- Cấu trúc bậc 1 của protein: là trình tự sắp xếp của acid amin trong chuỗi polypeptid.
2. CHUYỂN HÓA PROTEIN 1 Phân giải acid amin
2.1. Phân giải acid amin
Phân giải acid amin gồm 3 giai đoạn - Loại nhóm amin
- Khử nhóm carboxyl - Chuyển gốc R
2.1.1. Phản ứng loại nhóm amin
Phản ứng chuyển amin
- Phần lớn các acid amin có thể tham gia vào phản ứng chuyển amin trừ threonin và lysin
- PTTQ
- Ở đa số cơ thể sống, -NH2 của acid amin được chuyển chủ yếu tạo thành acid glutamic - Ý nghĩa: cung cấp nguyên liệu cho -NH2 cho các ceto acid trong chu trình krebs để tổng hợp acid amin như glutamic, aspartic, alanin.
Phản ứng loại amin oxy hóa
- Là quá trình tách nhóm -NH2 thành dạng NH3
oxy hóa H2O
Acid amin Acid imin -Cetonic
- Ví dụ
Glutamat + NAD+ (NADP+) + H2O -cetoglutarat + NADH (NADPH) + NH3
2.1.2. Phản ứng khử carboxyl
- Phản ứng này diễn ra tương đối dễ dàng ở mô ĐTV và VSV - PTTQ
decarboxylase
R1-CH2-(CH)- NH2- COOH R-CH2-CH2-NH2 + CO2
- Sản phẩm khử carboxyl của acid amin là amin có vai trò quan trọng như Histamin, triptamin, cerotonin
- Ví dụ
decarboxylase
Histidin Histamin + CO2
- Histamin gây giãn mạch, co cơ trơn, tăng tính thẩm thấu của thành mạch, kích thích hoạt động của tuyến dạ dày. Histamin được tạo thành khi cơ thể bị chấn thương hay viêm nhiễm
2.1.3. Phản ứng chuyển gốc R
- Quá trình chuyển hóa nhờ các gốc rất cần thiết cho quá trình tổng hợp acid amin thay thế.
- Amino acid là tiền thân của các hợp chất sinh học quan trọng như HEM, pirimidin, creatin, CP, CoEnzym, nucleotid purin
2.1.4. Sự đào thải NH3 ra khởi cơ thể
- NH3 (NH4+) hoàn toàn độc với các tổ chức nên nó phải biến đổi thành chất không độc trước khi theo máu đến gan và thận
Sự tạo thành glutamin và sự vận chuyển nhóm -NH3
- Glutamin là dạng vận chuyển NH3 quan trọng của máu. Sự tạo thành glutamin làm hàm lượng NH3 trong máu thấp (0,1-0,2 mg/l) giúp giải độc cơ thể
- Ở các tổ chức tế bào: glutamin synthetase Glutamat + NH3 Glutamin ATP ADP + - Ở gan và thận glutamin synthetase
Glutamat + NH3 Glutamin + H2O
glutaminase
- Ở gan người và ĐVCXS trên cạn, NH3 được tổng hợp thành ure để đào thải ra ngoài. Còn ở chim và bò sát, NH3 được tổng hợp thành acid uric. ĐV sống dưới nước NH3 được đào thải trực tiếp vào môi trường.
- Ở thận, NH3 kết hợp với H+ tạo thành muối amoni (NH4+) đào thải ra ngoài qua nước tiểu. Sự tạo thành NH4+ trong nước tiểu góp phần cân bằng acid, base trong cơ thể - Ở não, sự tạo thành glutamin là con đường chủ yếu loại NH3 tránh nhiễm độc cho não
Sự tổng hợp ure
- Tổng hợp ure chủ yếu xảy ra ở gan. Ở các cơ quan khác (thận, não) ure tổng hợp không đáng kể. Sự tổng hợp ure diễn ra qua hai bước
B1. Tổng hợp carbamin-phosphat (NH2-CO-O-PO3H2) carbaminphosphat synthetase
CO2 + NH3 Carbamin phosphat
ATP ADP B2. Gồm 4 phản ứng của chu trình ure
PU1. Tạo citrulin
Ornithin carbamin synthetase
Carbaminphosphat + ornithin Citrulin PU2. Tạo arginosuccinin
arginosuccinat synthetase
Citrulin + ATP Arginosuccinat + AMP + 2Pi Acid aspartic H2O
PU3. Tạo arginin và acid fumaric arginosuccinat ligase
Arginosuccinat Arginin + acid fumaric (đi vào chu trình citric) PU4. Tạo thành ure
arginase , H2O
Arginin ure + ornithin
PTTQ của chu trình ure
CO2 + 2NH3 + 3ATP + 2H2O ure + 2ADP + 2AMP + Pi + 2Pi Nồng độ ure trong máu là 0,2-0,4 g/l. Nồng độ ure trong máu có ý nghĩa trong
việc chẩn đoán các bệnh nhiễm trùng, nhiễm độc, gan, thận...Bình thường ure được đào thải khoảng 15-20g/24h. Lượng ure bài xuất vào nước tiểu hàng ngày phụ thược vào chế độ ăn có ít hay nhiều protein
2.2. Tổng hợp acid amin
- Sinh vật có khả năng khác nhau trong việc sử dụng các dạng N để tổng hợp acid amin.
- Thực vật bậc cao có khả năng tổng hợp tất cả các acid amin cần cho sự tổng hợp protein từ N2, NH4+, NO3-, NO2-