Protein cấu trúc chức năng và công nghệ chức năng cấu trúc và chức năng xúc tác của

Protein: Cấu trúc chức năng và
công nghệ
CHỨC NĂNG CẤU TRÚC
VÀ CHỨC NĂNG XÚC
TÁC CỦA

PROTEIN


Chức năng cấu
trúc của Protein

1


Chức
năng cấu
trúc của
Protein

01

Protein có chức năng làm khung, tạo
sự liên kết và là giá đỡ

02

Protein tạo thành các cấu trúc bền
vững của tế bào và sinh vật

03

Một số protein có cả chức năng cấu
trúc và chức năng xúc tác

04

Một vài protein cấu trúc được xem như
giàn đỡ

2


1. Protein có chức năng làm khung, tạo sự liên
kết và là giá đỡ
Một số tế bào có vách tế bào chủ yếu là protein và
carbohydrate
Protein cấu trúc giúp tăng sức
mạnh cơ học của vách tế bào,
duy trì hình dạng của tế bào.

3

Vách tế bào thực vật


1. Protein có chức năng làm khung, tạo sự liên
kết và là giá đỡ
Protein tạo nên các cấu trúc bên trong tế bào
✔ Các protein cấu trúc liên kết với các phân tử DNA, RNA, lipid và
carbohydrate hoặc tạo nên bởi một lượng lớn các protein khác nhau giúp

ổn định cấu trúc, tạo sự linh động và độ bền.
✔ Ribosome bao gồm rRNA và hơn 100 loại protein
🡪Protein có chức năng ổn định cấu trúc gấp cuộn
của rRNA đảm bảo chức năng xúc tác
Hình 1. Cấu trúc tiểu phần lớn 50S của ribosome vi khuẩn
Ribosomal RNA (red, grey), Protein (blue, green)

4


1. Protein có chức năng làm
khung, tạo sự liên kết và là
giá đỡ

Protein có tinh linh động

⮚ Thay đổi cấu trúc khi đáp ứng kích thích từ bên ngồi
⮚ Tạo khung hoạt động cho các quá trình sinh học
⮚ Một số cấu trúc chỉ tồn tại tạm thời, bị phá hủy khi hồn
thành chức năng (fibrinogen).
⮚ Sự hình thành khơng phù hợp của các cấu trúc như
vậy có thể làm cơ sở cho các bệnh nghiêm trọng của
con người. Sự đơng máu khơng được kiểm sốt có thể
dẫn đến huyết khối gây tử vong
5


2. Protein tạo thành các cấu trúc bền vững của
tế bào và sinh vật
Các cấu trúc bền được cấu tạo phần lớn từ các protein hoặc

protein và các thành phần khác

Tơ nhện

Protein
vỏ virus

6
Collagen

Sụn (protein và Cabohydrate)


2. Protein tạo thành các cấu trúc bền vững của
tế bào và sinh vật
Các
cấu
trúc
được
ổn
định
bởi
sốsố
lượng
lớn
các
liên
kết
yếu
Các

Các
cấu
cấu
trúc
trúc
được
được
ổn
ổn
định
định
bởi
bởi
số
lượng
lượng
lớn
lớn
các
các
liên
liên
kết
kết
yếu
yếu
vàvà
các
liên
kết

cộng
hóa
trịtrị
và
các
các
liên
liên
kết
kết
cộng
cộng
hóa
hóa
trị
⮚⮚⮚Protein
cấu
trúc
cócó
trình
tựtự
làlà
những
lặp
lạilại
đơn
giản
Protein
Protein
cấu

cấu
trúc
trúc
có
trình
trình
tự
là
những
nhữngmotifs
motifs
motifs
lặp
lặp
lại
đơn
đơn
giản
giản
trong
trong
trongchuỗi
chuỗi
chuỗiαααhoặc
hoặc
hoặcphiến
phiến
phiếnβββtạo
tạo
tạorara

rasốsố
sốlượng
lượng
lượnglớn
lớn
lớnvàvà
vàsự
sự
sựđều
đều
đều
đặn
các
tương
tác
yếu
sự
bền
vững
cho
các
cấu
trúc.
đặn
đặn
các
các
tương
tương
tác

tác
yếu
yếutạo
🡪tạo
tạo
sự
sự
bền
bền
vững
vững
cho
cho
các
các
cấu
cấu
trúc.
trúc.
⮚⮚⮚ Các
Các
Cáctổtổ
tổhợp
hợp
hợpcấu
cấu
cấutrúc
trúc
trúccịn
cịn

cịnđược
được
đượcổn
ổn
ổnđịnh
định
địnhbằng
bằng
bằngcách
cách
cáchliên
liên
liênkết
kết
kết
chéo
cộng
hố
trịtrị
giữa
các
protein
cấu
tạo
chúng
chéo
chéo
cộng
cộng
hố

hố
trị
giữa
giữa
các
các
protein
protein
cấu
cấu
tạo
tạonên
nên
nên
chúng
chúng
7


