HÓA HỌC PROTID, GLUCID,LIPID VÀ ENZYM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG

Acid bÐo* Acid béo mạch vòng Prostaglandin - PG - Là dẫn chất của acid prostanoic 20 C - Có hơn 20 loại PG có cấu trúc tương tự nhau nhưng có hoạt tính sinh học khác nhau.. Tính chất hoá

HÓA H C PROTID, Ọ

ENZYM

ThS LÊ THANH HÀ

Hãa häc protid

immunoglobulin G

Nu«i d ìng (dù tr÷)

protIDProtid là thuật ngữ chung dùng để chỉ các hợp chất hữu cơ, gồm: acid amin, peptid, protein, proteid.

1 acid amin

Đồng phân của alanin

1 acid amin

 Phân loại ACID AMIN

1 acid amin

1.2 TÝnh chÊt hãa häc

1 acid amin

Pentapeptide serylglycyltyrosylalanylleucine (Ser–Gly–Tyr–Ala–Leu)

 C¸c liªn kÕt trong ph©n tö protein

Lk peptid Lk disulfua Lk hydro Lk ion Lk kþ n íc

2 PROTEIN

Cthh Protein

nucleoproteins glycoprteins

2.2 Phân loại

2 PROTEIN

Hình dạng Protein

Protein hình cầu Protein hình sợi

2 PROTEIN

2.3 C¸c bËc cÊu tróc cña protein

2 PROTEIN

S

1 6 7 11 20 21 Chuçi A

7 19 30Chuçi B

Ctb 2

(collagen)

2 PROTEIN

Ctb3

(myoglobin )

2 PROTEIN

Ctb4

(hemoglobin)

2 PROTEIN

2.4 Tính chất của protein

- Trình tự của acid amin trong chuỗi polypeptid quyết

định các tính chất của protein.

- Tính chất l ỡng tính.

- Tính chất hòa tan.

- Tính kết tủa.

2 PROTEIN

ho¸ häc Glucid

CÊu t¹o

Nu«i d ìng (dù tr÷)

B¶o vÖ N¨ng l îng

glucid

Homo- polysaccharid

Hetero-Disaccharid

Trisaccharid

Glucid lµ hîp chÊt h÷u c¬ gåm 3 nguyªn tè t¹o: C, H, O

C«ng thøc chung Cm(H2O)n  gäi lµ carbohydrat hay saccharid

1 Monosaccharid (MS)

1 Monosaccharid (MS)

1.2 Cấu tạo

* Cấu tạo mạch thẳng

- Lấy glyceraldehyd làm chuẩn, khi nhóm OH ở nguyên tử C bất đối xứng nằm ở bên phải gọi là dãy D, còn ở bên trái là dãy L

- Số l ợng đồng phân quang học: N = 2n (n là số carbon bất đối xứng)

- Chỉ duy nhất mỗi dihydroxyaceton không có C bất đối xứng

1 Monosaccharid (MS)

1.3 Các tính chất cơ bản của monosaccharid

1.3.1 Tính khử (sự oxy hoá)

- Nhóm aldehyd (-CHO) bị oxy hoá thành nhóm carboxyl  acid aldonic

1 Monosaccharid (MS)

(phản ứng Fehling)

- Nhóm alcol bậc nhất (ở C 6 ) bị oxy hóa acid uronic t ơng ứng

- Cả -CHO ở C 1 và -OH ở C 6 đều bị oxy hoá  acid aldaric

1.3.2 TÝnh oxy ho¸ (sù khö)

CHO (CHOH) n

Aldose Polyalcol Cetose

- § êng sorbitol cã nhiÒu trong qu¶ lª, qu¶ t¸o… ng êi m¾c bÖnh tiÓu ® êng cã thÓ sö dông ® îc ® êng nµy

1 Monosaccharid (MS)

1.3.3 Ph¶n øng t¹o thµnh ozazon

natriacetat Monosaccharid + phenylhydrazin (d ) -> ozazon (tinh thÓ)

t0

(Glucose, fructose, mannose) (Galactose)

⇒ Ph¸t hiÖn galactose/n íc tiÓu (bÖnh nh©n bÞ bÖnh galactose niÖu)

1 Monosaccharid (MS)

1.3.4 Ph¶n øng t¹o ete vµ este

-T¹o ete (liªn kÕt glucosid)): nhãm – OH b¸n acetal cña MS nµy kÕt hîp víi nhãm – OH alcol cña MS kh¸c

