bài giảng hóa học protid

Dẫn xuất của các acid amin thường gặp:Dẫn xuất aa Vai trò 4-hydroxyproline 5-hydroxylysine Thành phần của collagen Methyllysine Thành phần của myosin Demosine 4 Lys Thành phần của elas

Điều hòa vận chuyển RNA

• Protid: là chất hữu cơ có PTL rất lớn, một trong ba nhóm chất sinh học cơ bản chính của cơ thể

• Cấu tạo: nguyên tố C, H, O,N, đôi khi : S, P

• Protid: acid amin, peptid, protein

• Được tế bào tổng hợp có chức năng:

Phần I Acid amin

• Nhóm amin và carboxyl gắn vào C α  α - acid

thủy phân

thủy phân

3 Tên gọi và ký hiệu

• Trong thiên nhiên có khoảng 300 acid

Theo tính phân cực

Alanin Isoleucin Leucin Methionin Phenylalanin Prolin

Tryptophan Valin

Arginin Asparagin Acid aspartic Cystein

Acid glutamic Glutamin

Glycin Histidin Lysin Serin Threonin Tyrosin

Theo cấu trúc gốc R

 R là mạch thẳng

• Hydrocacbon (monoamin - mono dicarboxyl)

• chứa nhóm –OH

• chứa nhóm acid (monoamin dicarboxyl) và amid của nó

• chứa nhóm baz (diamin –monocarboxyl)

Gốc R là mạch thẳng

4 1 Hydrocacbon (monoamin - mono dicarboxyl )

4 2 Chứa nhĩm -OH

Xem nhóm chứa nhân thơm

4 3 Chứa nguyên tử S

4 4 Chứa nhóm acid (monoamin dicarboxyl) và amid

của nó

4 5 Chứa nhóm baz (diamin –monocarboxyl)

Gốc R chứa nhân thơm

Dẫn xuất của các acid amin thường gặp:

Dẫn xuất aa Vai trò

4-hydroxyproline

5-hydroxylysine

Thành phần của collagen

Methyllysine Thành phần của myosin

Demosine (4 Lys) Thành phần của elastin

γ-carboxyglutamate Thành phần của prothrombin

Selenocysteine Tham gia hoạt hóa men trong quá trình tổng

hợp protein Cystine (dicysteine) Cấu trúc protein

Monoiodotyrosin

Diiodotyrosin

Tiền chất của hormone tuyến giáp Ornithine và Citrulline Sản phẩm trung gian trong chu trình ure

5 TÍNH CHẤT VẬT LÝ

5 1 Tính hoà tan

– AA có khả năng ion hoá  tan trong cácdung môi phân cực (nước, ethanol,…) – AA càng dễ tan khi gốc R càng nhỏ

5 TÍNH CHẤT VẬT LÝ

5 2 Tính triền quang : cấu hình lập thể:

– C α là carbon bất đối xứng (trừ glycin)  2 đồng phân quang học D và L -acid amin

– Các aa tham gia cấu tạo protein là L-acid amin

D – acid amin

L – acid amin

5 TÍNH CHẤT VẬT LÝ

5 3 Các dạng điện tích

Acid amin có ít nhất 2 nhóm acid yếu: -COOH và –NH3+

 phân ly trong dung dịch:

R-COOH ⇌ R-COO- + H+R-NH3+ ⇌ R-NH2 + H+

Dạng hiện diện thực sự trong dịch cơ thể là dạng A

pHi : pH mà ở đó dạng ion lưỡng cực chiếm đa số,

cation = anion (chiếm ít nhất)  điện tích = 0

5 TÍNH CHẤT VẬT LÝ

pH acid

pHi =

pK1 + pK2

2

5 4 Các tính chất vật lý khác:

• Hấp thu ánh sáng hồng ngoại tốt nhất ở bước sóng 280 nm

• Có vị ngọt kiểu đường (glycin, serin,…), kiểu đạm (bột

ngọt: Na glutamat)

• Tan trong dung môi phân cực (nước, ethanol)

• Không tan trong dung môi không phân cực (benzen,

ether,…)

5 TÍNH CHẤT VẬT LÝ

6 TÍNH CHẤT HĨA HỌC

6 1 Phản ứng do nhĩm -amin

Gốc R có nhiều nhóm chức hóa học khác nhau

 các phản ứng đặc biệt giúp nhận biết 1 số acid amin

 tạo muối với acid vơ cơ

 phản ứng với DNP (phản ứng Sanger)

 phản ứng với phenylisothiocyanat (PITC) (phản ứng Edman)

6 3 Phản ứng do nhóm  -carboxyl và  -amin

Phản ứng tạo liên kết peptid

 Là phản ứng quan trọng nhất

 Phản ứng giữa α-amin của

aa này với α-carboxyl của một aa khác, tạo liên kết peptid

Phản ứng Ninhydrin

 định tính, định lượng aa

• Acid amin chứa α–COOH, α-NH2 và gốc R

• Tham gia cấu trúc protein là 20 L-α-acid amin

• Acid amin được phân loại theo điện tích và tính phân cực của gốc R

• Acid amin thay đổi tính ion hóa (acid-base) theo pH môi trường.

