bài giảng về hóa học protein

C CNhóm amin Nhóm acid carboxylic Gốc R khác nhau Cấu trúc của Acid amin Carbon ... Các Amino Acid phân cực Gốc R ưa nước, trung tính, tạo liên kết hydro... Cấu trúc bậc haiCấu trú

Hóa học acid amin, protein

BSNT Nguyễn Thị Thanh Hải

BM Hóa Sinh-ĐHYHN

Hóa học acid amin và protein

3. Trình bày được tính chất lý hóa của protein

4. Trình bày được vai trò sinh học của protein

Hóa học acid amin

chất hữu cơ trong phân tử có hai nhóm chức carboxyl và amin cùng gắn với carbon 

 Trong tự nhiên có 20 aa thường gặp

C C

Nhóm

amin Nhóm acid carboxylic

Gốc R khác nhau

Cấu trúc của Acid amin

Carbon 

năng tan của acid amin

Cấu trúc acid amin

Các acid amin có cấu trúc tứ diện

Có 20 acid amin thường gặp trong tự nhiên, khác nhau ở phần gốc R

Acid amin đơn giản nhất có gốc R là H Acid amin này là GLYCINE

Tính đa dạng của Acid amin

Amino Acid không phân cực

 Gốc R kỵ nước, trung tính

Các Amino Acid phân cực

 Gốc R ưa nước, trung tính, tạo liên kết hydro

Amino Acid phân cực

 Cystein tạo liên kết disunfua

Các Amino Acid thơm

 Gốc R lớn, trung tính, phân cực hoặc không

Các Amino Acid gốc R acid

 Gốc R có thêm nhóm carboxylic acid

 Cho H+

 Tích điện âm

Các Amino Acid gốc R base

 Nhóm R có thêm nhóm amin

Bảng phân loại các acid amin

Acid amin Viết tắt Acid amin Viết tắt Acid amin Viết tắt

Nhóm II

Phenylalanin Tyrosin

Tryptophan

Nhóm III

Lysin Arginin Histidin

Phe, F Tyr, Y Trp, W

Lys, K Arg, R His, H

Nhóm IV

Serin Threonin Cystein Methionin Asparagin Glutamin

Nhóm V

Aspartat Glutamat

Ser, S Thr, T Cys, C Met, M Asn, N Gln, Q Asp, D Glu, E

  -carbon là carbon bất đối (trừ glycine) nên acid amin có đồng phân quang học.

Chuỗi bên

Nhóm carboxyl Nhóm amino

-carbon

Đặc tính của acid amin

Đồng phân quang học

 d = dextrorotatory = quay phải

 l = levorotatory = quay trái

Dẫn xuất của các acid amin

 Biến đổi acid amin sau

Một số acid amin không tham gia cấu tạo protein

Một số phương pháp phân tích acid amin

 Phương pháp chuẩn độ xác định pHi

 Phản ứng màu đặc hiệu: ninhydrin

Đường cong chuẩn độ pHi

Hóa học protein

 Protein là phân tử polypeptid có trên 50 acid

amin Dưới 50 aa gọi là dipeptid (2 aa), tripeptid (3 aa)…

 Phân loại:Theo hình dạng

1. Hình sợi: tỷ lệ D/R > 10

2. Hình cầu: tỷ lệ D/R < 10

 Phân loại: Theo cấu tạo

1. Pr thuần: Chỉ do aa cấu tạo nên

2. Pr tạp: có thành phần khác ngoài aa

Chuỗi Acid amin

Cấu trúc bậc hai

Cấu trúc bậc hai của protein là sự sắp xếp trong không gian các nguyên tử tham gia tạo bộ khung của chuỗi polypeptid

Chuỗi polypeptid có thể xoắn lại tạo hình xoắn alpha (-helix )

hoặc tạo cấu trúc gấp nếp beta Xoắn alpha và gấp nếp beta là cấu trúc bậc 2 của phân tử protein

Các bậc cấu trúc của Proteins

Xoắn alpha (Alpha Helix)

Chuỗi acid amin xoắn lại trong không gian theo hình lò xo

Liên kết hydro ổn định cấu trúc bậc 2

Liên kết HYDRO

Cấu trúc bậc hai của Protein

Cấu trúc tấm Beta

Chuỗi acid amin gấp lại nhiều lần tạo các chuỗi song song hoặc đối song.

Liên kết H giữa 2 chuỗi pp bình ổn cấu trúc gấp nếp

Cấu trúc bậc hai của Protein

cơ Các liên kết H, liên kết ion, tương tác kỵ nước và cầu disulfur bình

ổn cấu trúc bậc 3

PHÂN TỬ MYOGLOBIN

NHÂN HEM Cấu trúc bậc ba Protein

Chỉ các protein có từ 2 chuỗi

Polypeptid trở lên mới có thể

có cấu trúc bậc bốn.

Hemoglobin là protein

có cấu trúc bậc bốn

Các liên kết H, liên kết ion,

tương tác kỵ nước bình ổn cấu trúc bậc bốn

Phân tử Hemoglobin

iron-containing haem group

Cấu trúc bậc bốn của Protein

CÁC LIÊN KẾT ỔN ĐỊNH CẤU TRÚC BẬC HAI VÀ BẬC BA CỦA PROTEIN

Khi chuỗi acid amin bẻ và gập lại tạo cấu trúc bậc 2 và bậc 3,

các nguyên tử gần nhau tạo các liên kết.

Liên kết hydro

Cầu disulfur

Liên kết ion

Tương tác kỵ nước

Tính chất lý hóa của protein

 Tính chất lưỡng tính: Tùy theo pH môi

trường mà protein tồn tại dưới dạng tích điện

âm, dương hay trung hòa về điện.

 pH đẳng điện của protein là pH môi trường

mà tại đó protein tồn tại dưới dạng trung hòa

về điện.

 Tính hòa tan: Protein hình cầu tan trong nước hay dung dịch muối loãng tạo dung dịch keo Dung dịch keo bền vững nhờ sự tích điện cùng dấu của các tiểu phân keo và lớp áo nước.

Tính chất lý hóa của protein

 Tính kết tủa: Loại bỏ lớp áo nước và

Loại bỏ lớp áo nước:

Trung hòa điện tích:

 Sự biến tính: cấu trúc bậc 2, 3,4 bị

phá vỡ (các liên kết bị phá vỡ trừ liên kết peptid).

Chức năng của protein

 Các đơn vị cấu tạo của protein là các acid

amin Mỗi acid amin có 1 nhóm amin và 1

nhóm acid carboxylic cùng liên kết với

carbon alpha.

 Có khoảng 20 loại acid amin thường gặp

trong tự nhiên cấu tạo lên protein, khác nhau bởi gốc R.

 Các acid amin liên kết với nhau tạo liên kết peptid Nhiều acid amin liên kết với nhau tạo chuỗi polypeptid.

Tóm tắt

 Số lượng, loại, trình tự sắp xếp của các acid amin trong chuỗi polypeptid quyết định cấu trúc bậc 1.

 Cấu trúc bậc 1 quyết định hình dáng cuối cùng của phân tử protein.

 Protein có nhiều bậc cấu trúc

 Protein có từ 2 chuỗi polypeptid trở lên mới có cấu trúc bậc 4

Tóm tắt