đề tài quá trình phân giải acid amin peptin,protein trong cơ thể sinh vật

Khái niệm chung Trong tự nhiên tồn tại nhiều dạng peptide có chức năng quan trong liên quan đến hoạt động sống của cơ thể như là các hormon, các chất kháng sinh hay những chất tiền thân

 -

M n: S n T P m Qu tr n p n m n P pt n Prot n tron t s n v t N m: 9 n v n n n: N uy n T y

T 3 ; t t 4 5 6 n p M n n 14 n n m

Một p ần m n tron ruột non đ ợ một số v k u n p n t n

m n béo r ợu p nol n ol y ro sunfu v một số ợp

ất k Một p ần n ỏ bị ox đ n ùn p n năn l ợn un ấp o qu

● K ử am n óa bằn c c k ử

● K ử am n óa bằn c c ox óa ( ườn xu ên xả ra)

S n p m qu tr n k ử m n bằn oxy l α- cetoaxit :

k ử boxyl β- oxy hóa

α – cetoaxit axit béo acetyl CoA + E

● K ử am n óa bằn c c c u ển óa nộ p ân ử

- Tron t b o độn v t t v t p n n n y đều n x y r p n

n n n p ổ b n n ất l tron t b o v s n v t

- Mỗ m n đ ợ 1 nz m r n b ệt xú t

- S n p m quá trình này là các amin , CO2 , NH3

- Tron đ ều k ện t u n lợ m n v m n sẽ bị oxy t

ụn nz m ox z tạo t n N 3 v l yt t n n

Diaminooxydaza H2N – CH2 – R – CH2 – NH2 H2N – CH2 – R – CHO+NH Diamin

- Tron đ ều k ện bất lợ t m n v m n bị tí tụ lạ y độ cho t b o

- S n p m uố ùn s p n m n l CO2 , H2O và NH3

Tron t n ờ v độn v t t ất n y bị t r n o t Còn ở

t v t t ún đ ợ sử ụn đ t tổn ợp x t m n

b P ản ứn ạo p ức am noac laden la

2.3 C p n n l n qu n đ n ố R :

● Loạ rừ n óm Axe alde ra k ỏ c

2.4 C uy n m n : Tất đ ờn n uy n x t

m n đ u n đ n 5 s n p m uố l t n v n u tr n Kr bs :

- 10 m n uy n t n tyl – CoA: Isoleucin, leusin , trytophan, pyruvat lys n p nyl l n n …

● 5 m n uy n t n α – cetoglutarat :

● 4 m n uy n t n su nyl – CoA : + Succinyl - CoA

.Isoleycin .Methionin Threonin

.Valin

● 2 m n uy n t n x lo x t t : + Oxaloaxetat

.Asparagin Aspartat Tron qu tr n uy n x t m n s t m 3 loạ

coenzim : Biotin , Tetrahydrofolat và S- adenosilmethionin

* N o r m n òn một số uy n k :

Protein , peptit, các axit amin khác Các hocmon ( Oxytoxin , Vasopresin) Glutathion ( Glu – Cys – Gly )

Melanin Histamin

ACID Cholin , Coenzim AMIN

Nucleotit ( Purin , Pyrimidin) Saccarozo , Polisaccarit Lipit ( Phe , Lys , Trp ) Ure

CO2

NH3

t o o prot n Mă ù ấu trúc nhỏ n n n ều peptide có vai trò khá quan tr ng trong hoạt độn tr o đổi chất c t

1.1 Cấu tạo c a peptide

N đã i thệu ở trên các amino acid là nhữn đ n p n tử đ xây d ng nên các chuỗi polypeptide Trong các chuỗ đ m no đ ợc liên k t

v i nhau thông qua liên k t peptide

Liên k t p pt (p pt bon ) độ bền cao bởi cấu trúc c a nó có 4 e, 2 e thuộc

về liên k t C=O còn 2e thuộc về bộ đ t do c a nguyên tử N Liên k t giữa C-N là liên k t ph c tạp, nó có th chuy n từ dạn ρ đ n dạng lai (trung gian) thì bị một phần

