chuyên đề protein và sự điều hòa hoạt tính của protein

CHUN ĐỀ: PROTEIN VÀ SỰ ĐIỀU HỊA HOẠT TÍNH CỦA PROTEIN Đơn vị: Trường THPT Chuyên Lào Cai PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ I Lý chọn đề tài Những nghiên cứu toàn diện gen protein từ nhiều sinh vật mang lại cho chứng thuyết phục ấn tượng lịch sử tiến hóa chung tất loài bảo tồn chế phân tử tạo nên biến đổi sinh vật Các phân tử ADN chứa tế bào mang nhiều loại thông tin, chẳng hạn trình tự điều khiển, tín hiệu khởi đầu kết thúc phiên mã, đoạn trình tự tăng cường kìm hãm phiên mã, trình tự mã hóa loại ARN protein Tuy vậy, phần lớn thông tin lưu giữ ADN để tổng hợp nên phân tử protein Như vậy, tóm tắt q trình biểu thơng tin di truyền tế bào sau: gen mã hóa cho thơng tin cần thiết để xác định cấu trúc protein; đến lượt mình, cấu trúc protein xác định hoạt tính sinh học chúng, hoạt tính sinh học protein xác định hoạt động sinh lý tế bào thể Vì lý đó, thay đổi cấu trúc ADN (chẳng hạn đột biến) ảnh hưởng đến hoạt động sinh lý tế bào thông qua thay đổi cấu trúc protein Do thay đổi cấu trúc, hoạt tính protein bị thay đổi theo gây ảnh hưởng đến hoạt động sinh lý tế bào thể Vì vậy, kiểu gen tế bào (hình thức lưu trữ thông tin di truyền) xác định kiểu hình tế bào (là biểu kiểu gen thơng qua protein).Nhằm mục đích tự bồi dưỡng chun mơn có tư liệu để giúp em học sinh có kiến thức chuyên sâu phần này, qua em có tảng tốt để theo học đội tuyển HSG Tôi biên soạn chuyên đề theo cách bản, tổng hợp chuyên sâu, số dạng tập câu hỏi mà gặp đề thi HSG cấp với hy vọng nâng cao chất lượng mũi nhọn tổ chun mơn, tơi lựa chọn chun đề tự bồi dưỡng: “Protein điều hịa hoạt tính protein” II Mục đích của chuyên đề Mục đích của chuyên đề - Về kiến thức: Hệ thống kiến thức chuyên sâu tiến hóa hệ gen Giới thiệu số câu hỏi tự luận, tập để ôn tập, củng cố khắc sâu kiến thức - Về kỹ năng: Rèn cho học sinh khả tự đọc, phản biện chuyên đề; phát triển rèn luyện khả tư bao quát tổng hợp chuyên đề - Chuyên đề tài liệu tự bồi dưỡng chuyên môn cá nhân giáo viên tổ (sau đồng nghiệp góp ý, bổ sung chỉnh sửa) Hướng phát triển của chuyên đề Tiếp tục tự bồi dưỡng chuyên môn, bổ sung nội dung kiến thức tập tương ứng để có chun đề hồn thiện theo chiều dọc mạch kiến thức III Đối tượng, phạm vi áp dụng Học sinh lớp 10 chuyên sinh, đội tuyển ôn thi học sinh giỏi môn sinh cấp tỉnh đội tuyển 11, 12 ôn thi học sinh giỏi quốc gia, tư liệu tham khảo q trình ơn thi THPT Quốc gia PHẦN II: NỢI DUNG A TĨM LƯỢC LÝ THUYẾT CƠ BẢN I Cấu trúc của protein 1.1 Cấu trúc hóa học của protein Protein nhóm phân tử sinh học có vai trị thúc đẩy phần lớn phản ứng hố sinh tế bào thể, tham gia vào trình điều khiển hoạt động gen, xác định nhiều đặc tính mặt cấu trúc tế bào, mô quan (kể virut dạng khơng có cấu trúc tế bào điển hình) Một phân tử protein thường bao gồm hay nhiều chuỗi polypeptide Mỗi chuỗi polypeptide dãy axit amin liên kết với qua liên kết peptit Liên kết peptit liên kết cộng hóa trị nhóm carboxyl (COOH) axit amin với nhóm amino (-NH2) axit amin dãy tạo nên chuỗi polypeptide có tính phân cực, đầu tận nhóm amino tự (còn gọi đầu N), đầu tận nhóm carboxyl tự (cịn gọi đầu C) Hình Sự tạo chuỗi polipeptit Trong trình tổng hợp chuỗi polypeptide, axit amin sau bổ sung vào chuỗi tổng hợp thông qua việc gắn vào đầu carboxyl tự chuỗi tạo liên kết peptit Hình Oligopeptit Trong tự nhiên, có 20 loại axit amin phổ biến tìm thấy thành phần cấu tạo nên tất protein giới sinh vật khác Chính thành phần trình tự axit amin chuỗi polypeptide quy định cấu trúc, chức hoạt tính phân tử protein tương ứng Vì chuỗi polypeptide thường bao gồm từ hàng chục đến hàng nghìn axit amin với số lượng trật tự xếp axit amin trong chuỗi hoàn toàn ngẫu nhiên, nên đa dạng loại protein tự nhiên lớn Cấu tạo phân tử 20 loại axit amin có nguyên tử cacbon gọi cacbon a Cacbon a liên kết với nhóm -COOH, nhóm NH2 chuỗi bên gọi gốc R Phân tử loại axit amin phân biệt gốc R Cấu trúc gốc R từ đơn giản nguyên tử –H (Gly) hay -CH3 (Ala) đến số dạng phức tạp cấu trúc vòng Tyr hay Trp Gốc R qui định đặc tính lý hóa loại axit amin Dựa đặc tính lý hóa, 20 loại axit amin chia thành nhóm 1) axit amin có tính axit (gồm loại axit amin Asp Glu) 2) axit amin có tính kiềm (gồm loại axit amin Lys, Arg, His) Hình Các axit amin có tính axit bazo 3) axit amin trung tính phân cực (gồm loại axit amin Tyr, Ser, Thr, Asn, Gln Cys) Hình Các axit amin phân cực 4) axit amin trung tính khơng phân cực (gồm loại axit amin Trp, Phe, Gly, Ala, Val, Ile, Leu, Met Pro) Hình Các axit amin khơng phân cực Phần lớn chuỗi polypeptide hình thành sau trình dịch mã tiếp tục cuộn xoắn bậc cao để tạo nên cấu trúc khơng gian bậc cao mang tính đặc thù loại protein Hình thức mức độ gấp nếp cuộn xoắn phụ thuộc vào thành phần trình tự axit amin chuỗi polypeptide Quá trình cuộn xoắn nhiều loại protein tế bào cần có hỗ trợ số loại protein đặc biệt gọi chaperon Hình Hoạt động chaperonin 1.2 Cấu trúc không gian của protein Cấu trúc bậc protein trình tự amino axit Cấu trúc bậc xác protein xác định xếp ngẫu nhiên amino mà thông