Tài liệu CHƯƠNG III: PROTEIN VÀ AMINO ACID doc

TS. ĐỖ HIẾU LIÊM
CHƯƠNG III
CHƯƠNG III
PROTEIN VÀ AMINO ACID
PROTEIN VÀ AMINO ACID
1. ĐẠI CƯƠNG
2. AMINO ACID
2.1. Công thức cấu tạo-Danh pháp
2.2. Đồng phân
2.3. Tính lưỡng tính và điểm đẳng điện
2.4. Phân loại amino acid
2.4.1. Phân loại theo giá trị dinh dưỡng
2.4.2. Phân loại theo cấu tạo hoá học
3. PROTEIN
3.1. Cấu trúc
3.2. Các tính chất của protein
3.3. Phân loại protein
4. CHROMOPROTEIN-HEMOGLOBIN
1.ĐẠI CƯƠNG

Protein - “protos” là hợp chất liên quan đến sự sống
của sinh vật, có 2 đặc tính:
-Nitrogen (N) là nguyên tố thường trực, với tỉ lệ 16%
-Trọng lượng phân tử rất lớn (đại phân tử protein)

Vai trò sự sống của protein (Chức năng sinh học)
-
Sự vận động
-
Sự đáp nhận những kích thích bên ngoài
- Bảo vệ cơ thể

- Sự sinh trưởng và phát dục
- Sự di truyền và biến dị
- Sự biến dưỡng nội tại và trao đổi với môi trường
-
Cung cấp 10-15% nhu cầu năng lượng cho cơ thể
2.AMINO ACID
2.1.Công thức cấu tạo - Danh pháp
Amino acid là đơn vị cấu tạo của protein, dẫn xuất
của acid hữu cơ; trong đó, một nguyên tử hydrogen (H) ở vị
trí carbon α được thay thế bằng nhóm amin (NH
2
), gọi là
α-amino acid.
2.2. Đồng phân quang học
NH
2
Acid hữu cơ α Amino acid
H
2
N-
H-

CH
2
OH
H-C-
CHO

CH
2

OH
H-C-
COOH
CH
2
OH
-C-H
COOH
OH NH
2
H
2
N
L.Glyceraldehyde L.α.Serine D.α.Serine
A Ala Alanine M Met Methionine
B Asx Aparagine or Aspartic A N Asn Asparagine
C Cys Cysteine P Pro Proline
D Asp Aspartic acid Q Gln Glutamine
E Glu Glutamic acid R Arg Arginine
F Phe Phenylalanine S Ser Serine
G Gly Glycine T Thr Threonine
H His Histidine V Val Valine
I Ile Isoleucine W Trp Tryptophan
K Lys Lysine Y Tyr Tyrosine
L Leu Leucine Z Glx Glutamine or Glutamic A
2.3. Tính lưỡng tính và điểm đẳng điện

2.4.Danh pháp
Cation
Zwitterion Anion

R
H
2
N-C-
COOH
[H
+
]
[OH
-
]
R
H
3
N-C-
COO
R
H
3
N-C-
COOH
R
H
2
N-C-
COO
α Amino acid
2.5. Phân loại
2.5.1. Phân loại theo giá trị dinh dưỡng: 2 nhóm


Amino acid chủ yếu (Essential amino acid): PHILL MATT
V

Amino acid không chủ yếu (Nonessential amino acid)
2.5.2.Phân loại theo chức hoá học gốc R: 7 nhóm
3.PROTEIN
3.1.Cấu trúc của protein
3.1.1.Liên kết peptide (CO-NH)
Cách biểu diễn peptide
Cách gọi tên peptide: số lượng amino acid và danh pháp
OH
OH
H
2
O
H
Alanine
Serine
AlanylSerine
Liên kết peptid
Ý nghĩa:

Cấu trúc mặt phẳng - Carbon α

Hiện tượng hỗ biến dạng keton dạng enol

Gốc R tự do, tạo các cấu trúc không gian phức tạp (bậc 2, 3
và 4)