ép đ a liên k t π N ời ta cho rằng tỷ lệ c a liên k t kép này là kho n 30% đối

v i liên k t C-N và 70% v i liên k t giữ C v O N v y ở đầu c a một chuỗi

p pt l m no n m α - m no (α-NH2) t o đ ợc g l đầu N-t n cùng và đầu k n m α - rboxyl (α -COOH) t o đ ợc g l đầu C t n cùng Liên k t peptide tạo nên bộ khung chính c a chuỗi polypeptide, còn các gốc R tạo nên mạch bên

c a chuỗi (hình 3.3)

Mạch bên và khung c a một chuỗi polypeptide

N v y liên k t peptide giữa C-N không giốn n l n k t giữa C-N c a các chất t n t ờng, vì v y kéo theo một số h u qu sau:

- Các nguyên tử C O N H nằm trên một mặt phẳng và không x y ra s quay t do xung quanh liên k t C-N n u k n t m năn l ợn tron đ a nhóm NH luôn ở vị trí trans so v i O c a nhóm COOH và cấu hình trans c a liên k t peptide là cấu hình ổn định

Hình 3.5 Cấu tạo và cách gọi tên của một pentapeptide Seryl-glycyl-tyrosyl-alnyl-leucine

N ờ t ũn t dùng ký hiệu vi t tắt 3 chữ hoặc 1 chữ theo th t các amino

đ biều thị thành phần và th t các amino acid trong chuỗi ví dụ pentapeptide ở

trên (hình 3.5), có th vi t Ser-Gly-Tyr- Ala-Leu hoặ S Y L T n t ờn n ời ta

vi t m no đầu N t n ùn p í b n tr v m no đầu C t n cùng phía bên

ph v ũn t rõ đầu nào c a chuỗ p pt l đầu N-t n ùn y đầu C- t n

ùn v n v y ũn p nt p pt ở trên có th vi t H2N-Ser hay Leu- COOH Trong

tr ờng hợp có những amino acid ở một đoạn nào trong chuỗ p pt x định

đ ợ rõ n ời ta có th đ m no đ tron n oặc chẳng hạn Ala-

Ser-Gly-(Ala,Leu, Val) Glu-Arg-

- Dùn p n p p S n r x địn đ ợ m no đầu N-t n cùng là Cys và

p n p p rboxyp pt s x địn đ ợ m no đầu C-t n cùng là Lys –

Cấu tạo c a peptide nhỏ (bằng cách thuỷ phân từng phần b n đầu v x định các amino a m no đầu N-t n ùn v m no đầu C-t n cùng c a mỗi peptide nhỏ):

Cys- AlaGlu- Cys(Val- Glu)

Cys-(Ala,Glu)Cys- HisThr (Val, Glu)

Ala- GluGlu (Cys, His)Glu- Lys

Thr (Val, Glu, Lys)

Tổng hợp các dữ kiên trên, h đã x địn đ ợc trình t các amino acid c a peptide nghiên c u là:

ph n ng này không x y ra v i amino acid t o Tron m tr ờng kiềm mạnh, liên

k t peptide ph n ng v i CuSO4 tạo thành ph c chất m u tím đỏ và có kh năn ấp thụ c đại ở b s n 540 nm Đ y l p n n đ ợc sử dụng rộn rã đ địn l ợng prot n P n p p x địn prot n t o Lowry ũn a trên nguyên tắc c a ph n

ng này bằng cách thêm thuốc thử Folin-C o lt u đ l m tăn độ nhạy c a ph n ng

s u k đã t c hiện ph n n b ur đồng thời d a vào các gốc Tyr, Trp nhờ thuốc thử

đ đ tạo ph c màu xanh da trời

- Đoạn trong chuỗi từ amino acid số 25 đ n 39 có s t ny đổi tuỳ theo loài động v t