• Nhận biết aa bằng phản ứng NINHYDRIN

• 2 aa kế cận sẽ tạo LK peptid

Tĩm tắt

Phần II Liên kết Peptid

• Peptid có n aa thì có (n-1) liên kết peptid

1 CẤU TẠO – DANH PHÁP

A Gọi tên theo số aa

aa –aa  dipeptid

aa –aa –aa  tripeptid

 số aa < 10 : oligopeptid

 số aa > 10 : polypeptid

B Gọi theo danh pháp hóa hữu cơ: thay “ in” = “ yl”

Serin - Alanin - Methionin -Valin - Glycin

Seryl - Alanyl - Methionyl - Valyl – Glycin

C Gọi theo tên riêng

Glucagon (29 aa) Insulin (51 aa)

….

1 2 Gọi tên

Biểu thị thành phần, thứ tự aa trong phân tử peptid

Serin - Alanin - Methionin -Valin – Glycin Ser – Ala – Met – Val - Gly

SAMVG

• Đoạn chưa xác định được thứ tự viết trong ngoặc đơn

Ser – Gly - (Ala, Gly, Tyr) – Pro – Cys

2 Tính chất: có đủ đặc tính của aa và protein

• Phản ứng BIURET: các peptid có ≥ 3aa cho phản ứng

màu (+)  giúp xác định liên kết peptid, định lượngprotein

• Thủy phân bởi acid, base mạnh, enzyme protease

Một số peptide có hoạt tính sinh học

• Bradykinin: (9aa) hạ huyết áp, tăng phản ứng tự vệ, giảm

đau

Arg–Pro–Pro–Gly–Phe–Ser–Pro–Phe–Arg

• Glutathion: tham gia vào hệ thống oxy hóa khử

 – glutamyl – cysteinyl – glycin

• Vasopressin : (9aa) tăng HA.

• Ocitocine: (9aa) co bóp tử cung.

1 hay nhiều chuỗi polypeptid kết hợp lại, có PTL rất lớn

Thuỷ phân hoàn toàn  aa

Thuỷ phân không hoàn toàn  peptid

Phần III CẤU TRÚC PROTEIN

1 Phân loại

• Thành phần hóa học :

thuần (chỉ aa): albumin, globulin tạp (aa + nhóm ngoại): glucoprotein, lipoprotein

• Tính tan: albumin (tan trong nước, dd muối)

globulin (tan trong dd muối)

• Tính chất vật lý: tỷ trọng (VLDL, LDL,…)

điện di pro huyết thanh (  1,  2,  , globin)

• Hình dạng: Protein cầu: insulin, albumin, globulin

Protein sợi: keratin, myosin

• Chức năng: protein cấu trúc, protein vận chuyển

 2 LK chính : lk peptid, lk disulfur

 3 LK phụ : lk hydro, lk muối, lk giữa các

nhóm không phân cực

CH R

• Lk chính trong peptid và protein

• Là liên kết đôi do hiện tượng cộng hưởng

nguyên tử H2 ( thuộc nhóm Imino –NH-) thừa điện tích (-) và

nguyên gtử O2 (thuộc nhóm carbonyl –CO-) thừa điện tích (+)

5 Liên kết ION

• Lực hút tĩnh điện giữa:

– Các nhóm NH3+ của aa diamin

– Các nhóm COO- của aa dicarboxylic

Liên kết giữa các nhóm không phân cực

= lực Vander-Walls

6 Các bậc cấu trúc của PROTEIN

6 2 CẤU TRÚC BẬC II

Do chuỗi polypeptid xoắn lại, LK hydro đóng vai trò quan trọng

6 4 CẤU TRÚC BẬC IV

• Do các cấu trúc bậc 3 kết hợp lại thành một phân tử.

