2.1. Câc liín kết cộng hoâ trị
Trong phđn tử protein ngoăi câc liín kết cộng hoâ trị bình thường, người ta thường nhắc đến hai kiểu liín kết cộng hoâ trị đặc biệt có ý nghĩa quan trọng đối với cấu trúc vă chức năng của chúng đó lă:
- Liín kết peptide (xem chương 3). - Liín kết disunfua (-S-S-).
Liín kết disunfua lă liín kết đồng hoâ trị tạo thănh do sự kết hợp giữa hai phđn tử cysteine với nhau loại đi 2H (hình 4.1). Liín kết disunfua (còn gọi lă cầu disunfua) có thể hình thănh giữa hai phđn tử cysteine trong cùng một chuỗi polypeptide hoặc giữa hai cysteine thuộc hai chuỗi polypeptide khâc nhau. Cầu disunfua có vai trò quan trọng trong việc duy trì cấu trúc bậc III của phđn tử protein. Những phđn tử protein căng chứa nhiều cầu disunfua thì căng chặt chẽ, vững bền. những protein không tan như protein của lông, móng, tóc, sừng rất vững bền với câc tâc nhđn hoâ học, chứa tới 12% lă cysteine
Hình 4.1 Sự hình thănh cầu disulfua giữa hai phđn tử cysteine
2.2. Câc liín kết yếu lăm ổn định cấu trúc protein
2.2.1. Liín kết hydro
Lă tương tâc yếu hình thănh giữa một nguyín tử mang điện tích đm (gọi lă nguyín tử nhận A-acceptor) vă một nguyín tử hydro (H) đang nằm
D H + A ⇔ D H ••• A Liín kết hydro Liín kết hydro
a b c
Hình 4.2 Một số liín kết hydro quan trọng trong hệ thống sống
Ghi chú: a) giữa hydro của một ancohol vă oxy của nước; b) giữa nhóm carbonyl keto vă nước; c) giữa nhóm peptide trong polypeptide;
trong một nối cộng hoâ trị với một nguyín tử khâc (gọi lă nguyín tử cho D- donnor). Nối cộng hoâ trị giữa D vă H phải lă nối phđn cực vă đâm mđy điện tử của A phải mang những điện tử không liín kết có khả năng thu hút điện tích δ+ của H.
Năng lượng cần để phâ vở một liín kết hydro lă khoảng 5 kcal mol-1. Một đặc điểm quan trọng của câc liín kết hydrogengen lă H, nguyín tử nhận A, nguyín tử cho D đều xếp trín một đường thẳng. Nguyín tử N trong liín kết N-H cũng như O trong liín kết O-H đều lă những nguyín tử cho chính. Trong hệ thống sống đó lă câc nhóm amine (-NH2) vă hydroxyl (-OH), sự hiện diện của câc nhóm năy khiến cho câc phđn tử có mang chúng dể hoă tan trong nước do có sự hình thănh câc liín kết hydrogengen giữa chúng. Đặc biệt, câc phđn tử nước H2O - nhđn tố chủ yếu của vật chất sống luôn luôn hình thănh một mạng lưới đều đặn những hình tứ diện dù ở thể lỏng hay thể rắn.
Hình 4.3 Sơ đồ cấu trúc mạng lưới hình thănh bởi câc phđn tử H2O