Tron t ACTH kích thích ch y u t bào vỏ t ợng th n bài ti t ra hormoon chuy n o đ ờng(corticosteron,cortisol), ACTH xúc tác ph n ng hydrogenxyl hoá và đặc biệt là ph n ng cắt chuỗi ngang c a cholesterol (tổng hợp steroid)

III S tồn tại t nhiên và vai trò ch năn a peptide

3.3 Các hormon có b n chất peptide và protein

3.3.1 Adrenocorticotropic hormone (corticotropin, ACTH)

ACTH hay còn g i là kích tố vỏ t ợng th n kích thích s tổng hợp steroid, adrenocortic ở vỏ t ợng th n Là hormon polypeptide, cấu trúc phân tử bao gồm 39 amino acid, có khố l ợng phân tử kho ng 4.500 Nghiên c u cấu trúc và ch năn thấy rằng đoạn trinh t amino acid trong chuỗ p pt đ n ững ch năn hoạt động sinh h c khác nhau:

- Đoạn 24 m no đầu tiên là phần hoạt động sinh h tron đ 13 m no đầu t n t n ng v i chuỗi (melanin stimulating hormone- kích hắc tố) và 5 amino acid từ 6-10 có hoạt động c MS 16 m no đầu tiên c CT đ đ mang tính chất hoạt động tạo ra steroid

3.1 Khái niệm chung

Trong tự nhiên tồn tại nhiều dạng peptide có chức năng quan trong liên quan

đến hoạt động sống của cơ thể như là các hormon, các chất kháng sinh hay

những chất tiền thân của tế bào vi khuẩn v.v Bên cạnh đó cũng có những

peptide chức năng chưa rõ ràng, có những peptide là sản phẩm thuỷ phân đang

còn dang dở của protein Trong phạm vi của chương trình này xin được giới thiệu

một số peptide quan trọng, có nhiều ý nghĩa cho hoạt động sống của sinh vật

để thành dạng khử:

Nhờ phản ứng trên, glutathion đóng vai trò của một hệ thống oxy hoá khử (vận chuyển hydrogen) Glutathion là một trong những peptide nội bào phổ biến nhất, nó phân bố nhiều trong các mô và các cơ quan như: gan, thận, lách, tim, phổi, hồng cầu v.v

tác dụng y u c a ACTH và SH Hiện n y n ờ t đã tổng hợp đ ợc MSH hoàn toàn

S đ ều hoà tổng hợp MS đ ợc th c hiện bởi hai y u tố: một y u tố c

ch gi i phóng MSH là MIF (melanocyte release inhibiting factor) có cấu tạo

là một trpeptide gồm pro-leu-gly-NH2; một y u tố kích thích gi i phong MSH Oxyto n l ormon “t ú đẻ” y o ạ on đ l một peptide có 9 amino acid Ở động v t có vú, oxytocin chỉ khác ở s t y đổi c a 2 amino acid n sau: amino acid ở vị trí th ba là isoleucine và amino acid vị trí th tám là leucine (B ng 3.1) Vasopressin c a loài ch nhái có cấu trúc trung gian giữa vasopresin và oxytocin c động v t có vú (amino acid th ba là isoleucin và amino acid th tám là arginin)

MS y tăn sắc tố ở lợn n n MS k n tồn tạ n một số hormon

riêng biệt ở n ời Hiện t ợng sạm da c a những con bệnh nghiện (addision) có

th do ch y u là s tăn t t c a MSH

3.3.3 Oxytocin, Vasopressin Vasotocin

amino acid Phần l n ở động v t có vú amino acid th 8 c a vasopressin là lysine(lys-Vasopressin), trừ ở lợn và hà mã, amino acid th 8 là lysine (lys-vasopressin)