tin di truyền Hình Cấu trúc bậc protein Hầu hết protein có đoạn pơlipeptit cuộn xoắn theo hình mẫu xác định để đóng góp vào hình thành dạng chung protein Sơn cuộn xoắn gọi chung cấu trúc bậc hai, chúng kết liên kết hidro thành phần lặp lăp lại khung chuỗi pôlipeptit Cả nguyên tử oxi nitơ khung mang điện âm với tích điện âm phần Các nguyên tử hidro mang điện tích dương yếu gắn với ngun tử nitơ có lực với ôxi liên kết peptit liền kề Xét riêng liên kết hiđrơ yếu chúng lặp lại nhiều lần dọc theo chiều dài chuỗi pơlipeptit nên chúng giữ cho phần cụ thể protein có hình dạng riêng Hình Cấu trúc bậc protein Một loại cấu trúc bậc xoắn alpha, cách xoắn tinh tế giữ liên kết hiđrô Loại cấu trúc bậc hai chủ yếu khác phiến beta Trong cấu trúc hai nhiều vùng chuỗi pôlipeptit nằm kề liên kết lại liên kết hiđrô phần hai khung chuỗi pôlipeptit nằm song song Các phiến phẳng tạo nên lõi nhiều protein hình cầu chiếm ưu nhiều dạng protein hình sợi Phủ hình mẫu cấu trúc bậc cấu trúc bậc protein Một kiểu tương tác đóng góp vào hình thành cấu trúc bậc tương tác kỵ nước Khi chuỗi pơlipeptit cuộn lại để hình thành dạng chức amino axit có chứa nhóm bên kị nước thường quay vào lõi để tránh tiếp xúc với nước Ngồi tương tác kị nước cịn có tương tác van der Waals Hình dạng protein củng cố tiếp nhờ liên kết cộng hóa trị cầu disunfit Cầu disunfit hình thành nơi có hai amino axit có nhóm -SH Hình Cấu trúc bậc ba protein Một số protein gồm hai hay nhiều chuỗi pôlipeptit tổng hợp lại thành đại phân tử chức cấu trúc bậc Cấu trúc bậc cấu trúc protein hình thành tập hợp tiểu đơn vị polipeptit Hình 10 Cấu trúc bậc protein Đối với protein, cấu trúc không gian phân tử định chức hoạt tính Nhìn chung điều kiện sinh lý tế bào môi trường nước), chuỗi polypeptide thường cuộn xoắn cho axit amin ưa nước (gồm axit amin có tính axit, bazơ, axit amin trung tính phân cực) hướng bên bề mặt phân tử (đây phần tiếp xúc với nước dung dịch) axit amin kị nước (các axit amin trung tính khơng phân cực) hướng vào phân tử Các vị trí hoạt động enzym thường chứa Ser, His axit amin có tính kiềm và/hoặc tính axit Trong axit amin không phân cực, đáng ý có Met Cys axit amin chứa lưu huỳnh (S) Khi chuỗi polypeptide bắt đầu tổng hợp, axit amin lắp ráp Met ba mã mở đầu (AUG) ba mã hóa Met (axit amin sau bị cắt bỏ khơng) Axit amin Cys giữ vai trò quan trọng việc qui định cấu hình khơng gian protein thường hình thành nên liên kết cao disulfide Nhóm –SH (sulfhydryl) Cys gốc hóa học phản ứng mạnh, thường có mặt trung tâm hoạt động enzym có vai trị gắn kết nhóm chức khác vào protein Các chức của protein Protein hợp chất hữu phổ biến tế bào, thường chiếm 50% trọng lợng chất khơ tế bào Protein có vai trị sống cịn tế bào chúng phân tử thực phần lớn hoạt động sinh lý tế bào Chúng biểu chức sinh lý khác Hơn nữa, chức năng, chức xúc tác enzym chẳng hạn, có hàng trăm nghìn loại phân tử protein khác Tuy vậy, phân tử protein ln có cấu trúc chức đặc thù Protein mang nhiều chức khác nhờ khả thay đổi lớn cấu hình chúng Sự thay đổi cấu hình protein kết thay đổi thành phần trật tự axit amin phân tử Hai phân tử protein có thành phần axit amin giống nhau, trình tự axit amin khác cấu trúc phân tử khác dẫn đến chúng có hoạt tính chức khác Nói cách khác, đa dạng cấu hình phân tử protein khơng có giới hạn Nhờ vậy, biểu chức protein giới sinh vật phong phú Người ta thường chia loại phân tử protein có tế bào thành số nhóm dựa vào hoạt tính chức sinh lý chúng, chẳng hạn bao gồm nhóm sau: protein vận chuyển, enzym, G-protein, protein tín hiệu, protein vận động (protein cơ), protein bảo vệ, protein thụ thể, protein điều hịa, protein cấu trúc, nhóm loại protein khác I.3.1 Các protein vận chuyển Các protein vận chuyển tìm thấy phổ biến hệ mạch máu mạch bạch huyết, ngồi cịn thấy bên tế bào Vai trò chúng vận chuyển phân tử khác bên tế bào, bên mạch máu mạch bạch huyết Trong nhóm này, nêu số ví dụ protein vận chuyển axit béo (albumin), vận chuyển oxy (hemoglobin), vận chuyển cholesterol (lipoprotein) sắt (transferrin) Hemoglobin protein vận chuyển nghiên cứu chi tiết Phân tử gồm có hai thành phần Phần nhân hem tạo cho máu có màu đỏ, dẫn xuất porphyrin mang bốn vòng pyrol xung quanh nguyên tử sắt Đây vị trí gắn phân tử oxy (Cấu trúc nhân hem hemoglobin giống với hem tìm thấy cytochrom myoglobin - protein vận chuyển oxy cơ) Phần globin phân tử protein gồm bốn chuỗi polypeptide, có hai chuỗi a hai chuỗi b Mỗi chuỗi protein gắn vào phân tử hem Một thuộc tính quan trọng hemoglobin phần tử có khả liên kết với bốn phân tử O2 (tương đương với bốn nhân hem) Việc gắn vào nhân hem phân tử oxy thứ thúc đẩy việc gắn phân tử oxy Nghĩa là, phân tử oxy gắn vào nhân hem, lực hemoglobin với phân tử oxy tăng lên Thực tế, phân tử oxy thứ tư gắn vào hemoglobin có lực tăng cao gấp 100 lần so với phân tử oxy Dù vậy, lực liên kết oxy vào hemoglobin bị đảo ngược Nghĩa là, nhân hem khơng có khả gắn vào phân tử oxy mà cịn giải phóng phân tử oxy cần thiết tùy theo yêu cầu sinh lý tế bào Hình 11 Protein vận chuyển - hemoglobin 1.3.2 Các enzym Enzym nhóm hợp chất xúc