-T¹o este: c¸c este phosphat cña MS rÊt quan träng trong chuyÓn hãa glucose, glycogen

6 6

1 Monosaccharid (MS)

CH 2 OH

CH 2 OH (CHOH) 4

- Nhãm hydroxyl (OH) cña monosaccharid ® îc thÕ b»ng nhãm

1 Monosaccharid (MS)

Lµ glucid cã chøa tõ 2- 8 gèc MS liªn kÕt víi nhau b»ng liªn kÕt

glucosid Phæ biÕn lµ Disaccharid

Acid hyaluronic Condrointin sulfat A

Condrointin sulfat B Keratan sulfat Heparin, heparin sulfat Condrointin sulfat C

Tinh bột Glycogen Cellulose

Nguồn

gốc Hạt lúa (60-80%)Ngô (65-75%)

Khoai tây (12 - 20%)

Động vật (gan và ở cơ) Màng tế bào thực vật

Tính chất Amylose + I2  xanh lơ

Amylopectin + I2tím đỏ

Glycogen + I2 

tím đỏ

Bị thuỷ phân bởi β-glucosidase

0

o o o o o o o

o o oo o

o

o o o o

o

o

o o

o o

o o

o o o o o

ooo

o

o

o o

o o

ooo

o o

o o

o

o o

o o o

oo oo

Sù gièng, kh¸c nhau gi÷a tinh bét vµ glycogen

tinh bét

glycogen

3 Polysaccharid

3.2 Heteropolyssaccharid

Khu tró Acid hyaluronic thuû tinh thÓ, cuèng nhau thai, dÞch khíp,

van tim, sôn ph«i thai, da,sôn Condrointin sulfat A sôn, x ¬ng, sôn ph«i thai, gi¸c m¹c

Condrointin sulfat B da

Condrointin sulfat C da, g©n, d©y ch»ng, cuèng nhau thai, van tim Keratan sulfat Gi¸c m¹c, sôn, x ¬ng

Heparin Heparin sulfat

gan, trong thµnh m¹ch m¸u vµ trong phæi

O O

- Liên kết: lk β(1-4)glucosid + các đơn v lk bằng lk ị β(1-3) glucosid

* Heparin, heparin sulfat COOHO HO3 SOCH 2

n NHCOCH 3

ho¸ häc

lipid

Ho¹t chÊt sinh häc

CÊu t¹o N¨ng l îng

lipid

Vitamin A, D, E, K

§Þnh nghÜa:

- Lipid lµ nh÷ng s¶n phÈm ng ng tô cña c¸c acid bÐo vµ alcol

- Lipid lµ dÉn xuÊt (este hoÆc amid) cña acid bÐo

Phosphatidyl ethanolamin

(Cephalin)

Sulfatid Ganglyosid Cerebrosid

- Acid bÐo lµ acid monocarboxylic R – COOH

- Th êng chøa mét sè ch½n c¸c nguyªn tö carbon, m¹ch th¼ng

- M¹ch carbon cã thÓ b·o hßa hoÆc ch a b·o hßa

1 Acid bÐo

1.1 Ph©n lo¹i

B·o hßa Acid butyric

Acid palmitic Acid stearic Acid arachidic

* Acid béo ch a bão hòa:

Acid béo có một nối đôi: C n H 2n-1 COOH Acid béo có hai nối đôi: C n H 2n-3 COOH Acid béo có ba nối đôi: C n H 2n-5 COOH Acid béo có bốn nối đôi: C n H 2n-7 COOH

Ch a

bão

hòa

Acid palmitoleic Acid oleic

Acid linoleic Acid linolenic Acid arachidonic

1 Acid bÐo

* Acid béo mạch vòng (Prostaglandin - PG)

- Là dẫn chất của acid prostanoic (20 C)

- Có hơn 20 loại PG có cấu trúc tương tự nhau nhưng có hoạt tính sinh học khác nhau

Prostaglandin E2 Prostaglandin F2

1.2 Tính chất hoá học của acid béo:

* Tính chất của nhóm carboxyl

- Kết hợp với kiềm tạo thành muối của acid béo (xà phòng)

- Phản ứng ester hóa

* Tính chất do có liên kết đôi

- Acid béo ch a bão hoà kết hợp với hydro để bão hoà liên kết đôi tạo acid béo bão hoà