Ở động v t có vú amino acid th 3 là isoleucine; vasopressin có tên là la vassotocin

Oxytocin có tác dụn tr n tr n a tử cung và tuy n vú, gây co khi tử cung sinh con và kích thích s ti t sữa khi cho con bú Vasopressin có tác dụng chống lợi niệu tăn ờng tái hấp t u n c ở th n đồng thời làm co mạ o đ t ụng tăn uy t áp

ormon s n tr ởng có tác dụng s tăn tr ởng nói chung, kích thích s tạo sụn

n l tạo x n n ũn l một hormon chuy n o ormon s n tr ởng kích thích

s tổng hợp protein từ nhữn m no đã đ ợc v n chuy n d dàng vào trong t bào nhờ v l ormon y tăn đ ờng huy t s n đ t o đ ờng ( kích thích s bài

ti t lu on) đồng thời kích thích s t o o l p đ đ m b o nhu cầu về năn

l ợn o t y tăn béo t do trong huy t t n

là MRH (melnocyte release stimulating hormone), cấu tạo là một peptide gồm

5 amino acid

TRH là vi t tắt c a hormon gi i phóng thyrotropin (t iotropin

releasing hormone) Cấu trúc hoá h c c TR ã đ ợc Schally và

u l m n x địn (năm 1969 v đạt gi t ởng Nobel 1977) là một

peptid ngắn chỉ 3 amino acid là pyroglutamyl-histidyl-proline-NH2 TRH

có ch năn t m v o qu tr n tổng hợp và bài ti t TSH (kích giáp

trạng tố) TRH có ch năn vừ n một hormon gi i phóng, vừ n

một hormon kích thích

3.3.7 Insulin.tuy n tuỵ, đặc biệt đối v i quá

Từ 1953, Sanger (gi i

t ởn Nob l 1958) đã n n

c u, tinh ch v x định hoàn

toàn cấu trúc c a phân tử insulin

Phân tử insulin bao gồm 51

amino acid, có cấu trúc gồm 2

chuỗi polypeptide, v i khối

l ợng phân tử 5.700:

Chuỗi A có 21 amino acid

Chuỗi B có 30 amino acid

Hai chuỗ đ ợc nối v i

nhau bằng 2 cầu disulfua Trong

chuỗi A cung hình thành 1 cầu

disulfua giữa amino acid th 6 và

amino acid th 11 Phần đặc hiệu

chiều c a insulin và thấy rằng

cấu trúc phân tử nsul n đ ợc giử

vững bởi nhiều liên k t muối,

liên k t hydro và liên k t cầu

disulfua giữa chuỗi A và chuỗi

B Insulin có tác dụng rõ nhất

trong tất c các hormon c a

Sự thiếu hụt HGH nếu xẩy ra trước tuổi dậy thì sẽ dẫn đến chứng người lùn, sự dư thừa HGH nếu xẩy ra trước tuổi dậy thì sẽ xẩy đến chứng người khổng lồ, nếu xẩy ra sau tuổi dậy thì sẽ dẫn đến chứng người bị to

dị thường (phát triển chiều dày của đầu, xương và mặt)

3.3.5 Prolactin (PRL- kích nhủ tố)

l ợng phân tử 23.000 Ở n ời có cấu trúc 198 amino acid Ở lo động v t

số l ợng amino acid trong chuỗi giống nhau kho ng 70%

Cấu trúc b c 1 và hoạt động c a PRL có tính chất t n t HGH và c hormon tạo sữa nguồn gố r u t Prol t n đ ợc bài ti t liên tục khi có thai, chúng kích thích th vàng bài ti t r pro st ron tr c khi progesteron

đ ợc bài ti t bởi nhau thai PRL chu n bị cho tuy n vú bài ti t sữa Sau k đẻ, khi tử un đã “rỗn ” PRL đ m b o cho s bài ti t sữa

