1.1. Cấu trúc phân tử
Peptit : Phân tử peptit do các đơn vị α- amino axit kết hợp với nhau nhờ liên kết peptit trong nhóm peptit :
Do sự liên hợp giữa cặp electron p của nguyên tử nitơ và cặp electron π
của nhóm C=O, liên kết peptit có độ dài chỉ 1,32 o
A , tức ngắn hơn liên kết C – N trong phân tử amin.
Trong nhóm peptit, cặp electron n của nguyên tử N tham gia liên hợp với electron của C=O làm cho liên kết C – N trong nhóm –CO – NH- có bậc tăng lên và khó quay quanh trục của nó . Trong khi đó, liên kết của cacbon (C=O) và của nitơ (NH) ở nhóm peptit với các nhóm nguyên tử cacbon khác có thể quay tự do, làm cho mạch polime xoắn lại.
Protein : Thành phần của Protein gồm trên 20 loại α-amino axit và trong đó có khoảng 10 loại amino axit rất ít gặp. Phân tử khối của Protein rất lớn từ hàng nghìn đến hàng chục triệu đvC.
Protein có bốn dạng cấu trúc : cấu trúc bậc một, cấu trúc bậc hai, cấu trúc bậc ba và cấu trúc bậc bốn.
- Cấu trúc bậc một : là trật tự sắp xếp của các gốc amino axit trong các chuỗi polipeptit. Cấu trúc này duy trì nhờ các liên kết peptit. Do trật tự sắp xếp khác nhau nên chỉ từ 20 L-α-amino axit trong thiên nhiên đã tạo ra một số lượng vô cùng lớn các phân tử protein có cấu trúc khác nhau, do đó có chức năng khác nhau.
- Cấu trúc bậc hai : là chỉ mối quan hệ không gian của các amino axit đứng cạnh nhau trong từng đoạn của một chuỗi polipeptit trong phân tử protein. Phân tử protein có thể tồn tại ở một trong hai cấu dạng chính là cấu xoắn α và
cấu dạng gấp β. Các cấu dạng này được duy trì nhờ liên kết hiđro giữa các nhóm peptit khác nhau.
- Cấu trúc bậc ba là hình dạng của tồn bộ chuỗi polipeptit, hoặc duỗi ra thành sợi hoặc cuộn lại trong khơng gian ba chiều thành hình cầu. Trong loại thứ hai, các nhóm nguyên tử kị nước hướng vào phía trong, các nhóm ngun tử ưa nước nằm trên bề mặt phân tử. Cấu trúc bậc ba được duy trì nhờ liên kết hiđro giữa các gốc amino axit, lực hút Van de Van, lực tương tác tĩnh điện, liên kết đisunfua -S-S- và nhóm este.
- Cấu trúc bậc bốn là một tổ hợp gồm hai hay nhiều đại phân tử protein kết hợp với nhau nhờ lực hút Van de Van và liên kết hiđro giữa các nhóm nguyên tử phân bố trên bề mặt các đại phân tử.
Hình 16: Cấu trúc các bậc của protein
1.2. Nhiệt độ sơi và nhiệt độ nóng chảy a. Quy luật a. Quy luật a. Quy luật
- Các peptit thường ở thể rắn, có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sơi cao.
b. Giải thích
- Các peptit và protein có cấu trúc mạch rất lớn, phân tử khối lớn...
- Trong phân tử peptit, do sự liên hợp giữa cặp eletron p của nguyên tử N và cặp electron π của nhóm C=O, liên kết peptit có độ dài ngắn hơn liên kết C-N.
1.3 Tính tan a. Quy luật
- Các protein có tính tan khác nhau, protein hình sợi hồn tồn khơng tan trong nước trong khi protein hình cầu tan trong nước hoặc trong dung dịch muối loãng cho dung dịch keo.
b. Giải thích
- Cấu trúc phân tử của protein và peptit lớn
- Tính tan của protein phụ thuộc vào cấu trúc phân tử, bản chất dung môi, pH của dung dịch và nhiệt độ.
- Mặc dù phân tử lớn nhưng một số protein vẫn tan trong nước tạo thành dung dịch keo là do trên bề mặt phân tử có nhiều nhóm nguyên tử phân cực tích điện, các phân tử lưỡng cực của nước bị hấp thụ bởi các nhóm nguyên tử tạo thành màng nước bao quanh phân tử protein gọi là lớp vỏ hiđrat hóa. Các phân tử nước ở xa hơn sắp xếp ít trật tự hơn.
1.4 Áp dụng vào giảng dạy trong chương trình hóa học phổ thơng
Trong quá trình giảng dạy cần chú ý cho học sinh : - Liên hệ thực tế về peptit và protein.
- Cấu trúc phân tử peptit và protein đặc biệt cấu trúc bậc của protein và các liên kết hiđro trong các cấu trúc ảnh hưởng đến tính chất vật lí của phân tử.
- Cho học sinh quan sát tranh ảnh, hình vẽ về cấu trúc của peptit và protein để học sinh tiếp cận nhanh hơn về phân tử.