- Phản ứng cộng hợp với các chất halogen (Brom, iode,…)

 Chỉ số iod của acid béo

- Acid béo ch a bão hoà bị oxy hóa bởi oxy không khí tạo aldehyd có mùi khét

Sterol

Nh©n Steroid

2 Ancol

3 Lipid đơn giản

3.1.Glycerid (Acyl glycerol)

R R R

R1 R2 R3

TG thuần

Glycerid

Monoglycerid Diglycerid Triglycerid

3 Lipid đơn giản

- Thuỷ phân TG bằng acid, kiềm hoặc enzym tạo glycerol

& muối của AB (dạng xà phòng)

3 Lipid đơn giản

4.1 Glycerophospholipid

4 Lipid phøc t¹p

4 Lipid phøc t¹p

4 Lipid phøc t¹p

CÊu tróc cña phospholipid

C¸c d¹ng s¾p xÕp cña ph©n tö phospholipid

Lipoprotein

Mµng tÕ bµo

4.2 Sphingolipid

X thay đổi  các dạng sphingophospholipid

* Vai trò

- Tham gia cấu tạo màng tế bào động vật

- Tổ chức thần kinh đặc biệt giàu sphingomyelin

- Làm tăng dẫn truyền xung động thần kinh

* Cerebrosid: tËp trung chñ yÕu ë n·o vµ tæ chøc thÇn kinh

Ceramid – Glucose – Galactose – N acetyl galactose

Acid N-acetylneuraminic

* Gangliosid: tËp trung nhiÒu ë tÕ bµo h¹ch cña hÖ thèng TKTW

EnZYM

•En zym (Wilhelm Kühne, 1878).

•Ý nghĩa:

- ChuyÓn hãa c¸c chÊt

- C¬ chÕ bÖnh sinh, thuèc ®iÒu trÞ

- Phôc vô l©m sµng: chÈn ®o¸n, theo dâi bÖnh gan, nhåi m¸u c¬ tim,…

Wilhelm Kühne

1.1 Bản chất hoá học của enzym

- Khác với chất xúc tác vô cơ:

+ Khả năng xúc tác to lớn

+ Tính đặc hiệu rất cao

1 Cấu trúc phân tử của enzym

1.2 CÊu t¹o chung cña ph©n tö enzym

VËn chuyÓn nhãm VËn chuyÓn ®iÖn tö

1 CÊu tróc ph©n tö cña enzym

Coenzym: tham gia ph¶n øng xóc t¸c:

- VËn chuyÓn nhãm: thyaminpyrophosphat, biotin,

pyridoxalphosphat,…

- VËn chuyÓn ®iÖn tö: NAD (Nicotinamide adenine

dinucleotide), FAD (flavin adenine dinucleotide), CoQ,…

1.2 CÊu t¹o chung cña ph©n tö enzym

1 CÊu tróc ph©n tö cña enzym

1.2 Cấu tạo chung của phân tử enzym

Vit B1 có trong coenzym của pyruvatdehydrogenase

chuyển pyruvat thành acetylCoA để vào vòng Krebs tạo năng l ợng Thiếu B1, sẽ ứ đọng pyruvat  tê phù

Bệnh nhân bệnh tê phù (Beri-beri)

1 Cấu trúc phân tử của enzym

1.3 Trung tâm hoạt động của enzym

- Là một phần nhỏ trong phân tử enzym, trực tiếp tham gia vào hoạt

động xúc tác của enzym

- Là cái hốc đ ợc tạo nên bởi sự gấp khúc của chuỗi pp, gồm các a.a

có các nhóm chức hoạt động nh Ser (-OH),Cys (-SH), Lys (-NH 2 ),

Asp & Glu (-COOH)

- Các a.a này có thể xa nhau ở

cấu trúc bậc 1 nh ng lại gần

nhau trong cấu trúc không gian

1 Cấu trúc phân tử của enzym

1.3 Trung tâm hoạt động của enzym

Các nhóm chức năng của TTHĐ enzym

Nhóm duy trỡ cấu trúc không gianNhóm tiếp xúc

Nhóm xúc tác

1 Cấu trúc phân tử của enzym

1.4 Một số dạng khác nhau của phân tử enzym

• Enzym đơn nguyên hay đa nguyên

• Tiền enzym (proenzym)

• Isoenzym (Isozym)

• Phức hợp đa enzym (multienzym)

• Enzym dị lập thể (Allosteric enzym)