3.3.6 Hormon ti t (thyrotropin-TRH)

Chuy n hoá glucid, nó có tác dụng hạ đ ờng huy t Insulin còn kích thích quá trình tổng hợp và c ch quá trình thoái hoá glycogen ở n và mô mỡ Đặc biệt nsul n tăn ờng tổng glucose hợp acid béo, protein và kích thích s đ ờng phân Tác dụng quan tr ng nhất c a insulin là kích thích s xâm nh p glucose, một số đ ờng monose, amino acid trong t bào v mỡ Do v y insulin làm gi m l ợng glucose trong máu Ngoài ra nsul n ũn l m m s tân tạo glucose do làm gi m nồn độ enzyme n pyruv t rboxyl s v fru tos 1-6 diphosphatase

c ch tổng hợp lipid ở n n n kí t í s tạo thành chất ton Đối v i protein, glucagon có tác dụng thoái hoá

3.3.9 Calcitonin (CT)

C l ton n đ ợc phát hiện từ năm 1962 n ờ t đã x địn đ ợc cấu trúc c a nó

là một chuỗi peptide gồm 32 amino acid có một cầu disulfua giữa amino acid th 1 và amino acid th 7.( n 38)

SS

Cys1-Ser2-Asn3-Leu4-Ser5-Thr6-Cys7-Val8-Leu9-Ser10-Ala11-Tyr12-Met13-

-Trp25-Gly26-Phe27-Gly28-Pro29-Glu30-Thr31-Pro32 -NH2 ( hình )

Calcitonin có tác dụn đ ều hoà calci máu Calci huy t t n đ ợc duy trì ở nồng

độ 10 mg/100 ml nhờ calcitonin (còn có c PTH: parathormon và vitamin D) Chất đối

tr ng sinh lý chính c a calci là p osp t Độ hoà tan c a calci phosphate rất thấp và

Là một peptide có cấu trúc gồm 33 amino acid Hoạt động sinh h c c a nó gắn liền

ch y u ở C t n ùn C ol ystok n n đ ợc bài ti t bởi niêm mạc tá tràng khi có s tiêu hoá lipid và protein Trong th c t nhiều t bào bài ti t nhiều ki u CCK khác nhau

về số l ợng amino acid (có th là 58; 32; 8 hoặ 4 m no ) CCK đ ợc tổng hợp từ một hormon chung (pre-pro-cholecystokin) có 114 amino acid

Tron t CCK có tác dụng kích thích co bóp túi m t, kích thích t bào nang tụy bài ti t enzyme amylase

3.3.12 Secretin

Đ ợc phát hiện bở B yl ss v St rl n v o năm 1902 l một peptide gồm có 27

m no s r t n đ ợc bài ti t bởi tá tràng nhờ kích thích c a pH acid Hiện nay

n ờ t đã tổng hợp đ ợc hoàn toàn phân tử secrectin Secretin có tác dụng kích thích bài ti t bicarbonate nhằm trung hoà acid c a dạ dày (pH từ 1,5-2 5 tăn l n 7 0) Ngoài ra secretin còn có nhiều tác dụn k n kí t í t t m t và bài ti t pepsin 3.3.13 Gastrin

str n đ ợc bài ti t bởi t bào vùng hang vị c a niêm mạc dạ dày Gastrin có cấu trúc là một peptide bao gồm 17 m no đ ợc bài ti t từ một hormon có 34 amino acid Gastrin tổng hợp nhân tạo chỉ gồm 4 amino acid cuối cùng (từ 14 đ n 17) có hoạt độn đầy đ c str n v đ ợc ng dụng rộng rãi trong lâm s n (p n p p gastrin) Gastrin có tác dụng kích thích t bào thành c a tuy n dạ dày bài ti t HCl và

t bào chính bài ti t pepsinogen Ngoài ra gastrin còn kích thích s v n động c a dạ dày, ruột l m ãn vòn a môn vị

3.4 Các peptide kháng sinh