Bài 7 HOÁ học PROTID

Với chuỗi bên chứa nhóm acid và amid của nóAspartic acid Asp Asparagine Asn Glutamic acid Glu Glutamine Gln 20 ACID AMIN THƯỜNG GẶP... Một số aa khơng gặp trong protein• Hydroxylysine,

HÓA HỌC PROTID

Bs Trần Thị Thu Thảo

M C TIÊU BÀI GI NG Ụ Ả

1 Đ nh nghĩa, vai trò, phân lo i protid ị ạ

2 Câấu t o, tính châất chung c a aa, peptid, protein ạ ủ

3 Nêu đ ượ c 5 d ng liên kêất, 4 b c câấu trúc c a ạ ậ ủ

protein

4 M t sốấ peptid có ch c năng sinh h c ộ ứ ọ

Protid: h p châất HC gốồm ợ C, H, O, N ; P, S, Fe, Cu, Zn… Protid: aa, peptid, protein

aa là đ n v c b n t o thành chu i polypeptid ơ ị ơ ả ạ ỗ

Lk peptid là lk c b n trong câấu trúc protein ơ ả

Protein có vai trò quan tr ng trong quá trình chuy n ọ ể hoá, sinh s n, câấu t o TB và mố, t o năng l ả ạ ạ ượ ng cho

c th ơ ể

ĐẠI CƯƠNG

ACID AMIN

Trong tự nhiên có khoảng 300 aa, nhưng chỉ có

20 aa tham gia vào cấu trúc protein, tạo nên các dạng sống của động vật, thực vật và vi khuẩn

Dựa trên tính phân cực hoặc không phân cực

R phân cực và tích điện dương

Asp Glu

Arg His Lys

PHÂN LOẠI ACID AMIN

Với chuỗi bên là hydrocacbon

20 ACID AMIN THƯỜNG GẶP

Alanine (Ala)

Leucine (Leu) Isoleucine (Ile)

Với chuỗi bên là hydrocacbon

20 ACID AMIN THƯỜNG GẶP

Với chuỗi bên chứa nhóm hydroxy

Serine (Ser) Threonine (Thr) Tyrosine (Tyr)

20 ACID AMIN THƯỜNG GẶP

Với chuỗi bên là lưu huỳnh

20 ACID AMIN THƯỜNG GẶP

Với chuỗi bên chứa nhóm acid và amid của nó

Aspartic acid (Asp) Asparagine (Asn) Glutamic acid (Glu) Glutamine (Gln)

20 ACID AMIN THƯỜNG GẶP

Với chuỗi bên chứa nhóm base

Arginine (Arg) Lysine (Lys) Histidine (His)

20 ACID AMIN THƯỜNG GẶP

Với chuỗi bên chứa nhân thơm (Histidin, Tyrosin, phenylalanin, tryptophan) và imin (prolin):

Phenylalanin (Phe) Tryptophan (Trp) Prolin (P)

20 ACID AMIN THƯỜNG GẶP

Một số aa có vai trò quan trọng trong chuyển hóa các loài ĐV có vú

Sp cuối cùng của sự thoái hóa pyrimidin trong nước tiểu

NH2

Một số aa có vai trò quan trọng trong chuyển hóa các loài ĐV có vú

Một số aa khơng gặp trong protein

• Hydroxylysine, hydroxyproline - collagen

• Carboxyglutamate - blood-clotting proteins

• 3-monoiodo tyrosin, 3,5-diiodo tyrosin, T3, T4 (tiền chất của hormon giáp trạng)

• Citrullin, ornithin : sinh tổng hợp ure

ACID AMIN

Ngoại trừ Glycin, tất cả 4 nhóm lk với Cα của các

aa đều khác nhau, do đó chúng có ít nhất 1 C bất đối xứng Vì vậy các aa đều có hoạt tính quang