tác hữu Các phân tử có vai trị làm tăng tốc độ phản ứng hố học mà thân chúng khơng trình phản ứng xảy Khi phản ứng hoá học kết thúc, chúng trở dạng nguyên thủy ban đầu tham gia xúc tác phản ứng Nếu so sánh với lượng chất tham gia phản ứng, lượng enzym cần cho phản ứng hoá học thường thấp nhiều Hầu tất phản ứng sinh học tế bào để chuyển hóa phân tử từ dạng sang dạng khác, từ chất thành sản phẩm, địi hỏi enzym Ngồi số loại ARN có chức xúc tác (ribozyme), phần lớn enzym hệ thống sinh học có chất protein Đến nay, biết hàng chục nghìn loại enzym khác có chất protein Trong đó, loại enzym thường xúc tác cho phản ứng chuyển hoá định Điều xảy nhờ protein có nhiều dạng cấu trúc khác nhau, phụ thuộc vào trình tự axit amin chuỗi polypeptide chúng, vào tương tác chúng với phân tử khác Cấu trúc đặc thù protein tạo hoạt tính chức sinh học khác Để tế bào thể hoạt động bình thường, q trình chuyển hố mặt sinh học đòi hỏi loại enzym đặc thù Chẳng hạn q trình chuyển hố glucose thành phân tử lượng cao ATP cần đến khoảng 25 phản ứng, phản ứng cần enzym đặc thù Trong số trường hợp, phản ứng địi hỏi hai hay nhiều loại enzym lúc Bản thân enzym xúc tác cho trình tổng hợp loại protein khác nhau, bao gồm loại enzym khác Chẳng hạn như, trình chuyển hố vitamin thành coenzym (là thành phần enzym cần thiết để biểu hoạt tính enzym) đòi hỏi tham gia nhiều enzym Hoặc như, q trình chuyển hố axit panthothenic thành coenzym A (một thành phần quan trọng hệ thống enzym chuyển hoá glucose thành ATP), cần xúc tác số enzym đặc thù Hai ví dụ khác vai trò enzym bao gồm: alcohol dehydrogenase (ADH) hyaluronidase ADH enzym phân hủy rượu cồn, giúp thể loại bớt độc tính alcohol cảm thấy thích thú uống bia hay rượu mà khơng bị say Cịn hyaluronidase enzym quan trọng trình thụ tinh người động vật, có đầu tinh trùng Khi tinh trùng gặp tế bào trứng trình thụ tinh, hyaluronidase thủy phân lớp màng bảo vệ tế bào trứng nhờ tinh trùng xâm nhập vào tế bào trứng thích sản xuất chất truyền tín hiệu thứ hai, sử dụng GTP làm nguồn lượng Protein tín hiệu Bao gồm hócmơn Insulin, glucagon, protein khác, mà hoạt động, hoocmôn, prolactin chúng truyền tín hiệu tới tế bào mơ đích, làm thay đổi hoạt động sinh lý trao đổi chất mơ, tế bào Protein vận động Cịn gọi protein Cụ thể, Actin, myosin tương tác actin myosin tạo nên hoạt động co duỗi Protein bảo vệ Có chức bảo vệ chống lại Kháng thể, interferon, xâm nhập vi sinh vật interleukin hợp chất độc Protein thụ thể Các protein xuyên màng bên Các thụ thể insulin tế bào phân tử truyền adrenalin bề mặt tế bào, thông tin trung gian từ các thụ thể opioid, hoocmôn chất dẫn truyền histamine thần kinh hoạt động sinh lý nội bào Protein điều hịa Điều hồ hoạt động gen tế Các chất hoạt hóa bào ức chế phiên mã… Protein cấu trúc Là thành phần tạo nên “bộ khung” Cytochrome, protein tiểu phần tế bào, khung xương tế bào quan tử tế bào (cytoskeleton), histone, thân tế bào ribosome 1.4 Nucleoprotein, lipoprotein glycoprotein protein phức hợp Protein phức hợp protein hình thành kết hợp nhóm chất khác vào protein Chẳng hạn, nucleoprotein hình thành từ protein axit nucleic, lipoprotein hình thành từ việc gắn gốc lipid vào protein, glycoprotein liên kết thành phần hydrat cacbon (đường) với protein Glycoprotein tìm thấy phổ biến màng tế bào Các protein thường mang chuỗi hydrat cacbon ngắn nhơ ngồi màng tế bào Các chuỗi đường thường liên kết với protein qua gốc hydroxyl (-OH) Thr hay Ser, nhóm amide (N-C*=O) Asn Các glycoprotein thường có vai trị đính kết tế bào, đặc biệt lồi động vật khơng có thành tế bào vững ổn định Ngoài ra, phần hydrat cacbon glycoprotein cịn thường yếu tố tiếp nhận tín hiệu tế bào Ví dụ tinh trùng nhận trứng thông qua phần hydrat cacbon glycoprotein màng tế bào Các tế bào hệ miễn dịch thường nhận biết kháng nguyên dựa vào cấu trúc chuỗi hydrat cacbon glycoprotein Các kháng nguyên A B hệ thống nhóm máu ABO thực tế khác chuỗi hydrat cacbon thành phần glycoprotein nằm màng tế bào hồng cầu Nhiều loại lipoprotein liên kết vào màng tế bào phần đuôi lipid chúng Ví dụ điển hình nhóm hợp chất b-lactamase có vi khuẩn gram dương, loài Bacillus Enzym bảo vệ vi khuẩn khỏi tác động chất kháng sinh thuộc họ β-lactam penicillin Do mục tiêu tác động penicillin thành tế bào vi khuẩn, nên enzym bảo vệ cần phải bọc phía ngồi thành tế bào Đi lipid (kị nước) đảm bảo cho khơng bị "trượt" xa khỏi màng tế bào vào môi trường (thường chứa nước) xung quanh Proteolipid nhóm lipoprotein có đặc điểm kị nước khơng hịa tan nước Chúng hòa tan dung mơi hữu tìm thấy vùng kị nước (sâu bên trong) màng tế bào Tuy vậy, đặc tính nằm sâu bên màng tế bào proteolipid khơng phụ thuộc vào có mặt gốc lipid, mà phụ thuộc vào tỉ lệ thành phần axit amin II Điều hòa chức của protein Hầu hết trình tế bào không xảy độc lập với xảy với tốc độ khơng đổi Hoạt tính protein phân tử sinh học khác điều hòa để phối hợp nhịp nhàng nhằm tạo hiệu chức tối đa cho sống Ví dụ, hoạt tính xúc tác enzyme điều khiển cho lượng sản phẩm phản ứng vừa đủ với nhu cầu tế bào Kết nồng độ trạng thái ổn định chất sản phẩm khác