Chuyen De Protein

Cấu trúc bậc một của protein có vai trò tối quan trọng vì trình tự các axit amin trên chuỗi polypeptide sẽ thể hiện tương tác giữa các phần trong chuỗi polypeptide, từ đó tạo nên hình [r]

1. Đặc tính chung & vai trò sinh học của protein,nguồn protein

Protein thành phần thiếu tất thể sinh vật lại có tính đặc thù cao cho lồi,từng cá thể,từng quan,mô cá

1.1 Xúc tác

Các protein có chức xúc tác cho phản ứng gọi enzym Hầu hết phản ứng

phản ứng sinh học từ phản ứng đơn giản đến pơhản ứng phức tạp enzym xúc tác Enzym đóng vai trị quan trọng xác định kiểu biến đổi hoá học hệ thống sống

1.2 Vận tải

Một số protein có vai trị “xe

tải” vận chuyển chất thể ví dụ : hêmoglobin kết hợp với oxi vận chuyển chúng đến khắp mô quan thể.Hêmoglobin cịn

có vai trị quan trọng vận tải CO2,

1.3 Chuyển động

Nhiều protein trực tiếp tham gia trình chuyển động như: co phải chuyển vị trí nhiễm sắc thể trình phân bào, di động tinh trùng,…

1.4 Bảo vệ

Các kháng thể máu động vật có

xương sống protein đặc biệt có khả nhận biết bắt chất lạ xâm nhập vào thể protein lạ, virut, vi khuẩn, tế bào lạ Như protein lính

gác nhận biết vật thể lạ loại trừ khỏi thể

-Các protein tham gia q trình đơng máu có vai trò bảo vệ cho thể sống khỏi bị máu

1.5 Truyền xung thần kinh

Một số protein có vai trị trung gian cho phản ứng trả lời tế bào thần kinh kích thích đặc hiệu

1.6 Điều hồ

Một số protein có chức điều hồ q trình truyền thơng tin di truyền, điều hồ q trình trao đổi chất

Ở thể bậc cao điều hoà hoạt động biểu gen theo chế phức tạp protein đóng vai trị

quan trọng

1.7 Kiến tạo chống đỡ học

Các protein thường có dạng sợi : sclerotin có lớp vỏ sâu bọ; fibroin tơ tằm, tơ nhện; colagen, elatin

1.8 Dự trữ dinh dưỡng

Protein chất dinh dưỡng quan trọng cung cấp axit amin cho phôi phát triển

Ví dụ : ovabumin lịng trắng trứng, gliazin hạt lúa mì Các protein

Nguồn protein. Hàm lượng protein thể sống thay đổi nhiều

Nguồn protein động vật phổ biến loại thịt gia súc gia cầm, cá tôm trứng sữa Các loại động vật khác cua cáy tép, động vật thân mềm nguồn

protein đáng lưu ý khai thác

Nguồn protein thực vật quan trọng hạt loại đậu, đặc biệt đậu tương Các loại bèo dâu, tảo, nấm nguồn

Hàm lượng protein số nguyên liệu động vật thực vật

Nguyên liệu Protein (%) gan 18-19

tim 16-18 mô thịt

gia súc 16-22 trứng 13-15 sữa bò 3-5

thịt cá 17-21 tôm 19-23

Nguyên liệu Protein (%) mực 17-20

moi 13-16 ốc 11-12 sò 8-9 hến 4-5 đậu tương 34-40

lạc

loại đậu 23-27 ngô 8-10

2 – CẤU TẠO PHÂN TỬ PROTEIN

2.A – Thành phần nguyên tố protein

-Tất protein chứa nguyên tố C,O,N,H, số cịn có lượng nhỏ S tỷ lệ phần trăm khối lượng nguyên tố

trong phân tử protein sau : C từ 50% -55%; O từ 21% - 24%; H từ 6,5% - 7,3%; S từ o% - 0,24%

Khối l ợng phân tử :

Khối l ợng phân tử :

Hêmôglôbin Hêmôglôbin

(Có chất prôtêin)(Có chất prôtêin)

68000 đvc

68000 đvc Chiều dµi

ChiỊu dµi : :

0,1 micromet

0,1 micromet

3032

Thành phần cấu tạo của Protein

C: C¸c bon

H: Hi đrô

O: Ô xi

N: Ni tơ

S: L u huỳnh

Prôtêin hợp chất

Prôtêin hợp chất

đại phân tử

Ví dụ:

NH2

CH2 — COOH

Glixin

CH3 – CH COOH

NH2 Alanin

Đơn phân prôtêin axit amin

Xistêin

NH2

2.B.1-Các axit amin trung tinh mạch khơng vịng.

