Hóa sinh học các chất phân tử lớn trong hệ thống sống

PHẠM THỊ TR  N CHÂU (C h ủ b iê n ) ĐỖ NGỌC LIÊN - N GUYỄN HUỲNH MINH QUYÊN HOÁ SINH HỌC CÁC CHẤT PHÂN TỬ L ỚN TRONG HỆ THỐNG SỐNG NHẢ XUẤT BẢ.N GIÁO DUC VIÊT NAM Công ty cổ phần Sách Đại hiọc - Dạy nghé, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam giữ quyền cơng bó tác phẩm 15-2010/CXB/50-2179/'GD Mã số: 7K809Y0-DAI LỜI NÓI ĐẨU Các phân tử lớn (Macromolecules) protein, acid nucleic, polysacccharidc llìành phần chủ yếu cấu tạo nên tế bào thể sơng, giữ vai trò chủ chơt nhiều qưá irình sơng lưu giữ, truyền thông tin di truyền: nhận xử tín hiộu; xúc tác cho hầu h ết phản ứng hóa học q trình trao đổi chất, bảo vệ, dự trữ vận chuyến, vận dộng Trong nám gần đây, việc nghiơn cứu Hóa sinh học đặc biệt hóa học chất phân tử lớn p h t triển rấ t nhanh chóng đạt đưỢc nhiều th n h tựu lớn, làm sáng Lỏ thêm chô^ phân tử nhiều q trình sơng, q trìn h bệnh lý; làm sở cho òự p hát tiiÊn cơng nghệ sinh học, phục vụ cho phát triển N ông-L âm -N gư nghiệp, ('hãm sóc sức khỏ(' cộng đồng Những Lhành tựu nghiên cứu chất phân tử lớn tạo điều kiện cho phát Iriổn ngành khoa học Sinh học hệ thông Mô sinh học, Nano sinh học Mặt khác, giúp phát triển phương pháp chẩn đốn sớm, nhanh xác, nhằm nâng cao châ^t lượng điều trị bệnh, kể bệnh hiểm nghèo Những kiến thức trình bày sách bao gồm vấn đề Hc3a sinh học, có nâng cao, sâu cập nhật thành tựu mới, đặc biệt scí nội dung có tính thòi hố sinh học Tuy nhiên, khn khơ cn sá(‘h có hạn, nêii khơng Lhẽ trình bày chi tiết vâ^n đề Để tiộn VIỘC tra cứu tên chất, tôn enzyme đưỢc viết theo tiếng Anh ghi tiơng Aiìh ngoặc dơn; ci sách có phần mục từ (Index) Sách bao gồm chương Chương Cấu trúc chức Polysaccharide Cliương Cấu trúc chức Acid nuclcic Chương Cííu trúc chức nầng Prolein Chương Các chất xúc tác sinh học Chương Những nguyên Năng lượng sinh học ('hiừíng Cị Irình phân giải tổng hớp Saccharide Chương Quá trình phân giải lổng hỢp Acid nucleic Chương Quá trình phân giải tổng hỢp Protein Các chương- , 3, GS TSKH Phạm Thị Trân Châu biên soạn Các chương GS TS Đỗ Ngọc Liên biôn soạn Chương TS Nguyễn Huỳnh Minh Quyên biên soạn Chúng hy vọng sách phục vụ thiôt thực cho việc học tập sinh viên, học viên cao học, nghiên cứu sinh thuộc nhiều chuyên ngành khác n h a u đông đảo bạn đọc quan tâm tới Khoa học sông Các tác giả xin chân th n h cảm ơn ý kiến đóng góp bạn đọc để chúng tơi sửa chữa, bơ sung, hồn thiện sách phục vụ bạn đọc ngày càrig tôt Tác giả chủ biên cám ơn Thạc sĩ Nguyễn Minh T hắng thiết k ế trang bìa trỢ giúp kỹ th u ậ t trình