2. Protein tạo thành các cấu trúc bền vững của
tế bào và sinh vật
Collagen
Cấu tạo: gồm 3 chuỗi polypeptide (chuỗi anpha) xoắn trái
cuộn lại với nhau theo chiều xoắn phải. Mỗi chuỗi trong
bộ 3 này được tạo ra bởi sự lặp lại chuỗi (GlyXY)n.
Cấu trúc collagen được ổn định bởi các liên kết hidro và
liên kết cộng hóa trị.
Chức năng: chất keo liên kết các tế bào lại với nhau để
hình thành các mơ và cơ quan nền tảng trong cơ thể

Cấu trúc Collagen: trình tự GlyXY lặp lại,
trong đó X là thường proline (trong ví dụ
được hiển thị ở đây, Y là cũng proline)
8


2. Protein tạo thành các cấu trúc bền vững của
tế
bào
và
sinh
vật
Collagen

Liên kết hidro giữa 3 chuỗi polypeptide
trong phân tử collagen
Liên kết cộng hóa trị của các phân tử collagen
A. Liên kết chéo cộng hóa trị được hình thành từ 2 lysine bị oxy hóa
B. Liên kết chéo cộng hóa trị được hình thành từ 1 lysine và 2 hydroxylysine
bị oxy hóa
9


3. Một số protein có cả chức năng
cấu trúc và chức năng xúc tác
⮚ Một số protein cấu trúc vẫn có
chức năng xúc tác
⮚ Việc thực hiện chức năng của tổ
hợp protein này phụ thuộc vào
sự thay đổi cấu trúc của một

hoặc một số thành phần trong tổ
hợp
⮚ Ví dụ: Myosin II có cả chức năng
cấu trúc (hình thành sợi actin) và
chức năng xúc tác (ATPase)

Cấu trúc Myosin II

10


4. Một vài protein cấu trúc
được xem như giàn đỡ
Scaffold protein là protein cung cấp một
nền tảng không gian để các protein khác
tập hợp lại hình thành các phức hợp có
chức năng.
Ví dụ : Ste5p scaffold của nấm men tổ
chức không gian cho các thành phần của
chuỗi kinase_Mitogen - activated protein
kinase (MAPK)_có chức năng đáp ứng với
sự trao đổi pheromone ở nấm men .
1
1


Chức năng xúc
tác của Protein

12

KHÁI NIỆM

CHỨC NĂNG
XÚC TÁC

ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT

ỨNG DỤNG
13


1

KHÁI NIỆM

⮚ Xúc tác là một hiện tượng làm tăng tốc độ phản ứng nhờ chất
xúc tác nhằm đưa hệ thống về trạng thái cân bằng.
⮚ Chất xúc tác (catalysts) là chất làm tăng tốc độ phản ứng hóa
học mà không bị biến đổi vĩnh viễn.
⮚ Thành phần là Protein hoặc acid Nucleic.

14


Thành phần là protein hoặc axit
nucleic
proteinase K

Ribozyme Hammerhead

15


Cơ chế hoạt động của enzym

16


2

ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT
⮚

Chất xúc tác đẩy nhanh tốc độ phản ứng hóa học mà khơng
thay đổi cân bằng tổng thể của nó

⮚ Hiệu quả xúc tác phụ thuộc vào cấu trúc enzyme và đặc tính hóa
học của các axid amin
⮚ Sự xúc tác làm giảm rào cản năng lượng hoạt hóa để phản ứng
dễ dàng diễn ra
17


2.1 Chất xúc tác đẩy nhanh tốc độ phản ứng hóa
học mà khơng thay đổi cân bằng tổng thể của nó
⮚ Hiệu quả xúc tác cao
78 triệu năm

 OMP

UMP
~ 1 giây

 OMP

+ ODCase

UMP
tăng~ 1017

18


19