- Nhóm gồm axit amin :glixin, alanin, valin, izonoxin Các axit amin có nhóm amin nhóm cacboxi    C

2.b.2 Các hidroxil axit amin mạch khơng vịng

- Thuộc nhóm có axit amin là: xerin treonin Chúng giống nhóm chỗ có nhóm amin, nhóm cacboxil mạch thẳng có

2.b.3 Các axit amin chứa lưu huỳnh mạch khơng vịng

- Nhóm gồm axit amin xistein metionin Khi oxi hóa nhóm SH phân tử xítein tạo

thành xistin có chứa cầu ( S S)

- Sự tạo thành disunfua phân tử protein ó vai trò quan trọng cấu trúc chức

protein Khi khử cầu disunfua phân tử

protein, thường làm thay đỏi đáng kể cấu trúc hoạt tính sinh học chúng

2.b.4 Các axit amin amit chúng

-Hai axit amin thuộc nhóm aspraginic axit glutamic Trong phân tử chúng có nhóm

amin hai nhóm cacboxil Ph (6-7) axit amin tích điện âm, chúng gọi

aspactat glutamat để nhấn mạnh tinh axit

chúng Muối natri axit glutamic loai gia vị phổ biến có ten thường dùng mì

- amit hóa nhóm cacboxil mạch bên

2.b.5 Các axit amin kiềm

Trong axit amin thuộc nhóm này, acginin lyzin tích điện dương cịn histidin chứa nhóm

2.B.6 Iminoaxit ( prolin)

- prolin có mạch bên hydrocacbua khác với tất axit amin khác chỗ nhóm amin bậc cacbon anpha kết hợp với mạch bên tạo thành vịng pỉolidin Do prolin iminoaxit chứa

2.B.7 Các axit amin thơm dị vòng thơm

2.b.8 Các axit amin gặp protein

Ngoài axit amin nêu tên phân tử số protein có chứa số axit amin khác Các

axit amin thường dạng hiệu chỉnh axit amin thường gặp nêu Qúa trình hiệu chỉnh

thường xảy sau tổng hợp chuỗi polipeptit

được tổng hợp Ví dụ colagen có chứa hidroxiprolin, hidroxilizin, protrombin có chứa cacboxi- glutamat; nhiều protein khác có chứa photphoxerin

Các axit amin có vai trò quan trọng cấu trúc chức protein tương ứng

Hidroxiprolin làm tăng độ bền sợi colagen;

amino acid (or residue in

protein)

3-letter

abbreviation abbreviation1-letter

Mnemonic for 1-letter

abbreviation

Glycine Gly G Glycine

Alanine Ala A Alanine

Valine Val V Valine

Leucine Leu L Leucine

Isoleucine Ile I Isoleucine

Proline Pro P Proline

Methionine Met M Methionine

Phenylalanine Phe F Fenylalanine

Tyrosine Tyr Y tYrosine

Serine Ser S Serine

Threonine Thr T Threonine

Cysteine Cys C Cysteine

Aspartic Acid Asp** D asparDic acid

Glutamic Acid Glu* E gluEtamic acid

Asparagine Asn** N asparagiNe

Glutamine Gln* Q Q-tamine

Histidine His H Histidine

Lysine Lys K (before L)

2.C- Các bậc cấu trúc phân tử protein

2.C,1 bậc cấu trúc

Cấu trúc bậc một: Các axit amin nối với liên kết peptit hình thành nên chuỗi polypepetide Cấu trúc bậc protein thực chất trình tự xếp axit amin chuỗi polypeptide

Cấu trúc bậc protein có vai trị tối quan trọng trình tự axit amin chuỗi polypeptide thể tương tác phần chuỗi polypeptide, từ tạo nên hình dạng lập thể protein

và định tính chất vai trị protein Sự sai lệch trình tự xếp axit amin dẫn đến biến

Cấu trúc bậc hai: xếp đặn chuỗi

polypeptide không gian Chuỗi polypeptide thường không dạng thẳng mà xoắn lại tạo nên cấu trúc xoắn α cấu trúc nếp gấp β, cố định liên kết hyđro

giữa axit amin gần Các protein sợi keratin, Collagen (có lơng, tóc, móng, sừng)gồm nhiều xoắn α, protein cầu có nhiều nếp gấp β

hơn

Cấu trúc bậc ba: Các xoắn α phiến gấp nếp β cuộn lại với thành búi có hình dạng lập thể đặc trưng cho loại protein Cấu trúc khơng gian có vai

trị định hoạt tính chức protein Cấu trúc lại đặc biệt phụ thuộc vào tính chất nhóm

Chẳng hạn nhóm -R cystein có khả tạo cầu đisulfur (-S-S-), nhóm -R prolin cản trở việc hình thành xoắn, từ vị trí chúng xác định điểm gấp, hay nhóm -R ưa nước nằm phía ngồi phân tử,

cịn nhóm kị nước chui vào bên phân tử Các liên kết yếu liên kết hyđro hay điện hóa trị

có nhóm -R có điện tích trái dấu

Cấu trúc bậc bốn: Khi protein có nhiều chuỗi

polypeptide phối hợp với tạo nên cấu trúc bậc bốn protein Các chuỗi polypeptide liên kết với