chuẩn bị thảo Hà Nội, tháng năm 2010 TM tác giả Chủ biên GS TSK P h m T h ị T r â n C h â u MỤC LỤC Lòi nói đầu Chương ỉ Câ'ư trú c chức nản g polysaccharide Các monomer polysaccharide: Monosaccharide dẫn xuất chúng Cấu trúc monosaccharide 1.1.2 Tính chất chung monosaccharide 14 1.1.3 Vai trò monosaccharide 18 Oligosaccharide .18 Disaccharide 19 2 Trisaccharide 20 1.3 Câu trúc chức náng polysaccharide .21 1.3.1 Homopolysaccharide 22 1.3.2 Heteropolysaccharide .28 1.4 Các saccharide liên kết (kết hỢp với peptide, protein, ỉipid) 34 1.4.1 Pi^oteoglycan peptidogìycan 34 1.4.2 Glycoprotein 40 1.4.3 Glycolipid 46 1.5 Cbức náng sinh bọc ứng dụng pol^^saccharide 47 Chương Qấn trú c chức acid nucleic 2.1 Khái quát hai loại acid nucleic 49 2.2 .Các monomer acid nucleic nucleotide 50 2.2.1 Base nitrogen (bazơ nitơ): 50 2.2.2 Pentose 51 2.2.3 Cách liên kết thành phần cấu tạo mononucleotide 52 2.2.4 Chức nàng nucleotide .55 2.2.5 Liên kết phosphodiester nucleotide 56 2.2.6 Cấu trúc acid deoxyribonucleic (DNA) .57 2.2.7 Cấu trúc chức acid ribonucỉeic (RNA) 67 2.3 Một sơ^ tính chất acid nucleic 78 2.3.1 Phổ hâp thụ DNA vùng tử ngoại 78 2.3.2 Anh hương nhiệt độ đến cấu trúc xoắn kép DNA, biến tính hồi phục cấu trúc xoắn kép DNA .79 Chương Cấu trú c chức n n g P rotein Khái quát vể cấu tạo chức nàng chung protein .82 3.1 Các monomer protein: "amino acid chuẩn" .84 3.1.1 Công thức cấu tạo phân loại amino acid chuẩn .84 3.1.2 Tính chất amino acid chuẩn 88 3.1.3 Các amino acid dẫn xuất amino acid chuẩn amino acid khơng có protein tìm thấy thể sơng .91 3.1.4 Các amino acid "không chuẩn" 92 3.2 Liên kết peptide monomer amino acid protein 93 3.2.1 Sự tạo thành liên kết peptide 93 3.2.2 Đặc tính liơn kết peptide: cứng, phang 94 3.3 Một sô^ peptide tự nhiên có vai trò sinh học quan trọng 96 3.4 Protein ! 98 3.4.1 Các liên kết phân tử protein, vai trò làm' bền cấu trúc protein .99 3.4.2 Các bậc cấu trúc phân tử protein 100 Chương Các châ"t xúc tác sinh học 4.1 Mở đ ầ u 151 4.2 Tóm tắt phát triển nghiên cứu ứng dụng enzyme 153 4.3 Phân loại đặt tên E 154 4.4 Cấu trúc phân tử enzyme .155 4.4.1 Các bậc cấu trúc hoạt tính xúc tác enzyme 155 4.4.2 Các holoenzyme, coenzyme, cofactor 156 4.5 Trung tâm hoạt động enzyme 160 4.6 Hệ thông nhiều E (multi E) 163 4.7 Enzyme allosteric (E dị lập thể E điều hoà) 164 4.8 Tính đặc hiệu E hay tính chun hố (specifícity) E 165 4.8.1 Khái quát 165 4.8.2 Nguyên tắc lực xúc tác giải thích tính đặc hiệu E 169 4.8.3 Động học phản ứng enzyme 175 4.8.4 Điềj -loà noạt độ (;n;;y.