Ở pH máu (7,4) và pH gian bào (7,1) aa có dạng

Các dạng tích điện của aa

OOH H

H3+

OOH H

H +

H2

OOH H

H2

OO H

-H3+

OOH H

H2

OOH H

H +

H2

OO H

- Ở mt kiềm, aa hoạt động như một acid và trở thành anion

Tùy theo pH mt hòa tan mà các aa tích điện âm hoặc dương

 Ở mt acid, aa hoạt động như một base và trở thành cation

 Trong dd nước, aa có cả 3 dạng: cation, ion lưỡng cực và anion

Tùy theo pH mt hòa tan mà các aa tích điện âm hoặc dương

Khi thay đổi pH của mt sẽ dẫn đến sự thay đổi số lượng (nồng độ) các dạng ion

Điện di đồ trên giấy của hỗn hợp aa

 M: hỗn hợp acid amin

 1: acid amin kiềm

 2: acid amin trung tính

 Dễ tan trong nước và các dung môi phân cực, không tan trong các dung môi không phân cực

 Các aa thường có vị ngọt kiểu đường (Ala, Val, Gly, Ser…), muối Natri glutamat có vị ngọt kiểu đạm

 Trong y học: Moriamin, Nutrisol

 Trong thực phẩm: nước mắm

 Các aa không hấp thu ở ánh sáng thường và tia cực tím có độ dài sóng trên 240nm, ngoại trừ các aa vòng như: tryptophan, tyrosin, histidin và phenylalanin

 Hầu hết sự hấp thu tia cực tím của protein chính là sự hấp thu của lượng

tryptophan chứa trong protein

 Phản ứng tạo liên kết peptid: là phản ứng quan trọng nhất của các aa

Do α-carboxyl và α-amin

Phản ứng Sanger: nhóm amin tự do tác dụng với 1-fluoro-2,4-dinitrophenylacid tạo dẫn xuất

màu vàng

2 Do nhóm α-amin (1)

Xác định N- tận cùng của aa trong chuỗi polypeptid

Phản ứng màu đặc biệt của một số aa

Pauly

Hopkins-Cole Erhlich

Millon Xanthoproteic

Đỏ Đỏ Đỏ Đỏ

Tím Xanh Đỏ Vàng

 Phân tích hỗn hợp aa bằng PP sắc ký trên giấy

Xác định tên aa trong hổn hợp

PEPTID

Tên : Glutamic Acid - Glycine - Alanine - Lysine

PEPTID

 Ví dụ:

Cách viết:

• Theo đường chữ chi và xen vào nhóm N tận

• Xen vào α -carbon, α -carboxyl và α -amin

NH3+

C

C O

C O

C

N H

H N

C

COO

-Tính chất của peptid:

– PP điện di, sắc ký cũng được dùng để xđ peptid

– Ngồi ra, phản ứng màu Biuret cũng để xđ lk peptid

PEPTID

-NH3

OH

-Cu ++ Phức tím hồng Biure

 Tương tự với protein

PEPTID

– Bradykinin: (9aa) gây hạ HA, tăng hoạt động tự kích thích, tăng phản ứng tự vệ, giảm đau ở liều thấp

PEPTID

– Kallidin: (10aa) hạ HA cơ trơn

Lys-Arg-Pro-Pro-Gly-Phe-Ser-Pro-Phe-Arg

– Glutathion: (tripeptid) tham gia vào hệ thống oxy hóa khử

PEPTID

– Peptid kháng sinh: (12 aa) do VK hoặc nấm sản sinh, chứa cả dạng D và L-acid amin, có một số aa không hiện diện trong protein

PEPTID

– Insulin: (51 aa)giảm đường máu

PEPTID

– Glucagon: (29 aa) làm tăng đường máu

PEPTID

Protein là những polypeptid có PTL rất lớn (≥10.000 Dal) gồm hàng trăm, hàng ngàn aa kết hợp lại với nhau thành 1 hoặc nhiều

chuỗi polypeptid

1 Dựa vào tính chất hòa tan

Albumin: tan trong nước và dd muối

Globulin: ít tan trong nước nhưng tan trong dd muối

Protamin: tan trong ethanol 70-80%, không tan trong nước, ethanol tuyệt đối; giàu Arginin