nhau, phụ thuộc vào điều kiện tế bào Sự điều hịa protein khơng phải enzym (ví dụ mở hay đóng kênh màng lắp ráp phức hệ đại phân tử) quan trọng Có đường điều hịa hoạt tính protein (1) Tế bào tăng giảm mức lutein trạng thái ổn định cách thay đổi tốc độ tổng hợp, tốc độ phân hủy hai loại protein (2) Tế bào biến đổi hoạt tính nội (khơng thay đổi lượng) protein (ví dụ thay đổi lực gắn với chất; thay đổi phân đoạn thời gian protein cấu hình hoạt hóa bất hoạt) (3) Protein thay đổi vị trí nồng độ tế bào, thay đổi số phân tử khác cần cho hoạt tính protein Cả ba loại điều hịa đóng vai trị khơng thể thiếu sống chức tế bào 2.1 Điều hịa qúa trình tổng hợp phân hủy protein 2.1.1 Kiểm soát tổng hợp protein Tốc độ tổng hợp protein định tốc độ chuyển hóa ADN mã hóa cho protein thành mARN, lượng mARN hoạt động trạng thái ổn định tế bào tốc độ chuyển hóa mARN thành protein tổng hợp 2.1.2 Kiểm soát phân hủy protein Protein nội bào có thời gian tồn khác nhau, từ vài phút cyclin nguyên phân (chất điều hịa chuyển giai đoạn q trình ngun phân) suốt đời sinh vật protein thủy tinh thể mắt Thời gian tồn xủa protein chủ yếu q trình điều hịa phân hủy protein kiểm sốt Có hai ngun lý quan trọng đặc biệt phân hủy protein Thứ nhất, trình phân hủy loại protein độc, protein gấp nếp lắp ráp sai, bị hư hại ( bao gồm sản phẩm gen đột biến protein bị hư hại hóa tính sản phẩm trao đổi chất) Mặc dù chaperone trợ giúp protein gấp nếp, theo ước tính có tới 30% protein tổng hợp nhanh chóng bị phân hủy gấp nếp sai, lắp ráp thành phức thể khiếm khuyết, lý khơng phù hợp Hầu hết protein khác không bị sai hỏng chức bị phân hủy chậm Thứ hai, trình phân hủy protein có kiểm sốt chế hữu hiệu để trì nồng độ hoạt tính phù hợp protein, đồng thời cho phép thay đổi nhanh chóng Tế bào nhân chuẩn có số đường phân hủy protein Một đường nội bào quan trọng phân hủy enzym lysosome Lysosome bào quan có màng đơn, khơng gian bên có tính axit chứa đầy enzym thủy phân Bào quan ưu tiên phân hủy protein ngoại bào bị hấp thụ quan tử lão hóa bị khiếm khuyết tế bào 2.1.3 Proteasome máy phức tạp được sử dụng để phân hủy protein Proteasome máy phân tử lớn chứa khoảng 50 tiểu phần protein Chúng có hình trụ với vùng lõi xúc tác dạng thùng rỗng gọi proteasome 20S Một hai vùng mũ gắn với hai đầu phần nơi giúp điều hịa hoạt tính proteasome Một tế bào động vật có vú điển hình chứa khoảng 30.000 proteasome Có nhiều dạng proteasome dạng 20S nghiên cứu sâu Dạng có lõi xúc tác cao vùng mũ điều hòa 19S đầu Mũ 19S có 16 đến 18 tiểu phần protein, sáu số thủy phân ATP để cung cấp lượng cần thiết cho trình làm protein chất gấp nếp chuyển có chọn lọc chúng đến buồng proteasome Tầm quan trọng proteasome chứng minh nghiên cứu di truyền với nấm men, cho thấy tế bào sống thiếu proteasome chức Hơn nữa, hoạt động xác chúng quan trọng đến mức tế bào phải dùng tới 30% tổng lượng tổng hợp protein để phân hủy proteasome Lõi xúc tác proteasome gồm vòng vòng ngồi Hai vịng chứa vị trí xúc tác quanh buồng hình thùng rỗng Những trung tâm hoạt động đóng vai trị phân hủy protein Hai vịng ngồi đóng vai trị kiểm sốt mức truy cập chất Proteasome phân hủy hồn tồn hầu hết protein chúng có trung tâm hoạt động với khả phân cấp sau gốc kị nước, gốc axit bazơ Cơ chất pôlipeptit phải vào buồng theo khe hở điều hòa trung tâm vịng ngồi Các sản phẩm sau bị phân hủy khỏi buồng nhanh chóng bị phân hủy tiếp proteaza tương bào cuối chuyển hóa thành axit amin Có thể sử dụng chất kìm hãm chức proteasome y học Việc kìm hãm proteasome liên tục, triệt để làm tế bào chết Tuy nhiên, kìm hãm phần không liên tục proteasome phương pháp hóa trị ung thư Để sống phát triển, tế bào thường cần hoạt tính mạnh mẽ protein điều hòa gọi NFKB protein trợ sinh tương tự NFKB lại hoạt động hồn tồn thúc đẩy sống protein kìm hãm IKB bị phân tách phân hủy proteosome Thuốc kìm hãm phần hoạt tính proteasome thực tế kiềm hãm tiểu phân tử làm tăng nồng độ IKB làm giảm hoạt tính NFKB Sau tế bào chết theo chương trình Vì chất kìm hãm proteasome dễ tiêu diệt số loại ung thư tế bào bình thường, nên phương pháp điều trị sử dụng có kiểm sốt chất kìm hãm chứng minh có hiệu cho loại ung thư gây chết người gọi đa u tủy 2.1.4.Ubiquitin đánh dấu protein tương bào cho quá trình phân hủy proteasome Để phân hủy nhanh chóng protein khiếm khuyết danh mục bị phân hủy proteasome cần phải phân biệt protein cần phân hủy hay không cần phân hủy Tế bào đánh dấu protein cần bị phân hủy cách gắn cộng hóa trị chúng với nhiều ubiquitin Ubiquitin pôlipeptit dài 76 axit amin bảo tồn cao từ nấm men người Một hệ thống cảm biến phức tạp định protein cần bị phân hủy sau trình gồm ba bước gắn nhiều phân tử ubiquitin vào protein đích Phần mũ điều hịa 19S proteasome 26S sau nhận biết protein gắn ubiquitin để khử gấp nếp chúng đưa vào proteasome Sự đánh dấu ubiquity mang nhiều chức Không phân hủy protein đích, số q trình ubiquitin hóa thực chức khác tế bào ví dụ bao gồm: (1) gắn cộng hóa trị với phân tử ubiquitin vào axit amin lizin protein đích (2) gắn ubiquitin vào nhiều nơi; (3) ubiquitin liên kết với đầu N protein