ĩie 1S5 Chương Những nguyên lý Năng lượng sinh học 5.1 Năng lượng sinh học nguyên lý nhiệt động học 204 5.2 Các tế bào sông cần nguồn lượng tự d o 206 5.3 ATP biến đổi náng lượng tự .207 5.4 Sự biến đổi lượng tự tiêu chuẩn phản ứng hoá sinh tếbào sông sựcộng gộp bù trừ 208 5.5 Sự oxy hố - phosphor hố sinh học .209 Õ.6 Thế oxy hoá khử biến đổi lượng tự 209 Chương Qưá trìn h p h â n giải tổng hỢp saccharide 6.1 Tiêu hoá saccharide ỏ sinh vật 212 6.2 Sự phân giải polysaccharide disaccharide 212 6.3 Sự chuyển hoá monosaccharide oligosaccharide .214 6.3.1 Chuyển hoá fructose 214 6.3.2 Chuyển hoá galactose 215 6.3.3 Chuyển hoá mannose 215 6.4 Sự phân giải kỵ khí glucose (glycolysis) 216 6.4 Sự phân giải kỵ khí glucose (q trình đưòng phân) .216 6.4.2 Hiệu nàng lượng đưòng p h â n 222 6.4.3 Các chức náng khác đưòng đường phân 223 6.4.4 Sự chuyển hố pvruvate điều kiện hiếu khí 223 6.5 Chu trình citrate (chu trình Krebs) 224 6.5.1 Chuyển hoá pyrưvate thành acetyl—CoA (hiếu khí) 224 6.5.2 Các phản ứng chi tiết đường đường phân kỵ khí 225 6.5.3 Ý nghĩa trình đường phân chu trình Krebs 227 6.6 Con đương tân tạo glucose 228 6.6 Vai trò q trình tân tạo glucose .228 6.6.2 Các giai đoạn trình tân tạo glucose 229 6.6.3 Ý nghĩa đưòng tân tạo glucose 231 6.7 Chu trình glyoxylate 232 6.8 Con đường pentose phosphate 233 6.8 Cơ chế chu trình oxy hố .233 6.8.2 Tổng kết náng lượng 237 6.8.3 Ý nghĩa chu trình pentose phosphate 237 6.9 Điều hoà trao đổi saccharide 238 6.9.1 Điều hồ đưòng phân nhu cầu ATP 238 6.9.2 Điều hoà enzyme hexokinase 238 6.9.3 Điều hoà phosphofructokinase-l (PFK-1) 238 6.9.4 Điều hoà dị lập thể PFK-1 AMP ATP .239 6.9.5 Điều hoà PFK- ửuctose 2,6 biphosphate .239 6.9.6 ức chế dị lập thể PFK- citrate 240 6.9.7 Điều hoà pyruvate kinase 240 6.9.8 Điều hồ pyruvate dehydrogenase đưòng p h â n 241 6.10 Rổl loạn chuyển hoá saccharide 241 6.10.1 Phân loại rơi loạn chuyển hố saccharide 241 6.10.2 Rơi loạn tiêu hố hấp thu saccharide 241 6.10.3 Rơl loạn tổnghợp thối hố glycogen 242 6.10.4 Rổì loạn chuyển hoá trưng gian saccharide 242 6.10.5 Bệnh tàng gỉucose máu 242 6.10.6 Bệnh đái tháo đường 243 6.10.7 Bệnh giảm glucose m áu 246 6.10.8 Các biếu bệnh: fructose niệu, galactose niệu, pentose niệu 247 Chương Quá trìn h p h â n giải tổng hỢp acid nucleic 7.1 Sinh tổng hỢp phân giải nucleotide 248 7.1.1 Tổng hỢp mói nucleotide purine 249 7.1.2 Tổng hợp mối nucleotide pyrimidine 251 7.1.3 Các nucleoside monophosphate chuyển thành nucleoside triphosphate 252 7.1.4 Các ribonucleotide tiền chất deoxyribonucleotide 252 7.1.5 Thymidylate có nguồn gơc từ dCDP dUM P 253 7.1.6 Phân giải purine pyrimidine 253 7.1.7 Tái sử dụng base purine pyrimidine 255 7.1.8 Một sô'tiếp cận liên quan đến trao đổi nucleotide 255 7.2 Trao đổi DNA 256 7.2.1 Sao chép DNA 257 7.2.2 Sửa chữa DNA 259 7.2.3 Tái tổ hợp DNA 260 7.3 Trao đổi RNA 261 7.3.1 Tổng hỢp RNA phụ thuộc DNA (sự phiên mã) 262 7.3.2 Cải biến RNA 265 7.3.3 Tổng hỢp RNA DNA phụ thuộc RNA 270 Chương Quá trin h p h â n giải tổng hỢp protein 8.1 Sự phân giải protem thành amino acid tiến hành theo đường khác 274 8.1.1 Phân giải protein thức ă n 275 8.1.2 Phân giải protein nội bào lysosome 275 8.1.3 Phân giải protein nội bào hệ thơng proteasome q trình phân giải protein phụ thuộc ÁTP (ATP-^ependent proteolysis) .276 8.2 Sự phân giải amino acid 280 8.2 Quá trình loại amino 281 8.2.2 Chuyển hoá khung carbon amino acid 284 8.2.3 Sự loại nhóm carboxyl amino acid 286 8.3 Sinh tổng hỢp protein .288 8.3.1 Mà di truyền .289 8.3.2 Ribosome 292 8.3.3 Vai trò phần cấu trúc phân tử tRNA quá’ trình tổng hỢp protein 296 8.3.4 Aminoacyl-tRNA synthetase, xúc tác cho q trình hoạt hố amino acid, tạo thành aminoacyl-tRNA Enzyme có vai trò định kết hỢp giữa^amino acid tRNA tương thích 296 8.3.5 Các yếu tơ'tham gia vào q trình tổng hỢp protein 300 8.3.6 Các giai đoạn trình sinh tổng hỢp protein .302 ^ d e x 316 Tài liệu tham khảo 322 Chương CẤU TRÚC VÀ CHỨC NÃNG CỦA CÁC POLYSACCHARIDE Saccharide (còn gọi glucid carbohydrate) nhóm c h ấ t hữu phổ biên rộng rãi thể sm h vật N hìn chung, lượng saccharide thực vật cao động vật thực vật, saccharide tập tru n g th n h tế bào thực vật, m.ô n â n g đỡ, mô dự trữ Tuy nhiên, h m lượng saccharide th ay đổi nhiều tuỳ loài, tu ỳ giai đoạn sinh trưởng, p h t triển thực vật, Trong th ể động vật người, saccharide tập tru n g chủ yếu gan Trong m áu thể bình thường, h m lượng saccharide h ằ n g sơ' 1’hực vật xanh có khả n ă n g sử dụng n ăn g lượng n h sán g m ặ t trời để tổng hỢp sacchande từ c o , H 2O Động vật ngưòi khơng có k h ả n ă n g này, thực vật nguồn dinh dưỡng th iế t yếu động vật người., Saccharide giữ nhiều vai trò quan trọng thể sông như: ~ Cung cấp lượng cho thể, saccharide đảm bảo 60% lượng cho q trình sống, - Có vai trò cấu trúc tạo h ình (cellulose, peptidoglycan, pentose, ) - Có vai trò bảo vệ (mucosaccharide) - Góp p h ầ n đảm bảo tương tác đặc hiệu tế bào (polysaccharide trê n m àng tế bào hồng cầu, th n h tế bào số vi sinh vật, ) Saccharide dược cấu tạo từ nguyên tố c, H, Trong phân tử đa số saccharide, Lỷ lệ 11 o giống ph ân tử nưóc (C„H2nO„) Vì trước saccharide thường dưỢc gọi