Trình tự sắp xếp các cấu tử amino acid tính di truyền


Tính đa chủng loại protein
3.1.2. Cấu trúc bậc nhất
3.1.3. Cấu trúc bậc II
o
Cấu trúc không gian 2D
o
Hình thành do liên kết hydrogen (O từ CO và H từ NH
trong khoảng cách 2,79 ± 0,12 A
0
)
o
Dạng α-Helix và β sheet
o
Ý nghĩa:
Thụ thể (receptor) trên bề mặt tế bào, domain cấu trúc
3.1.4. Cấu trúc bậc III
o
Cấu trúc không gian 3D:
Hình khối, lập phương,
ellip
o
Hình thành do các liên
kết
- Liên kết disulfide
- Liên kết hydrogen
- Liên kết tĩnh điện
- Liên kết kị nước
- Lực Val derwaal

o
Ý nghĩa: Trạng thái keo
-Sự sa lắng và biến tính
o
Monomer (Subunit)
3.1.5.Cấu trúc bậc IV
Cấu trúc không gian 3D do các
đơn vị monomer liên kết bằng các
liên kết không bền như
- Liên kết hydrogen
- Liên kết tĩnh điện
- Liên kết kị nước
Enzyme- cấu trúc bậc 4 - chức
năng xúc tác các phản ứng sinh
hoá học
3.2. Các đặc tính của protein
•
Trọng lượng phân tử
•
Tính lưỡng tính và điểm đẳng điện: protein (+) và protein (-)
•
Trạng thái keo
•
Tính di truyền của sinh vật
3.3. Phân loại protein
3.3.1. Protein đơn giản
- Protein huyết thanh: Albumin và Globulin
- Histone, Protamine, Albuminoid (scleroprotein)
3.3.2. Protein phức tạp

Phosphoprotein: Protein + hợp chất hữu cơ có P
Glycoprotein: Protein + Glucid
Lipoprotein: Protein + lipid
Nucleoprotein: Protein + nucleic acid
Chromoprotein: Protein + nhóm chất hữu cơ có màu
4.HEMOGLOBIN (Huyết sắc tố)
4.1.Công thức cấu tạo
Hb (MW = 64.500): Heme + Globin
•
Cấu tạo của nhân heme
* Nhân vòng Porphyrin gồm 4 vòng pyrrol liên kết với nhau
bằng dây methyl, trên gắn các gốc hoá học:
- 4 gốc methyl (-CH
3
) ở các vị trí 1, 3, 5, 8
- 2 gốc vinyl (-CH=CH
2
) ở các vị trí 2, 4
- 2 gốc propionic acid (-CH
2
-CH
2
-COOH) ở các vị trí 6, 7
* 4 Nitrogen ở đỉnh pyrrol liên kết với Fe
2+
, trong đó 2 liên
kết phối trí và 2 liên kết cộng hoá trị
•
Cấu tạo của globin
- 4 chuỗi polypeptid: 2 chuỗi α (141 AA) và 2 chuỗi β (146

AA)
Fe
2+
nhân heme liên kết phối trí với N (vòng imidazol) của
cấu tử histidine trên chuỗi polypeptid của phân tử globin.
Myoglobin (Sắc tố của cơ): 1 Heme + 1 polypeptid globin
4.2. Chức năng sinh học của Hemoglobin
Hệ thống đệm
- Hệ thống đệm trong huyết tương
(1). HT đệm Phosphat
H
3
PO
4
/NaH
2
PO
4
H
3
PO
4
/Na
2
HPO
4
(2). HT đệm Bicarbonate
H
2
CO

3
/NaHCO
3
(3). HT đệm proteinate
-Hệ thống đệm trong hồng cầu
HT đệm Hb HHb/BHb
Vận chuyển và trao đổi chất khí
O
2
và CO
2
PHỔI
MÔ BÀO
TĨNH MẠCH TUẦN HOÀN
ĐỘNG MẠCH TUẦN HOÀN
TĨNH MẠCH PHỔI
ĐỘNG MẠCH PHỔI
C
6
H
12
O
6
+ O
2
6CO
2
+ 6H
2

O + (ATP)
n


CO
2
H
2
O
H
2
CO
3
H
2
CO
3
HCO
3
-
HCO
3
-
H
H
2
CO
3
H
2

CO
3
H
H
Hb
HbO
2
-
HbO
2
-
O
2
O
2
H
2
O
CO
2
HbO
2
-
HbO
2
-
HHb
HHb
HHb
HHb

HHb
HHb
HHb
HHb
HCO
3
-
HCO
3
-
HCO
3
-
HCO
3
-
HCO
3
-
HCO
3
-
HbO
2
-
HbO
2
-
HbO
2

-
HbO
2
-
O
2
O
2
HbO
2
-
HbO
2
-
Hb
Hb
CO
2
Hb
Hb