đích; (4) poliubiquitin hóa theo liên kết ubiquitin với đầu N axit amin lizin khác protein đích Biến đổi tác động đến q trình vận chuyển protein tế bào, kiểm soát sửa chữa ADN điều hòa phiên mã, chức khác cịn chưa khám phá Tế bào có nhiều loại enzim khử ubiquitin với khả loại ubiquitin khỏi protein số trường hợp mang lại khả đảo chiều q trình điều hịa protein bị ubiquitin hóa 2.2 Biến đổi cộng hóa trị khơng cộng hóa trị 2.2.1 Biến đổi cộng hóa trị Những biến đổi cộng hóa trị khơng cộng hóa trị điều hịa hoạt tính nội chúng Các biến đổi khơng cộng hóa trị thường dẫn đến gắn phân tách phân tử sau thay đổi cấu hình protein Thông thường trường hợp protein hoạt hóa làm giải phóng tái xếp tiểu phần miền kìm hãm Các biến đổi cộng hóa trị gồm thủy phân chuỗi pơlipeptit thêm phân tử vào nhóm R hay nhiều axit amin, liên kết cộng hóa trị vào đầu N đầu C protein Những biến đổi làm thay đổi cấu hình dẫn tới thay đổi hoạt tính protein Biến đổi cộng hóa trị làm thay đổi hình dạng mà khơng thay đổi cấu hình pơlipeptit nhóm R protein Ví dụ nhóm chức có khối lượng lớn tích điện gắn vào làm thay đổi khả gắn protein với phân tử khác Sau biến đổi cộng hóa trị hướng protein tới vị trí định tế bào Nhiều biến đổi cộng hóa trị khơng cộng hóa trị có tính thuận nghịch, cho phép tăng cường kìm hãm nhiều lần hoạt tính protein thời gian chúng tồn Những biến đổi khác thủy phân protein có tính bất thuận nghịch phục hồi protein biến đổi bị phân hủy tổng hợp 2.2.1 Biến đổi khơng cộng hóa trị Tương tác gắn khơng cộng hóa trị điều hịa protein theo phương thức dị lập thể cộng hợp Một chế điều hòa chức protein quan trọng tương tác dị lập thể Protein dị lập thể có nhiều vùng gắn với loại phối tử nhiều loại phối tử khác Biến đổi lập thể tác động âm dương tới hoạt tính, tức giảm tăng hoạt tính protein Điều hòa dị lập thể xảy phổ biến với enzyme protein đa tiểu phần, biến đổi cấu hình tiểu phần truyền tới tiểu phần lân cận gây cảm ứng ức chế kiểu phần lân cận, điều gọi tính cộng hợp Hemoglobin ví dụ kinh điển tương tác cộng hợp dương khối tử oxi gắn vào làm tăng lực protein với phân tử oxi sau Mỗi tiểu phần số bốn tiểu phần hemoglobin chứa phân tử hem Các nhóm Hem thành tố gắn oxy hemoglobin Oxy gắn với nhóm heme bốn tiểu phần hemoglobin gây biến đổi hình dạng cục Biến đổi lan truyền tới tiểu phần khác làm tăng lực phản ứng gắn oxi nhóm hem cịn lại, dẫn tới đường cong gắn oxy có dạng sigma Điều có nghĩa cần tăng nồng độ oxi lên lần % bảo hịa vị trí gắn oxi hemoglobin tăng từ 10 đến 90% Ngược lại, khơng có tính cộng hợp đường cong gắn có dạng Michaelis-menten điển hình cần tăng 80% nồng độ ôxy để mức dung nạp oxy hemoglobin tăng tương ứng Tính cộng hợp mang lại cho hemoglobin khả hấp thụ oxy nơi có nồng độ cao (trong phổi) giải phóng oxy nơi có nồng độ thấp (trong mơ) cách hiệu Do vậy, tính cộng hợp khuếch đại độ nhạy hệ thống đáp ứng với biến đổi nồng độ phối tử Trong nhiều trường hợp điều mang lại ưu chọn lọc tiến hóa Tính cộng hợp âm thường liên quan đến sản phẩm cuối đường hóa sinh gồm nhiều bước Trong trường hợp này, sản phẩm cuối có khả gắn làm giảm hoạt tính enzyme tham gia xúc tác bước với vai trị điều khiển tốc độ đường Điều giúp ngăn chặn tạo dư sản phẩm Phương thức điều hòa đường trao đổi chất cịn gọi kìm hãm sản phẩm cuối kìm hãm hồi biến Canxi GTP gắn cộng hóa trị với protein có vai trị cơng tắc dị lập thể chế phổ biến giúp kiểm sốt hoạt tính protein Guanin nucleotit bật tắt chức Một nhóm protein cơng tắc nội bào khác siêu họ GTPaza Như tên gọi, protein enzym GTPaza với khả thủy phân GTP thành GDP Chúng có chức truyền tín hiệu đóng vai trị quan trọng q trình tăng sinh biệt hóa tế bào Những thành viên khác thuộc siêu họ GTPaza có chức tổng hợp protein, vận chuyển nhân tế bào chất, tái xếp khung tế bào actin Tất protein công tắc GTPaza tồn hai dạng hoạt hóa với khả gắn GTP để điều biến hoạt tính protein; dạng bất hoạt gắn GDP tạo GTP với dạng hoạt hóa bị thủy phân chậm Tốc độ hoạt tính cơng tắc GTPaza đóng vai trị định thời gian tồn dạng hoạt hóa Các phản ứng photphorin hóa khử photphorin điều hịa cộng hóa trị hoạt tính protein Một chế phổ biến điều hòa hoạt tính protein phổ biến photphorin hóa tức phản ứng thêm nhóm photphat vào -OH axit amin serin, threonin tyrosine Protein kinara xúc tác cho phản ứng photphorin hóa photphattaza xúc tác cho phản ứng khử photphorin hóa Hoạt tính trái ngược giúp điều hịa cơng tắc bật/tắt nhiều protein Điều cung cấp phương thức điều hòa bật tắt phần lịch nhiều protein Phân cắt protein gây hoạt hóa bất hoạt thuận nghịch số protein Sự điều hòa bậc cao bao gồm kiểm sốt vị trí nồng độ protein Mọi chế điều hòa đề cập tác động đến vị trí hoạt động protein, bật tắt hoạt tính protein Tuy nhiên, hoạt động bình thường tế bào cần tiết protein tới gian bào định nhân, ti thể, lysosome Với enzym, việc phân gian không giúp kiểm soát mức phân phối chất loại bỏ sản phẩm mà cho phép phản ứng có tính cạnh tranh xảy đồng thời phần khác tế bào B CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Câu 1: a Tại nói cấu trúc bậc của protein có vai trị tới