• Giúp giảm thiểu kích thước của protein

• Tạo ra cấu hình không gian thích hợp để protein thực hiện các chức năng sinh lý

7 Chức năng

 Vận chuyển: transferrin, lipoprotein, Hb

 Xúc tác: enzym

 Vận động: actin, myosin

 Cấu trúc: collagen, elastin

 Bảo vệ: Ig, yếu tố đông máu

 Điều hòa: protein gắn vào ADN, hormon

 Dinh dưỡng: albumin, hạt thực vật

Aspartame (50 dipeptid tổng hợp): chất ngọt nhân tạo

8 TÍNH CHẤT

8 1 TÍNH ACID- BAZ VÀ SỰ TÍCH ĐIỆN:

– Cĩ tính lưỡng tính, trong dd cĩ 3 dạng ion

– Tùy pH của mơi trường so với pHi, điện tích củaprotein thay đổi

– Ứng dụng: phân tách protein bằng pp điện di

(trong nghiên cứu và trong chẩn đoán lâm sàng)

8 2 TÍNH HÒA TAN VÀ KẾT TỦA

4 yếu tố ảnh hưởng độ hòa tan

• pH

• Nồng độ muối (salting in - salting out)

• Dung môi

• Nhiệt độ

salting in – salting out

8 3 ÁP SUẤT KEO

 Protein tan được trong nước tạo dd keo  dd có áp suất keo

 Quan trọng trong việc trao đổi dịch qua thành mạch và màng tế bào : hiện tượng phù và tràn dịch đa màng (dịch thấm)

 Hiện tượng thẩm tích :

Protein không qua được màng thẩm tích, khi tan trong nước  dung dịch keo Dung dịch keo bền vững nhờ 2 yếu tố:

-Lớp áo nước bao quanh các tiểu phần tử protein

- Sự tích điện cùng dấu của các tiểu phần trên.

Protein tủa nếu mất 2 yếu tố này.

 Màng thẩm tích:

 Nhân tạo: màng celophan, màng lọc thận nhân tạo

 Trong cơ thể: màng tế bào, phúc mạc, màng lọc cầu thận

8 4 SỰ THẨM TÍCH

Ứng dụng

sự thẩm tích:

8 5 SỰ BIẾN TÍNH

Trước khi biến tính Sau khi biến tính

Biến tính không thuận nghịch của oval albumin

trong lòng trắng trứng bởi nhiệt

 Ly tâm

 Điện di

 Sắc ký lỏng

 Phương pháp miễn dịch

 Sử dụng đồng vị phóng xạ

 Đo mật độ quang

 Phương pháp hoá học

 Phân tích trình tự gen

Nghiên cứu PROTEIN

Qui trình xác định protein

TÓM TẮT

1 aa chứa nhóm  –COOH,  –NH3, gốc R

(khác nhau giữa các aa)

2 20 aa thường gặp đều ở dạng L-aa.

3 Aa được phân loại theo nhiều cách tuỳ

điện tích và tính phân cực của R.

4 Aa thay đổi tính acid- baz (tính ion hoá)

tùy pH môi trường

Các câu hỏi trắc nghiệm lượng giá

Câu 1: Chọn câu đúng.

a Protein là cấu trúc đại phân tử gồm các đơn vị cấu tạo

là các acid amin, ngoài ra còn chứa các thành phầnkhác

b Trong thiên nhiên có 300 loại acid amin khác nhau,nhưng cơ thể chỉ tổng hợp được 20 loại acid amin, cácacid amin khác được cung cấp qua thức ăn

c Các acid amin phân cực tan trong nước, alcool; cácacid amin không phân cực tan trong benzen, ether.Điện tích của acid amin thay đổi tùy pH của môitrường

d a và c đúng

e b và c đúng

Câu 2: Chức năng của protid: chọn câu sai

a Tham gia cấu trúc màng tế bào

Câu 3: Tính chất của acid amin: chọn câu đúng

a Các acid amin ở dạng lưỡng cực trong dung dịch

b Các acid amin đều là lưỡng tính

c Các acid amin có vị ngọt kiểu đường và kiểu đạm

d Các acid amin hấp thu tốt nhất ở bước sóng hồngngoại 280 nm

e Tất cả đều đúng

Câu 4: Protein bị biến tính bởi các yếu tố sau, ngoại

trừ:

a pHi, Alcool, aceton, Formandehyde

b Acid mạnh, baz mạnh

c Muối kim loại mạnh

d Acid Tricloracetic (TCA)

e Nhiệt độ.

Câu 5: Albumin và globulin miễn dịch (α1, α2, β và

γ globulin) là các protein có trong:

 Aa  peptid (  polypeptid)  protein

 Tb chứa hàng ngàn protein khác nhau, mỗi loại protein có chức năng sinh học riêng.

 Protein có thể là những chuỗi pp dài nhưng cũng có thể chỉ gồm

1 vài aa, hoặc do nhiều tiểu đơn vị protein nối kết với nhau.

 Tp của protein có thể chỉ là aa, cũng có thể được gắn thêm gốc kim loại, nhóm thế hữu cơ.

 Protein có 4 bậc cấu trúc Trình tự aa (cấu trúc b1) thể hiện đặc tính của protein đó

 Sự ổn định của cấu trúc bậc 1 nhờ liên kết peptid, các bậc cấu trúc cao hơn nhờ các liên kết yếu.

Lk peptid

KẾT LUẬN

KẾT THÚC