Histon: tan trong dd muối

Scleoprotein: không tan trong nước, muối; giàu glycin, alanin, prolin

PHÂN LOẠI PROTEIN

3 Dựa vào chức năng

 Protein cấu trúc: collagen, proteoglycan…

 Protein vận chuyển: hemoglobin,

lipoproptein huyết thanh…

 Protein xúc tác: enzym

PHÂN LOẠI PROTEIN

5 Dựa vào thành phần hóa học

 Protein thuần: albumin, globulin, glutein, scleoprotein, histon, protamin.

 Protein tạp: nucleoprotein, glucoprotein, phosphoprotein, chromoprotein,

lipoprotein, metalloprotein

PHÂN LOẠI PROTEIN

CÁC LIÊN KẾT TRONG CẤU TRÚC CỦA PROTEIN

 Bậc I: thứ tự các aa, vị trí lk disulfid (nếu có)

CÁC BẬC CẤU TRÚC CỦA PROTEIN

 Bậc IV: sự kết hợp nhiều chuỗi polypeptid

có cấu trúc bậc III.

CÁC BẬC CẤU TRÚC CỦA PROTEIN

1 Tính chất lý học

2 Tính chất acid – base của Protein

3 Sự hoà tan và kết tủa

4 Sự biến tính của Protein

TÍNH CHẤT CỦA PROTEIN

Áp suất thẩm thấu: protein tan trong nước tạo

dd keo có áp suất thẩm thấu, giúp vận chuyển nước cùng các chất dinh dưỡng và cặn bã qua thành mạch

Sự khuếch tán: Protein không đi qua được các màng bán thấm (màng TB, màng Cephalo…) →

thẩm tích để loại muối ra khỏi dd protein

1 Tính chất lý học (2)

úi

Aùp dụng:

1 Tính chất lý học (3)

Sự khuếch tán:

2 Tính chất acid – base của Protein

 Protein có tính chất lưỡng tính, luôn ở

dưới 3 dạng ion trong dd: cation,

zwitterion, anion

 Protein tích điện âm hoặc điện dương tuỳ vào pH của mt so với pHi → tách protein bằng phương pháp điện di

3 Sự hòa tan và kết tủa (1)

 Ở trạng thái hòa tan, protein được hydrat hóa → lớp áo nước bao quanh phân tử

protein là một trong những yếu tố làm

Yếu tố ảnh hưởng đến độ hòa tan

– Độ tan protein thấp nhất ở pH = pHi

– Độ tan tăng ở pH > hoặc < pHi

3 Sự hòa tan và kết tủa (2)

Vd: Ảnh hưởng của

pH lên độ tan của

β-lactoglobulin

b) Ảnh hưởng của nồng độ muối

– Nồng độ thấp làm tăng độ tan của protein (salting in)

– Tăng nồng độ làm giảm độ tan của protein (salting

out)

– Ở nồng độ muối rất cao, protein có thể tủa hoàn toàn

(salting out)

3 Sự hòa tan và kết tủa (3)

Yếu tố ảnh hưởng đến độ hòa tan

c) Ảnh hưởng của dung môi

Khi cho các dung môi (ethanol,aceton…) vào dd

protein thì độ tan của protein giảm tới có thể tủa do giảm mức độ hydrat hóa → lớp áo nước

bị mất.

– Từ 0 → 40 0 C : độ tan của đa số protein tăng khi

– Protein được gọi là biến tính khi các cấu trúc bị đảo lộn, cấu trúc bậc 2, 3, 4 bị thay đổi  hydrat hóa giảm, các protein dễ kết hợp lại với nhau

– Sự biến tính không làm đứt các lk peptid mà chỉ làm

 Thuận nghịch: đun

Trypsin đến 900C,

pH = 3

 Khơng thuận nghịch: luộc trứng gà

Chiết xuất, tinh chế protein (enzym) đề phòng sự biến

Ch c năng sinh h c c a Protein ứ ọ ủ