quan trọng cấu trúc vai trò của phân tử protein? b Sự khác biệt cấu trúc xoắn anpha nếp gấp beta cấu trúc bậc hai của phân tử protein gì? Những loại protein thường có cấu trúc xoắn anpha, cịn loại thường có cấu trúc nếp gấp beta? Hướng dẫn trả lời a Cấu trúc bậc protein có vai trị tối quan trọng vì: - Trình tự axit amin chuỗi polypeptit thể tương tác phần chuỗi polypeptit, từ tạo nên hình dạng lập thể protein (cấu trúc bậc I định cấu trúc bậc II, III IV protein) định tính chất vai trị protein - Sự sai lệch trình tự xếp axit amin dẫn đến biến đổi cấu trúc tính chất protein Sự khác thành phần, số lượng trật tự xếp axit amin tạo nên đa dạng protein, từ tạo nên tính đa dạng sinh giới b Cấu trúc nếp gấp β khác với xoắn α số điểm sau: + Đoạn mạch polipeptit có cấu trúc phiến gấp β thường duỗi dài chø không cuộn xoắn chặt xoắn α Khoảng cách gốc axit amin kề 3,5A0 + Liên kết hidro tạo thành nhóm –NH- –CO- mạch polipeptit khác nhau, mạch chạy hướng hay ngược hướng với Trong phân tử nhiều protein hình cầu cuộn chặt, cịn gặp kiểu cấu trúc "quayβ" Ở mạch polipeptit bị đảo hướng đột ngột Đó tạo thành liên kết hidro nhóm –CO liên kết peptit thứ n với nhóm –NH liên kết peptide thứ n+2 Các protein dạng hình cầu thường có cấu trúc nếp gấp β protein dạng sợi keratin thường có cấu trúc xoắn α Câu 2: a Tại số sinh vật sống śi nước nóng mà protein của chúng lại khơng bị hư hỏng? b Tại ta đun nước lọc cua lại tạo thành mảng (gạch cua) lên? HD: a Khi nhiệt độ môi trường cao phá hủy cấu trúc khơng gian chiều prôtêin làm cho chúng chức (hiện tượng biến tính prơtêin) Một số vi sinh vật sống suối nước nóng có nhiệt độ xấp xỉ 1000C mà prôtêin chúng lại không bị hỏng prơtêin loại sinh vật có cấu trúc đặc biệt nên khơng bị biến tính nhiệt độ cao Ví dụ: phân tử protein giàu axit amin chứa lưu huỳnh giúp chúng có tính bền nhiệt b Trong môi trường nước tế bào, prôtêin thường quay phần kị nước vào bên bộc lộ phần ưa nước bên Ở nhiệt độ cao, phân tử chuyển động hỗn loạn làm cho phần kị nước bên bộc lộ ngoài, chất kị nước nên phần kị nước phân tử lại liên kết với phần kị nước phân tử khác làm cho phân tử kết dính với phân tử Do vậy, prơtêin bị vón cục đóng thành mảng mặt nước canh Câu 3: Phân tử Ribonucleaza gồm chuỗi polipeptit với 124 axit amin, có cầu đisulfua Ở pH = 7, t0 =370C, dùng β-mecaptoetanol dư để khử cầu đisulfua ure để phá vỡ liên kết khác Kết làm phân tử enzim hoạt tính xúc tác Nếu thẩm tích dung dịch để loại β-mecaptoetanol ure, hoạt độ enzim tăng dần đến phục hồi hoàn tồn Nếu oxi hóa enzim cầu –S-S- mơi trường có ure thẩm tích loại ure, hoạt độ enzim phục hồi 1% Hãy giải thích Hướng dẫn trả lời - Ban đầu, dùng β-mecaptoetanol dư để khử cầu đisulfua ure để phá vỡ liên kết khác làm phân tử enzim hoạt tính xúc tác làm biến tính phân tử enzim cách phá vỡ cấu trúc không gian - Thẩm tích dung dịch để loại β-mecaptoetanol ure, hoạt độ enzim tăng dần đến phục hồi hoàn toàn loại bỏ tác nhân biến tính dẫn đến hồi tính, khơi phục cấu trúc khơng gian, phục hồi chức xúc tác enzim - Oxi hóa enzim cầu –S-S- mơi trường có ure thẩm tích loại ure, hoạt độ enzim phục hồi 1% điều kiện tạo thành cầu –S-S- theo nhiều cách khác (có tới 105 cách) có cách giống với dạng ban đầu + cầu SS  có axit amin có nhóm –SH Số cách tạo cầu sunphit: x x 3x = 105 cách + Chỉ có cách giống cách ban đầu, hoạt tính phục hồi 1/105 x 100% = 1% Câu 3: a Tại protein vừa có tính đa dạng cao song lại có tính đặc thù? Tính đặc thù yếu tớ quy định? b Mạch polipeptit được tạo thành phải chịu tác động để tạo thành protein có hoạt tính sinh học? Hướng dẫn a Từ 20 loại axit amin kết hợp với theo cách khác tạo nên vô số loại prôtêin khác (trong thể động vật, thực vật ước tính có khoảng 1014 – 1015 loại prôtêin) Mỗi loại prôtêin đặc trưng số lượng, thành phần trình tự xếp axit amin phân tử Điều giải thích thiên nhiên prơtêin vừa đa dạng, lại vừa mang tính chất đặc thù Tính đặc thù thông tin di truyền quy định b Mạch polipeptit tạo thành phải chịu nhiều tác động để tạo thành protein có hoạt tính sinh học, gồm: - Sự gấp cuộn: Khi protein vừa tổng hợp xong, gấp cuộn thành cấu trúc không gian ba chiều xác định chức sinh học Một số protein bắt đầu gấp cuộn tổng hợp Mặc dù nguyên tắc, polipeptit hình thành nhiều cấu hình khơng gian khác nhau, tất protein có cấu hình tự nhiên trạng thái cấu trúc ổn định với mức lượng tự thấp Ngoài vai trò chủ yếu cấu trúc bậc I có nhóm protein chapreron giúp polipeptit gấp cuộn hình dạng khơng gian có đủ hoạt tính sinh học - Biến đổi gốc axit amin tùy trường hợp - Các biến đổi sau dịch mã cắt xén proteaza, thêm nhóm đường, nhóm photphat,… - Sẽ bị phân hủy tổng hợp gấp cuộn sai Câu 5: a Các protein tham gia vào gấp cuộn protein? b Sau biến tính, protein thường có đặc điểm gì? Hướng dẫn trả lời a Các nhà khoa học phát có nhóm chaperon phân tử: - Các chaperon phân tử Hsp 60 Hsp70 gắn ổn định protein không cuộn gấp phần, nhờ ngăn protein tổng hợp tạo thành phức hợp hay bị phân hủy - Chaperonin không xác định cấu trúc cuối chuỗi polipeptit thay vào chúng giữ cho chuỗi polipeptit giữ cấu trúc xoắn tự nhiên b Sau bị biến tính, protein thường thu tính chất sau: - Độ hịa tan giảm làm lộ nhóm kỵ nước vốn chui vào bến phân tử protein - Khả giữ nước giảm - Mất hoạt tính sinh học ban đầu - Tăng độ nhạy công enzim proteaza làm xuất liên kết peptit ứng với trung tâm hoạt động proteaza - Tăng độ nhớt nội - Mất khả kết tinh Câu 6: a Tại protein có tính lưỡng cực? Tính chất của protein có ý nghĩa gì? b Tại protein biến tính khơng hoạt động chức bình thường nữa? Hướng dẫn trả lời a Axit amin có tính chất lưỡng tính axit amin có chứa gốc axit (COO-) gc bazơ (NH2) đó, protein cng cú tớnh cht lưỡng tính Trong mơi trường axit, phân ly nhóm axit bị kìm hãm, protein có tác dụng bazơ , tích điện + (cation) , chuyển cực âm điện trường -Trong môi trường bazơ , phân ly nhóm bazơ bị kìm hãm , protein có tác dụng acid , tích điện – (anion) , chuyển cực + điện trường Ở pH mà tổng số điện tích dương điện tích âm phân tử protein khơng , phân tử protein không di chuyển điện trường gọi pHi protein -Ở môi trường co pH < pHi , protein đa cation , số điện tích dương số điện tích âm Ở pH> pHi, phân tử protein thể tính axit cho ion H+ số điện tích âm lớn số điện tích dương , protein đa anion tích điện âm - Ở mơi trường có pH = pHi , protein dễ dàng kết tụ lại với nhau, sử dụng tính chất để xác định pHi protein để kết tủa protein Mặt khác sai khác pHi protein khác điều chỉnh pH môi trường để tách protein khỏi hỗn hợp chúng b Khi bị biến tính, protein khơng cịn cuộn chặt trước mà duỗi ra, kết phá vỡ cấu hình khơng gian cần thiết để thực hoạt tính sinh học Câu 7: a Những phần của chuỗi polipeptit tham gia vào liên kết tạo trì cấu trúc bậc ba? b Tại nói hầu hết hoạt động chức của thể sống phụ thuộc vào protein? Hướng dẫn trả lời a Cấu trúc bậc ba protein hình dạng chuỗi polipeptit hình thành tương tác chuỗi bên R axit amin - Cấu trúc bậc III giữ vững nhờ cầu disulfua, tương tác VanderWaals, liên kết hidro, lực ion b - Prôtêin thành phần thiếu thể sống Cấu trúc prôtêin quy định chức sinh học Prơtêin có cấu trúc chức sinh học đa dạng số hợp chất hữu có tế bào - Sự đa dạng thể sống tính đặc thù tính đa dạng prơtêin định - Prơtêin có số chức sau: + Cấu tạo nên tế bào thể Chúng đóng vai trò cốt lõi cấu trúc nhân, bào quan, đặc biệt hệ màng sinh học có tính chọn lọc cao Ví dụ: cơlagen tham gia cấu tạo nên mô liên kết, histon tham gia cấu trúc nhiễm sắc thể + Vận chuyển chất Một số prơtêin có vai trị “xe tải” vận chuyển chất thể Ví dụ: hêmơglơbin + Bảo vệ thể Ví dụ: kháng thể (có chất prơtêin) có chức bảo vệ thể chống lại tác nhân gây bệnh + Thu nhận thơng tin Ví dụ: thụ thể tế bào + Xúc tác cho phản ứng sinh hóa Ví dụ: enzim (có chất prơtêin) đóng vai trị xúc tác cho phản ứng sinh học + Điều hồ q trình trao đổi chất Các hoocmôn - phần lớn prôtêin – có chức điều hồ q trình trao đổi chất tế bào thể Ví dụ: insulin điều hoà lượng đường máu + Vận động Nhiều loại prôtêin tham gia vào chức vận động tế bào thể Ví dụ: miozin cơ, prôtêin cấu tạo nên đuôi tinh trùng + Dự trữ Lúc thiếu hụt cacbohiđrat lipit, tế bào phân giải prơtêin dự trữ cung cấp lượng cho tế bào thể hoạt động Ví dụ: albumin, cazêin, prơtêin dự trữ hạt Câu 8: a Những yếu tố xác định cấu trúc của protein? b Bậc cấu trúc của protein chịu ảnh hưởng phá hủy liên kết hidro? Tại sao? c Kể tên loại liên kết hóa học tham gia trì cấu trúc prơtêin? Hướng dẫn trả lời a - Trình tự axit amin xác định cấu trúc không gian protein - Sự cuộn xoắn tạo cấu trúc không gian xác định cịn nhờ protein chapperon - Cấu trúc khơng gian protein phụ thuộc vào điều kiện môi trường tính chất vật lý, hóa học b Cấu trúc bậc I Cấu trúc tạo thành nhờ liên kết peptit axit amin c Các loại liên kết hóa học tham gia trì cấu trúc prơtêin: - Liên kết peptit hình thành axit amin Các axit amin nối với liên kết peptit hình thành nên chuỗi pơlipeptit tạo nên cấu trúc bậc prôtêin - Liên kết hiđrô Cấu trúc bậc prôtêin giữ vững nhờ liên kết hiđrô axit amin gần - Liên kết kỵ nước Khi gốc kỵ nước (ví dụ gốc -CH3 axit amin) gần nhau, chúng hình thành lực hút, lực hút kỵ nước tạo nên liên kết kỵ nước – Liên kết đisunphua (-S-S-), góp phần hình thành cấu trúc bậc bậc prôtêin Câu 9: a Tơ nhện, sừng trâu, tóc, thịt gà thịt bị được cấu tạo từ prôtêin chúng khác nhiều đặc tính, em cho biết khác đâu? b Tại nuclesôm được cấu tạo từ prôtêin histôn chủ yếu prôtêin loại khác? Hướng dẫn trả lời a - Trình tự axit amin chuỗi pôlipeptit thể tương tác phần chuỗi pơlipeptit, từ tạo nên hình dạng khơng gian chiều prơtêin định tính chất vai trị prơtêin Sự sai lệch trình tự xếp axit amin dẫn đến biến đổi cấu trúc tính chất prơtêin Số lượng, thành phần trình tự xếp axit amin chuỗi pơlipeptit định tính đa dạng đặc thù prơtêin - Tơ nhện, sừng trâu, tóc, thịt gà thịt bò cấu tạo từ prơtêin chúng khác nhiều đặc tính chúng khác số lượng, thành phần trình tự xếp axit amin b - Protein histon protein có tính kiềm, chúng có tác dụng trung hịa tính axit điện tích ADN, từ giúp ADN cuộn lại NST - Nếu protein khác đảm bảo điều kiện thực chức (NST vi khuẩn, cổ khuẩn) - Theo q