6ngphápmơ 3.1M ȏ hìnhốngHP 3.1.1T í n h chấttựtránhdạngống 3.1.2T h ế n ă n g b ẻ c o n g 3.1.3H t ọ a d®Frenet 37 37 38 39 39 Mụclục 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.1.4 Liȇnkếthydro 3.1.5 Tmơngtáckynmớc MȏhìnhốngGo Mȏhìnhốngvớitínhdịnhhmớngcủacácchuốibȇn Cáct h ȏ n g s ố c ấ u t r ú c p r o t e i n Phmơngp há pm ȏ p hỏ ng M o n t e Ca rl o 3.5.1 ThuttoánMetr opolis 3.5.2 Cácp h é p d ị c h c h u y ễ n M o n t e C a r l o c h o protein Phmơngphápdiềunhitsongsong Phmơngphápphȃntíchdabiễudồcótrọngsố Kếtlun 40 42 43 43 45 45 46 48 49 51 54 Vait r ò c ủ a t r ì n h tf i a m i n o a c i d k y n ď c v p h â n c fi c đ ố i vďi c6chếcuốncủaprotein 55 4.1 Nhitd ® n g l ự c h ọ c c u ố n p r o t e i n t r o n g m ȏ h ì n h ố n g H P 55 4.2 Nhitd ® n g l ự c h ọ c c u ố n p r o t e i n t r o n g m ȏ h ì n h ố n g G o 61 4.3 Chuyễnp h a c u ố n t r o n g m ȏ h ì n h ố n g H P v m ȏ h ì n h ố n g G o 62 4.4 Ảnhhmởngcmờngd®tmơngtáckynmớclȇntínhchấtcuốn 70 4.5 Kếtlun 74 Vait r ị c ủ a t r ì n h tf i a m i n o a c i d k y n ď c v p h â n c fi c đ ố i vďi sfikếttṇ c ủapeptide 75 5.1 Sựp h ụ t h u ® c c ủ a c c c ấ u t r ú c k ế t t ụ v o t r ì n h t ự H P 76 5.2 Nhitd ® n g l ự c h ọ c c ủ a q u t r ì n h k ế t tụ 79 5.3 Đ®ngh ọ c c ủ a q u t r ì n h h ì n h t h n h s ợ i 82 5.4 Sựk ế tt ụ c ủ a h p e p ti d e h ố n h ợ p 87 5.5 Thảolun 89 5.6 Kếtlun 92 Kếtl u n 94 Danhm ṇ c c ô n g t r ì n h c ủ a t c giả 96 Tàiliuthamkhảo 97 Danhm ṇ cc c k í h i u,c c c h fi viếttắt a.a Aminoacid ADN Deoxyribonucleicacid ARN Ribonucleicacid AFM Hiễnvilựcnguyȇntả(AtomicForceMicroscopy) AD BnhAlzheimer(AlzheimerDisease) HP Kynmớcvàphȃncực(hydrophobicandpolar) MC MonteCarlo NMR C®ngh m n g t h t n h ȃ n ( N u c l e a r M a g n e ti c Resonance PDB Ngȃn hàng dǎ liu protein (Protein DataBank) rmsd Đ®dịchchuyễncănquȃnphmơng(rootmeansquare deviation) Danhmṇccácbảng Bảng5.1Trìnhtựaminoacidkynmớc(H)vàphȃncực(P)củacácpeptidedmợ cxéttrongnghiȇncáuvềsựkếttụ.Cáctrìnhtựtrongbảngd mợ c k ý h iut S t i S T h a m s ố s k ý h i uk h oả n g cách gầnn h ấ t g i ǎ a h a i a m i n o a c i d H l i ȇ n ti ế p n h a u t r o n g c h u ố i 76 Danhmṇccáchìnhvẽ,dồthị Hình1.1Hìnhvěminhhọaa)cấutrúchóahọccủaaminoacid(tràproline), b) cấu trúc hóa học proline (Pro) c) chuối polypeptidevớicácaminoacidliȇnkếtvớinhaubởicácliȇnkếtpeptide.Mối amino acid gồm m®t nguyȇn tả carbon trung tȃm C αliȇn kếtvớim®tnhómamine(-NH2),m®tnhómcarboxyl(COOH),m®tnguyȇn tả H m®t chuối bȇn R Trong amino acid proline, chuốibȇnRliȇnkết hóatrị vớing uyȇn tảC nh óm carboxyl Các aminoa c i d t r o n g p r o t e i n k h c n h a u b i c h u ố i b ȇ n R Hình1.2C ấ u t r ú c t r n g t h i c u ố n c ủ a v ù n g B c ủ a protein G (a–c) v củaproteinA(d– f).Cáccấutrúcproteindmợcbiễudiếnởdạnggồmtấtcảcácnguyȇntả(allatom)(a,d),dạngdải(ribbon) (b,e)vàdạngmạchxmơngsống(backbone)(c,f) [Pleaseinsertintopreamble]Trongbiễudiếndạngdải,cácxoắnαdmợct ȏmàudỏvàcácphiếnβdmợctȏmàuvàng.Trongbiễudiếnmạchxmơngsống, cácaminoacidkhá c nh au d mợ cph ȃ nb i tb ằn gc c mà u k há c nha u.Cá cdǎ liuc ấ u t r ú c d mợ c lấ y t n g ȃ n h n g d ǎ l i up r ot e in ( P D B ) vớ imǎ PDB1pgachovùngB1củaproteinGvà2spzchoproteinA 10 Hình1 D ị a h ì n h n ă n g l m ợ n g d n g s ȃ n g ȏ n n g v i q u t r ì n h c u ố n trongnghịchlýLevithal 12 Hình1.4P h ế u 13 Hình1.5S dồnănglmợngtựdotrongmȏhìnhhaitrạngthái.Dvà N lần lmợt trạng thái duối trạng thái Trạng thái chuyễntiếp(TS)làtrạngtháicónănglmợngtựdocaonhấtgiǎatrạngt h i duốivàtrạn gt háicuốn ∆FNv ∆FDl ầ n lmợt làd ®ca o cácbờthếxuấtpháttàcáctrạngtháiduốivàcuốn 15 Hình1.6N h i t d ® n g l ự c h ọ c c ủ a p r o t e i n h a i trạng thái (a) Sự phụ t h u ® c củaenthalpytrungbìnhvàonhitd®códạngchǎS(sigmoidal) (b)Sựphụthu®ccủanhitdungriȇngvàonhitd®códỉnhtạivùngchuyễ npha.(c)Phȃnbốenthalpytạinhitd®T1Tf (d)Phȃnbốenthalpytạinhitd®T=Tf.Nhitd®chuyễnphacuốnduốiTf dmợcxácdịnhlànhitd®mànhitdungriȇngdạtcựcdại.D®lớncủasựth aydỗienthalpynhit,∆Hcal,vàenthalpy van’t Hoff,∆HvH,dmợcthễhinm®t cáchgầndúngtrȇn hìnhvě.17