1 Cấu trúc phân tử của enzym

2.1 Đặc hiệu cơ chất

- Chỉ xúc tác 1 cơ chất hoặc 1 nhóm cơ chất

- Do các nhóm duy trỡ cấu trúc không gian và nhóm tiếp xúc ở TTHĐ

quyết định

2.1 Đặc hiệu phản ứng

- Chỉ xúc tác 1 loại phản ứng nhất định Cùng 1 cơ chất có thể chuyển

hóa theo nhiều phản ứng khác nhau do các loại enzym khác nhau xúc tác

- Đặc hiệu phản ứng do nhóm xúc tác và coenzym quyết định

R – CH2

NH2

R – CH – COOH + NH3 O

R – CH – COOH O

3.1 Tác dụng của enzym

Năng l ợng hoạt hóa: cần cung cấp để phản ứng xảy ra

Năng l ợng tự do

P

Nl ợng hoạt hóa khi có Enzym

Tác dụng của enzym: giảm năng l ợng hoạt hóa

3.2 Cơ chế tác dụng của enzym

Enzym kết hợp cơ chất tạo thành phức hợp trung gian

E + S → ES → E + P

3 giai đoạn:

Tạo phức hợp ES Biến đổi cơ chất Tạo sản phẩm, giải phóng E tự do

3- Tác dụng và cơ chế tác dụng của enzym

4.1 Cách gọi tên enzym

 Hội Hoá sinh quốc tế (1961):

- Dựa vào tên cơ chất đặc hiệu

- Dựa vào kiểu phản ứng đặc hiệu do enzym xúc tác

- Thêm đuôi "ase"

 Gọi tắt theo tên cơ chất + ase: VD: urease

 Gọi theo thói quen: VD: pepsin, trypsin

 Ký hiệu (mã hoá) bằng 4 số theo qui định quốc tế:

- Số đầu tiên chỉ loại enzym (class)

- Số thứ hai chỉ tổ (subclass)

- Số thứ ba chỉ nhóm (sub-subclass)

- Số thứ t chỉ số thứ tự enzym trong nhóm VD: Lactatdehydrogenase 1.1.1.27

4-Cách gọi tên, phân loại và đơn vị enzym

4.2 Phân loại enzym ENZYM

Loại 1: enzym OXH-K (oxidoreductase) VD:lactatdehydrogenase

Loại 2 : enzym vận chuyển (transferase) VD: aminotransferase

Loại 3 : enzym thuỷ phân (hydrolase) VD: esterase

Loại 4 : enzym phân cắt (lyase) VD: decarboxylase

Loại 5 : enzym đồng phân hoá (isomerase) VD: hexoisomerase

Loại 6 : Enzym tổng hợp (synthetase, ligase) VD: citrat synthetase

4-Cách gọi tên, phân loại và đơn vị enzym

4.3 Đơn vị enzym

Là l ợng cơ chất mà emzym xúc tác chuyển hóa hoặc l ợng sản phẩm đ

ợc tạo thành trong một thời gian và các điều kiện nh nhiệt độ, pH, xác định

- Theo đơn vị quốc tế IU (International unit): U

1 U: khả năng xúc tác của enzym chuyển hóa 1 àmol cơ chất trong thời gian 1 phút ở điều kiện nhất định.

- Theo SI (International System of Units) : Katal

1Katal: khả năng xúc tác của enzym chuyển hóa 1 mol cơ chất trong thời gian 1 giây ở điều kiện nhất định.

4-Cách gọi tên, phân loại và đơn vị enzym

Ph ơng trình Michaelis-Menten

5-Các yếu tố ảnh h ởng đến hoạt động enzym

5.4 ảnh h ởng của chất hoạt hóa và ức chế

- Cl - hoạt hoá amylase.

- Glutathion hoạt hoá enzym có nhóm -SH ở TTH Đ

do khử liên kết disulfua (-S-S-) thành …SH tự do

5-Các yếu tố ảnh h ởng đến hoạt động enzym

 Chất ức chế

- Chất ức chế cạnh tranh (competitive inhibitor)

5-Các yếu tố ảnh h ởng đến hoạt động enzym

Sulbactam Clavunalic Nhóm Penicillin

5-Các yếu tố ảnh h ởng đến hoạt động enzym

ức chế không cạnh tranh (noncompetitive inhibitor)

5-Các yếu tố ảnh h ởng đến hoạt động enzym