2.C.2 Liên kết peptit axit amin tạo thành cấu trúc bậc chuỗi

polipeptit

Liên kết peptit (-CO-NH-) tạo thành phản ứng kết hợp nhóm   cacboxyl

1 axit amin với nhóm   amin axit

Tên peptit quy định sau: ghep tất tên axit amin cấu tạo nên theo thứ tự xếp

chúng theo chuỗi polipeptit axit amin thứ nhất, axit amin có nhóm cacboxyl tham gia liên kết peptit đổi thành “il”

Theo cách kết hợp liên kết pêtit nằm mạch thẳng ko phân nhánh, có đầu khác gọi “đầu N” (có nhóm   amin tự do) “đầu C” (có

nhóm   cacboxin tự do) Đánh số thứ tự gốc axit

a Một số peptit tự nhiên quan trọng

- Glutation ( tripeptit): –

glutamilxisteilglyxin

- Cacnozil (dipeptit) : alanilhistidin Cacnozil

có nhiều động vật có xương sống, vai trò sinh học chưa xác định rõ tham gia q trình sinh hoá hoạt động

b Tầm quan trọng việc xác định cấu trúc bậc phân tử protein

- Là bước quan trọng để xác định sở phân tử,

hoạt tính sinh học, tính chất hố lý protein Là dấu hiệu rõ sai khác protein protein khác

-Cấc trúc bậc phiên dịch mã di truyền Vì cấu trúc nói lên quan hệ họ hàng lịch sử tiến hoá giới sống

2.C.3 Cấu trúc không gian phân tử protein

Do cách liên kết axit amin để tạo thành chuỗi

polipeptit nêu trên, mạch dài polipeptit lặp lại

Mạch bên axit amin ko tham gia tạo thành khung mạch, mà bên mạch peptit

Vì trước xét đến cấu trúc ko gian toàn phân tử protein, ta xét đến xếp ko gian nguyên tử liên kết peptit

H nhóm- NH- ln vị trí tran so với O nhóm cacboxyl, nhóm peptit có cấu hình phẳng, nghĩa tất nguyên tử tham gia liên kết peptit nằm mặt phẳng

Do đặc tính liên kết C N nhóm peptit nêu nên liên kết peptit “ cứng”, ko có tự quay xung quanh liên kết Ngược lại khả quay tự xung quanh liên kết nối nhóm cacbon anpha ( giưa C

và C N C ) lớn, mạch peptit có khuynh

a Cấu trúc bậc phân tử protein: xoắn , phiến gấp nếp  xoắn colagen.

- Cấu trúc xoắn : đoạn mạch polipeptit xoắn chặt lại,

những nhóm peptit, C tạo thành phần lõi xoắn,các

mặt bên(nhóm R)của gốc acid amine quay phia

Cấu trúc anpha giữ vững chủ yếu nhờ liên kết Hidro tạo thành nhóm cacboxyl liên kết peptit với nhóm -NHcủa liên kết thứ tư sau no mach

polipeptit

-Cấu trúc phiến nếp gấp beta tìm thầy fibroin tơ Cấu trúc phiến beta thường kéo dài ko cuộn xoắn alpha;liên kết hidro tạo thành nhóm-NH- va –CO-trên mạchpolipeptit khac nhau,các mạch co thể chạy hướng ngược hướng

-Cấu trúc kiểu xoắn collagen:kiểu cấu trúc tìm thấy phân tử collagen.thành phần acid amin đặc biệt so với protein khác

b.Cấu trúc bậc phân tử protein

Kết nghiên cứu nhiều protein tan nước protein co hoạt tinh xúc tác cho thấy chúng thường có dạng hinh cầu.Chuỗi polipeptit voi phần có cấu trúc bậc cuộn chặt lại,các gốc kị nước thương cuộn chặt lại phía trong,các gốc ưa nước o bề mặ phân tử Cấu trúc bậc giữ vững nhờ cầu

c.Cấu trúc bậc phân tử protein

Phân tử protein co cấu trúc bậc4 phân li thuận nghịch thành phần đơn vị.Khi phân li,hoạt tính sinh học no bi thay đổi mát hoàn toàn.Do tồn tương tác phần đơn vị

2.c.4.Phương pháp nghiên cứu cấu trúc phân tử protein

• Thu nhận protein dạng tinh • Xác định thành phần acid amin

protein

3.Một số tính chất quan trọng protein

Tính chất protein phụ thuộc vào thành phần,cấu trúc xếp đơn phân Tuy nhiên protein có tính chất khác hồn tịan với acid amin, tính chất phụ thuộc vào liên két peptit,cấu trúc ko gian phân tử lớn phân tử protein

3.1 Khối lượng hình dạng ngồi protein

Protein có khối lượng phân tử tương đối lớn,hình dạng ngoai đa dang

Các protein hình cầu tan nước hợăc dung dich muối lỗng,rất hoạt động mặt hố học.Thuộc

3.2.tính chất lưỡng tính acid amin protein

Acid amin va protein có tính chất lưỡng tính.phân tử amin đồng thời có nhóm amin cacboxyl.trong dung dịch trung tính,acid amin tồn chủ yếu dạng ion lưỡng cực.Khi nhóm

cacboxyl bị phân li,nhóm amin bị proton hoá

Thực hiện