carbohydrate, Tuy nhiên, sô' chất saccharide có tỷ lệ H Ví dụ acid acetic (C2H 4O 2), acid lactic (CsHnOa) Vì ngày nay, tên carbohydrate có tính chất lịch sử Đê’ phân loại saccharide, người ta thưòng dựa vào cấu tạo, tính chất chúng Có số cách phân loại khác n h a u nói chung chia saccharide th n h nhóm lớn monosaccharide polysaccharide (bao gồm từ gơc monosaccharide trỏ lên), nhóm lại chia th n h nhóm nhỏ Trong p h ầ n trìn h bày m onosaccharide, oligosaccharide (bao gồm disaccharide) polysaccharide (polymer 10 monomer) 1 CÁC MONOMER CỦA POLYSACCHARIDE: Monosaccharide dẫn xuất chúng Motiosaccharide (Tiếng Hy hạp: sakcharon —đường) gọi đường đơn, p h â n tử có chứa nhóm aldehyde ketone hai hay nhiều nhóm hydroxy (-0H ) Các monosaccharide p h â n theo chất hoá học nhóm carbonyl số nguyên tử carbon p h â n tử chúng Do thường p h â n th n h hai nhóm lớn aldose (có nhóm carbonyl aldehyde), ketose (có nhóm carbonyl ketone) Tuỳ theo sô nguyên tử carbon p h â n tử 3, 4, 5, 6, có tên tương ứng triose, tetrose, pentose, hexose, heptose (bảng 1.1) Cấu trú c hoá học lập thể aldose ketose biểu diễn theo Emil Fischer trìn h bày trê n hình 1.1 1.2 Từ monosaccharide có th ể tạo th n h nhiều dẫn x u ấ t khác n h a u (bảng 1.2, hình 1.3) th n h p h ầ n cấu tạo nhiêu polymer quan trọng hệ thông sông Bảng 1.1 Một số monosaccharide thường gặp SỐ nguyên tử carbon ỉro ng phân tử (tên gọi) A ldose Ketose (triose) D-Glyceraldehỵde Dihydroxyacetone (tetrose) D-Erythrose D“ Erythrulose D-Threose (pentose) D-Ribose D-Rlbulose D-Arabinose D-Xylose D-Xylulose D-Lyxose (hexose) Đ-Allose D-Psicose D-Altrose D-G!uose D-Fructose D~Mannose D-Gulose D-Sorbose D-ldose D-Galactose D-Tagatose D-Talose 1.1.1 Câu trúc monosaccharide Sau trình bày chi tiết cấu trúc, tính chất monosaccharide phổ biến Monosaccharide đơn giản nh ất triose; glyceraldehyde (aldose) dihydroxyacetone (ketose) có cơng thức sau; V CH OH HOC*H HÒ*OH ỎH2 OH ỎH2 OH L-glyceraldehyde Aldose D-glyceraldehyde c= ÒH2 OH Dihydroxyacetone Ketose Glyceraldehyde có chứa carbon bất đối (ký hiệu c*), có hai đồng phân dạng D L, dihydroxyacetone không chứa carbon b ất đối Số lượng carbon bất đối ph ân tử aldose lớn ketose tương ứng Sô đồng p h â n lập th ể monosaccharide (X) tính theo cơng thức X = 2" (n sơ carbon b ấ t đốì p hân tử) Đánh sô" thứ tự nguyên tử carbon phân tử monosaccharide nguyên tử carbon nhóm carbonyl aldose, carbon đầu gần với nhóm carbonyl ketose Dạng đồng phân D L dạng không gian tuyệt đôi, vào vị trí H 0?1 carbon bất đôi mang sô"*thứ tự lớn (carbon bất đôi xa nhóm