II. Liên kết peptide giữa các đơn phân acid amin
3. Tính chất của protein
a. Tính chất lưỡng tính của protein
− Phân tử protein có nhiều nhóm mạch bên (gốc R) của các amino acid, một số gốc này có tính phân cực hoặc tích điện.
− Trạng thái tích điện của các nhóm này tùy thuộc vào pH mơi trường.
− Ở pH nào đó, tổng số điện tích âm và điện tích dương bằng 0 → phân tử protein không di chuyển trong điện trường gọi là pI của protein.
− Protein có chứa nhiều amino acid kiềm → pI ở vùng kiềm
− pH<pI protein là 1 đa cation → số điện tích (+)>(-)
− pH>pI phân tử protein thể hiện tính acid → điện tích (-)>(+)
− pH=pI protein dễ dàng kết tụ lại với nhau → điều chỉnh pH môi trường để tách riêng các protein
b) Tính chất dung dịch keo protein
− Protein có tính chất dung dịch keo → phần tử keo có kích thước lớn, khơng đi qua màng bán thấm → tinh sạch phân tử thấp bằng phương pháp thẩm tích
− Hai yếu tố đảm bảo độ bền của dung dịch keo protein
− Sự tích điện cùng dấu của phân tử protein
− Lớp vỏ hydrate bao quanh phân tử protein Loại bỏ hai yếu tố này protein sẽ bị kết tủa
Sau khi protein bị kết tủa, nếu loại bỏ các yếu tố gây kết tủa, protein lại có thể tạo thành dung dịch keo bền (kết tủa thuận nghịch), hoặc mất khả năng này (kết tủa không thuận nghịch)
Lo ạ i n ư ớ c Anion protein Anion protein Protein ở pI Lo ạ i n ư ớ c Protein kết tủa Thêm kiềm Tăng pH Thêm acid Giảm pH Cation protein Lo ạ i n ư ớ c Cation protein
c) Tính tan
−Độ hịa tan của protein trong dung dịch phụ thuộc vào nồng độ muối hịa tan, tính phân cực của dung môi, pH và nhiệt độ
−Các protein khác nhau có thể có tính tan rất khác nhau → tách riêng protein khỏi hỗn hợp của chúng
c) Sự biến tính protein
Khi bị kết tủa khơng thuận nghịch, các liên kết, các tương tác làm bền cấu trúc không gian phân tử protein bị phá vỡ → protein bị mất đi những tính chất ban đầu → biến tính protein
Mất tính hịa tan
Mất hoạt tính sinh học
Các yếu tố gây biến tính protein
☺Nhiệt độ cao ☺Các hóa chất
☺Muối của các kim loại nặng ☺Các chất tẩy rửa
☺Các yếu tố tạo thành liên kết hydrogen ☺Các chất khử, chất oxy hóa nhẹ
Ở điều kiện nhất định, sau khi biến tính protein có thể trở về trạng thái ban đầu
☺Ví dụ nghiên cứu trên phân tử ribonuclease (Christian Anfisen)
N', N-terminus C', C-terminus
pH = 7, t = 37ºC Phá vỡ liên kết phi cộng Urea, guanidine chloride hóa trị
β- mercaptoethanol Khử tất cả cầu nối disulfied tạo thành 8 nhóm –SH tự do
Thẩm tích dung dịch enzyme Cầu nối disulfide dần loại bỏ urea, β- mercaptoethanol được tạo thành
Oxy hóa enzyme đã mất cầu Hoạt độ enzyme chỉ –S – S trong mơi trường có urea phục hồi 1%
e. Khả năng hấp thu tia tử ngoại của dung dịch protein
Dung dịch protein có khả năng hấp thụ ánh sáng tử ngoại ở 2 vùng
bước sóng khác nhau 180-220 nm, và 250-300 nm
− Bước sóng từ 180-250 nm: Đây là vùng hấp thụ của liên kết peptide trong phân tử protein, cực đại hấp thụ ở 190 nm
Bước sóng 250 – 300 nm: Đây là vùng hấp thụ của các amino acid
thơm (Phe, Tyr, Trp) có trong phân tử protein, cực đại hấp thụ ở 280 nm.