trình tiến hóa, cấu trúc protein histon phù hợp cho việc đóng xoắn nên ko bị đào thải Câu 10 a Hãy cho biết vai trị gớc R của axit amin ? Căn vào gớc R axit amin được phân thành nhóm ? b Thế axit amin thay thế, axit amin không thay thế? Hướng dẫn trả lời a - Vai trị gốc R: Xác định tính chất hóa lí chức sinh học cho loại axit amin Tạo nên đa dạng 20 loại axit amin khác - Căn vào gốc R axit amin phân thành nhóm : + Axit amin với nhóm R khơng phân cực : alanin, valin + Axit amin với nhóm R phân cực : serin, glyxin + Axit amin với nhóm R axit : axit aspartic, axit glutamic + Axit amin với nhóm R bazơ : lyzin, arginin b - Axit amin thay axit amin mà thể tự tổng hợp - Axit amin không thay axit amin thể không tự tổng hợp được, phải lấy từ nguồn thức ăn bên Câu 11 Khi bị nhiễm khuẩn thể thường phản ứng lại, làm cho ta bị sốt a Phản ứng có tác dụng gì? b.Từ thực tế suy tính chất protein của người của vi khuẩn có khác nhau? Hướng dẫn trả lời a Phản ứng có tác dụng làm biến tính protein vi khuẩn hạn chế sinh sản phát tán vi khuẩn thể b Thực tế cho thấy protein vi khuẩn biến tính nhiệt độ thấp protein thể người Câu 11: Biến tính, hồi tính gì? Ý nghĩa của tượng hoạt động sớng của tế bào? Vì ta nấu canh cua có tượng đóng lại mảng lên mặt nước nồi canh? Hướng dẫn trả lời - Biến tính: Là tượng phá bỏ cấu trúc bậc 2, 3, 4… trì cấu trúc bậc đại phân tử hữu cơ, xảy thay đổi nhiệt độ, pH, tác động enzim mơi trường - Hồi tính: Là tượng ngược lại, khôi phục bậc cấu trúc không gian đưa đại phân tử trở lại điều kiện bình thường - Ý nghĩa: + Biến tính gây hoạt tính sinh học (biến tính protein enzim) số trường hợp lại giúp phân tử hữu thực chức sinh học (biến tính ADN gen tiền đề diễn trình tự mã) + Biến tính hồi tính diễn theo hai chiều thuận nghịch nhiều trường hợp chế điều hoà hoạt động enzim, protein, axit nuclêic… tế bào - Hiện tượng đóng thành mảng protein cua bị vón cục lại: + Trong mơi trường nước tế bào, protein thường giấu kín phần kỵ nước bên lộ phần ưu nước bên ngồi + Khi có nhiệt độ cao, phân tử chuyển động hỗn loạn làm cho phần kỵ nước bên bộc lộ chất kỵ nước nên phần kỵ nước phân tử lại liên kết với phần kỵ nước phân tử khác làm cho phân tử kết dính với phân tử có tượng protein đóng lại mảng lên mặt nước nồi canh C CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TỰ TRẢ LỜI Câu Cấu trúc bậc bậc bậc định cấu trúc lập thể protein Định nghĩa cấu trúc bậc bậc bậc 3? Nêu số cấu trúc bậc phổ biến? Những lực cấu trúc bậc bậc với nhau? Câu Sự gấp nếp xác protein cần thiết cho hoạt tính sinh học Mơ tả vai trị Chaperone phân tử chaperonin trình gấp nếp protein Câu Enzim giúp xúc tác phản ứng hóa học Enzim làm tăng tốc độ phản ứng nào? Những cấu thành trung tâm hoạt động enzyme? Câu Protein vận động chuyển hóa lượng thành lực học Mơ tả tính chất chung đặc trưng protein vận động Câu Protein bị phân hủy tế bào Ubiquitin chúng đóng vai trị đánh dấu protein cho trình phân hủy? Chất kìm hãm proteasome đóng vai trị chất hóa trị liệu điều trị ung thư gây đa tủy nào? Câu Có thể điều hịa chức protein theo nhiều cách Tính cộng hợp ảnh hưởng đến chức protein nào? Sự phosphoryl hóa phân tách ly giải protein điều hòa chức protein nào? Câu Giải thích phân tử hemoglobin ví dụ kinh điển cho tính cộng hợp protein PHẦN BA KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA CHUYÊN ĐỀ Qua thực tế giảng dạy lớp chuyên không chuyên môn Sinh học, nhận thấy đa số học sinh cảm thấy kiến thức thành phần hóa học tế bào đặc biệt kiến thức sâu protein khó hiểu, khó nhớ gây khó khăn cho việc tiếp thu kiến thức chuyên đề: Tế bào học, Sinh lí học thực vật, Sinh lí học động vật, Di truyền học, Tiến hóa… Trong thực tế, tài liệu chuyên sâu chuyên đề có nhiều, nhiên tài liệu sâu điều hịa hoạt tính protein Vì đề tài góp phần cung cấp cho giáo viên học sinh kiến thức chuyên sâu làm sở cho việc tự bồi dưỡng, bổ sung kiến thức nhằm nâng cao chất lượng số lượng học sinh thi học sinh giỏi Tuy nhiên, nay, với phát triển khơng ngừng khoa học, vậy, nội dung xác liên tục phát bổ sung Hơn nữa, thời gian hoàn thiện chun đề khơng nhiều, thân chưa có nhiều kinh nghiệm việc dạy đội tuyển HSG muốn tiếp tục tìm hiểu sâu để hồn thiện chuyên đề, đồng thời tiếp tục tự bồi dưỡng để phát triển chuyên đề theo mạch kiến thức, bổ sung vào chuyên đề tập protein phân mơn tích hợp Trong q trình xây dựng nên chuyên đề khó tránh khỏi thiếu sót, tơi mong nhận góp ý q báu quý đồng nghiệp Tôi xin chân thành cám ơn! ... Các protein điều hồ Trong số protein có vai trị điều hồ kể đến protein điều hồ hoạt động gen, protein điều khiển trình phân bào, nhiều protein điều hoà hoạt động khác tế bào Một ví dụ protein điều. .. nghịch số protein Sự điều hòa bậc cao bao gồm kiểm sốt vị trí nồng độ protein Mọi chế điều hòa đề cập tác động đến vị trí hoạt động protein, bật tắt hoạt tính protein Tuy nhiên, hoạt động bình thường... hóa Hoạt tính trái ngược giúp điều hịa cơng tắc bật/tắt nhiều protein Điều cung cấp phương thức điều hòa bật tắt phần lịch nhiều protein Phân cắt protein gây hoạt hóa bất hoạt thuận nghịch số protein