carbonyl) giơng VỚI D L - glyceraldehyde Ví dụ, đỗi với hexose, k h i biểu diễn dạng thẳng, dạng đồng phân D, nhóm -O H C5 bên phải, đồng phân L nhóm ~ H bên trái Các monosaccharide có khả làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực phía bên phải (ký hiệu dâu "+") bên trái (ký hiệu dấu CHO c CHO lOH HO CH2 OH CH2OH (D-Glyceraldehỵde) (Ij“ Glyceraldehyde) D - L - glyceraldehyde trìn h bày dạng khơng gian hai chiều theo cách Emil Pischer sau: Ta hình dung C“2 m ặt phẳng giấy, nhóm aldehyde nhóm hydroxymethyl m ặt sau tò giấy, H nhóm -O H tò giấy (gạch đậm) D"Aldose C H O C H 2O H D-Glyceralduhycie C H O ' C H O C H O H C H O H D Threose D-Erythrose C H O C H O H D-Ribose C H O 12 ^ 11 CHO C H O C H O H C H O C H O H C H 2O H D-Arabinose C H O C H O C H O V ^ n \-^ n v -« n '-/n \-.n 'w » n D-Allose D-AltroseD-GluooseD -M ano.se D-Xylose D-Lyxose C H O C H O C H O C H O CH o O H V^n2w n V ^n2w n o n '-'n D 'G uỉose D -ídoscD -G alactose D -Talose Hình 1.1, Các A ld o se có từ - nguyên tử c a rb o n Sắp xếp theo mối liên quan hoá học lập thể chúng (stereochemical rationshìp) (H -Ọ -O H biểu diễn đầu mũi tên nhóm OH) D-Ketose C H 2O H c =o I C H ; íO H Dihvdroxyacetone C H ?O H I c =o C H 2O H D -E rv ih ru io se CH20H c =o CH2 c =o O H CH2 H CH p O H D-Ributose CH20H c -0 CH2 OH =o CH?OH n-ì-*sicose CH2 OH D-Fruct0 KC‘ D -X ylulosc C H ^ O H CH2 OH C -0 c -o C H 2O H CH2 OH D-Sorbose D-Tagatosc Hình 1.2 Các ke to se có từ - n gu yê n tử ca rb o n Sắp xếp theo mốl liên quan hoá học lập thể B ản g 1.2 C ác dẫn x u ấ t c ủ a m o n o s a c c h a rid e (dẫn xuâ't c ủ a đ n g ) th n g gặp Tên dẫn xuât Các dẫn xuâ't thường gặp Deoxy-monosaccharide [i-D -2 deoxyribose (nhóm ~0H dược thay a“ L“ Rhamnose -H ) a-L~Fucose Glucoside a-Methyl~glucoside P-Methyl-glucosỉde Acid đường - Acid aldonic Acid gluconic - Acid uronic - Acid saccharide Alcohol đường (Poíỵo!) Acid glucuronlc Acid giucaric Glycerol Inositol Sorbitol Amino đường a-D-glucosamine a-D-galactosamine N-acetyl-D-glucosamine N-acetylmuramic acid Các dẫn xuất khác 10 Ghi Nhóm -O H ỏ C -2 ribose thay -H Nhóm -O H C- L - mannose thay -H Nhóm -O H ỏ C- L - galactose thay ” H Nhóm OH đường phản ứng thuận nghịch với alcohol, tạo thành a - [3- glucosìde Oxy hố nhóm aldehyde -CHO (ở c^) tạo thành ~ COOH Oxy hố nhóm CH 2OH (Cg) tạo thành -COOH Oxy hố hai nhóm aidehyd (Ci) -CH^OH Khử nhóm carbonyl monosaccharide tạo thành alcohol Tên gọi thường có '-ito r Một hay nhiều nhóm -O H đường thay nhóm amino (-N H 2) Acetyl hố nhóm amin đường N-acetyl-D-glucosamine kết hợp với acid D-!actic qua liên kết ether N-acetyl neuraminic acid N-acetyl mannosamine kết hợp với gốc acid pyruvic dẫn xuất chúng thường gọi acid siaỉic Vai Irò R F - ch a klìẳn^ dịnh n h n g có thổ có vai trò tro n g viộc p h â n ly pdđv ribosomo Có ý k i ế n cho r ằ n g R F - protein G k h c tư ơn g đồng VỚI EF Tu làm t r u n g gian cho tương Lác RP^-1 RF~2 v i ’ ribosome v ể m ặ t nẫng lượng sử d ụ n g cho Irình tổng hợp proteiii k h cao đôi với môi niột liên kết peptide tạo thành cách xác chuỗi polypeptide, cầ n t h u ỷ p h â n n h t liên kết giàu lượng anhydride nucleosidtriphosphate (ATP, GTP) Hai liên k ô t d ù n g để tạo t h n h a m i n o a c y l- tR N A , liên kết d ù n g cho giai đo ạn kéo dài Ngồi ra, cần th u ỷ p h â n liỗn k ế t giàu n ă n g lượng G T P giai đoạn b d ầu giai đoạn k ế t t h ú c q uá trìn h tổnẹ hỢp chuỗi polypeptide Trong qu trì n h tơng hỢp, l ầ n sửa chữa amino acid dưỢc h o t ho k h ô n g cũ ng cần ATP Q u t r ì n h s in h t ổ n g hỢp protein ((Ịu:i trình dịch mã) vi k h u ẩ n đưỢí’ tóm t ắ l tr ê n h ì n h 8.24 e) Quá trình h o n thiện: cuộn chuỗi p o ly p e p t id e cải biên sau dịch mã / ế u tố tách Ị kẻì hợp vào Hỉnh 8.22 Sơ đo trìn h k ế t th ú c sinh tổ n g hợp p ro te in v i kh u ẩ n [25] Yếu tố tách RF (RF-1 RF-2) kết hợp vào vị trí A Kết thuỷ phân liên kết ester chuỗi polypeptide (đâ tổng hợp) tRNA (đang vị trí P), giải phóng chuỗi polypeptide Cuối cùng, mRNA, tRNA yếu tố tách khỏi ribosome; ribosome bị phân ly thành pdđv 30S 503 P h â n tử protein mc3i tống hỢp phải cuộn lại để có cấu h ì n h k h ô n g gian đ ú n g thực hiệ n chức n ă n g Q u t r ì n h có t h ể x ảy r a tro ng đ ang tổng hỢp s a u k h i h oàn t h n h t r ì n h tổng hỢp Một sô' p ro te in tổng hỢp chưa có h o t tí n h s in h học m c ầ n số' th a y đổi hoá học, cải b iến p h â n tử gọi cải biến sau dịch m ã (postranslation niodifĩcation) Q u t r ì n h cải biến thực h i ệ n theo cách k h c n h a u như: - Cắt đứ t mộ t h a y m ộ t sô^ liôn kôt peptide đ ầ u N p h â n tử Ví dụ; loại bỏ amino acid đ ầ u t i ê n fMet vi k h u ẩ n M et s in h v ậ t n h â n ch uẩn , loại bỏ inột đoạn peptide đ ầ u N tro ng trìn h h o t hoá tiển châ^t c ủ a protease 309 I S IN H T ổ N G H Ợ P P R O D T E IN (VI K H U Ẩ N ) £jt đ'JLI Úì^-N^^-.Vodp X 3* ► - -1 -^ nÒ Phút, bãl đấu 3C-S đẩu Kéo đái Phíit bàt đấu 70S H '0 M3 Pí ' * 'v _ ■' ] ÌJ ATJ,11inmL 5' í" ắ ổ ? 'ì M -i.h o r,P ,,s r :,,: X '' Ị;.-.F r - - > - G T P , E F -T s 2i:] \ E F -T s \ o* I THF GTP iO -F ọ rm v ỉ-T H F Các yếi lò’ 1Ai»-Vrmin / , *OAMP*PPì Ị Cãc yếu tò bât đẩu [» ỵ '"’\ 1 i 16 12 ị ^ : i M 1 ! ò l ! 14 ó 1 ịf 1 56 ẽ 1 '7 ó 1 Ĩ Ị 1 19 Ì 2:0jò l l :-l ĩ ĩ 2 (R.boĩci-naW ?■ Liõn kếl pétplide 115 -■"GlíâÌS [ _ J _ Ị J Ị J ỉ lù l l l Ị.,dđv Ribo3c t.Ẹ;J v tiM S - ' • K e ;.*í^ ;-i% r::0 i5 ■ĩ-ỉ” o Ị-^ ,p - j ị^ K è i - h x ■_ \ kế! [híic \ n L_ y ; 5- 3' c ■ ' - Ú n Ị n ti^ ' ^ ị“ V Ể l ' [ H H ^ O (orfrfỉa=ũ; Hình 8.23 Sơ đổ tổ n g q uát trìn h sinh tổ n g hỢp p ro te in v i khuẩn (http://w w w bioloqie.uni-ham burq.de/b-online/keqq/keqq/C lassé/dblinks iava/map/mapO 1020.html ~ Kêt hỢp t h ê m n h ó m chức kh c n h acetyl, s acc har ide , mcthyl, phosphoryl, carboxyl, vào n h ó m chức tự gôc R chuỗi polypeptide n h nhóm am m o , n h ó m carboxyl, n h ó m OH (của Ser, Thr, Tyr), - Kê t hỢp với n h ó m ngoại - "rạo cầu disulíide P r o te in tổng hỢp cần đ a đến đích (nơi đ ị n h vị củ a tr ong t ế bào) k h c n h a u như: m n g tr o n g h ay m n g vi k h u ẩ n , k h o ả n g lớp m àn g; đưỢc ti ế t r a t ế bào, vào môi trường Q u t r ì n h đưa protein dế n đích đưỢc thự c h i ệ n nhò đoạn t r ì n h tự n g ắ n a m in o acid đ ầu N nó, ịĩọi ]à "lĩ'ình tự tín hiệu, peptide tín h iệu” Để tiơt pr otein r a ngồi cần mộL sô"yêli Lô hỗ LrỢ k h c n h proteiìi chaperone SecB, SecA, SecYEG, cầ n n ă n g lượng từ p h ả n ứ n g t h u ỷ p h â n liên k ế t giàu n ă n g lượng ATP N h iề u k h n g sinh có thê ức c h ế bước trinh dịch m ã vi khuẩn P o l y r i b o s o m e ( p o l y s o m e ) : N hiều ribosome kết hỢp m ột p h â n tử m R N A sỢi, tiến h n h dịch m ã đông thời, rỉbosome tổng hỢp m ột chuỗi polypeptide 310 (^uan s;\l dưỏi kính hiổn vi (liộn Lử, ỊK)lysom(^ (‘ó (lạng chuỗi hạl, sỢi xâu (‘liuỗi inlvNA, h t n b o s o m e (hình 8.2^1) K hoản g cách giừa ribosome vào klioỉing lừ 50 dôn 150y\ Pơlysome có lc^ bào Prokarye Eukarye có h o t áộnịỊ sinh \ ong hỢp ì)ì'0 l Ìn mạnh Thvi) niộl sơ lài liộu ribosome Irước d l dẽn vỊ Irí m ả t h ứ 25 fiì)()S()ìn(‘ inoi gan vào mà baL dầu, bắt đáu tông hỢp cluiỏi pol ypeptide khác Vì vẠ\’ mà nhiổu inbosomo c ùng di chuyển trôn mliNA ribo somc m a n g c h u ỗ i Ị)oly])optido có dộ dài k h ác nh au , n g n n h ấ t ch u ỗi p o l y p e p t i d e r i b o s o m e ^^ẩii (láu õ' (*ủa clìuỗi inRNA N h vạy, mộL mRNA đưỢc d ù n g đổ tổ n g hỢp n h iề u (‘hi p(3l>’Ị)optido kìiác n hau Do (Ịiiá li'jnh Ị)lnỏn mã Ihoo hướng lừ õ’—>3’, q trình dịch mã Irơn ph ân tu iiìKNA Lheo c ùn g hitòng từ đ ầu vi t ế bào vi khuân, trinh dịch mã cỏ Ihế bắt đầu từ p h â n tử ìuRN A tổng hỢp p h ầ n chưa kốỉ thúc POtYRIBOSOME Các libosome L T F Bátđ