CHƯƠNG 2 CẤU TRÚC CHỨC NĂNG VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PROTEIN

Chương 2
Chương

2
Cấu trúc, chức năng và phương
pháp phân tích protein
DNA tron
g
tế bào chứa nhiều dạn
g
thôn
g
tin. Bao
g
ồm các
g gg g
trình tự nucleotide có tác dụng điều hòa, các tín hiệu bắt
đầu hoặc kết thúc sự dịch mã và thông tin cho tổng hợp
các l
ọ
ai RNA và
p
rotein
ọ p
Phần lớn thông tin lưu trữ trong gen dùng để tổng hợp
protein. DNA là phân tử tĩnh.
Gen mã hóa → cấu trúc protein → xác định hoạt tính sinh
học → sinh lý tế bào
ổ ế ế ổ ế
Thay đ
ổ

i của DNA như đột bi
ế
n sẽ bi
ế
n đ
ổ
i t
ế
bào thông
qua biến đổi protein. Kiểu gen của tế bào → Xác định
kiểu hình của tế bào
21Acidamin
2
.
1

Acid

amin
211Cấu trúc: protein là polymer củacác
2
.
1
.
1

Cấu

trúc:

protein

là

polymer

của

các

aa dạng đồng phân L. Cấu trúc chung:
R
COO
-
NH
3
+
C
3
H
H
2020
Amino acidsAmino acids
20

20

Amino

acidsAmino

acids
Glycine (G)
Leucine (L)
Isoleucine (I)
Valine (V)
Alanine (A)
Methionine (M)
Asparagine (N)
Tryptophan (W)
Phenylalanine (F)
Proline (P)
Threonine (T)
Serine (S)
Glutamine (Q)
Cysteine (C)
Tyrosine (Y)
Glutamic acid (E)
Asparatic acid (D)
Histidine (H)
Lysine (K)
Arginine (R)
White: Hydrophobic, Green: Hydrophilic, Red: Acidic, Blue: Basic
Các aa là ion lưỡng cực trong dung dịch
Các

aa

là

ion

lưỡng

cực

trong

dung

dịch

nước. Các chuổi phụ ảnh hưởng đến tính
chấtcủa các protein
chất

của

các

protein
2.1.2 Các chuỗi phụ tích điện
Tí h id ti l t i
Tí
n
h
ac
id
: a.aspar
ti

c, a. g
l
u
t
am
i
c
Tính kiềm: lysine, arginine
2.1.3 Các chuỗi phụ không tích điện
Ưanước: serine threonine
Ưa

nước:

serine
,
threonine
214Cácchuỗiphụ béo không phân cực
2
.
1
.
4

Các

chuỗi

phụ

béo

không

phân

cực
Glycine, proline
Liili
L
euc
i
ne,
i
so
l
euc
i
ne
Methionine
215Chuỗiphụ thơm
2
.
1
.
5

Chuỗi

phụ

thơm
Phenylalanine, tyrorine, tryptophan
Acid amin không phổ biến
Prothrombin
Ca2+ binding protein
Plant cell wall
Collagen
Collagen
elastin
myosin
21th a a
21th

a
.
a
.
Added during protein synthesis
UGA codon
glutathione peroxidases
2.2 Cấu trúc và chức năng của
i
prote
i
n
2.2.1 Kích thức và hình dạng:
Hì h d hì h ầ (hầ lớ á)di( i ấ ú)

Hì
n
h

d
ạng:
hì
n
h
c
ầ
u
(
p
hầ
n
lớ
n c
á
c enzym
)
,
d
ạng sợ
i

(
prote
i
n c

ấ
u tr
ú
c
)
Khối ượng phân tử: nhỏ như insulin (5 734 Da), lớn như pyruvate
dehydrogenase (5 triệu Da)
dalton (symbol: Da) A unit of atomic mass roughly equivalent to the
mass of a hydrogen atom. 1.67 × 10
-24
g. Named after the famous
nineteenth-century chemist, John Dalton (1766-1844)).
2.2.2 Cấu trúc bậc một
Liên kết peptid
2.2.3 Cấu trúc bậc hai
Cấu trúc protein
Cấu

trúc

protein
ấ
•C
ấ
u trúc bậc I Primary structure
•Cấu trúc bậc II Secondary structure
• Super-secondary structure
•Cấu trúc bậc III Tertiary structure
•Cấu trúc bậc IV Quaternary structure
Protein Secondary Structure:

Hli
H
N
α
H
e
li
x
C
H
N
C
O
C
N
C
H
+
-
O
H
O
H
H
N
C
C
O
C
N

OHCN
H
C
H CN
H
C
C
N
O
C
O
H
N
C
H
HO H
C
H
HH
O
H
C
H
N
O
C
N
C
H
N

N
C
O
C
O
C
O
Protein Secondary Structure:
β
Pl t d Sh t
β
Pl
ea
t
e
d

Sh
ee
t
O
H
O
H
O
H
O
H
N
H

C
C
H
C
C
N
N
H
C
C
H
C
C
N
N
H
C
C
H
C
C
N
N
H
C
C
H
C
C
N

H
O
H
O
H
O
H
O
N
H
C
C
O
N
H
C
C
O
N
H
C
C
O
N
H
C
C
O
N
C

O
C
H
C
C
N
N
C
O
C
H
C
C
N
N
C
O
C
H
C
C
N
N
C
O
C
H
C
C
N

2.2.6 Các nhóm ngoại (prosthetic
)
group
)
NAD
–
Nicotinamide adenine dinucleotide
NAD

Nicotinamide

adenine

dinucleotide
227Chứcnăng của protein
2
.
2
.
7

Chức

năng

của

protein
•
Xúc tác

Xúc

tác
•Thụ thể
Vậ h ể àd t ữ
•
Vậ
n c
h
uy
ể
n v
à

d
ự
t
r
ữ
•Cấu trúc và vận động
• Dinh dưỡng
•
Miễndịch
Miễn

dịch
• Điều hòa
228Miềnmotifvàcáchọ protein
2
.

2
.
8

Miền

motif

và

các

họ

protein
•
Miền (Domain):
Miền

(Domain):

CấutrúcsiêubậcIIMotif
Cấu

trúc

siêu

bậc

II

Motif
 β−α−β motif
•’
2 3 Phân tích protein
2
.
3

Phân

tích

protein
2.3.1 Tinh sạch
p
rotein
p
Trong mỗi tế bào có thể có hàng ngàn protein khác nhau>
Có nhiều cách để tách các protein riêng biệt
a/ Kích thước
a/

Kích

thước
Sắc ký lọc gel
b/ Điện tích
Điểm đẳng điện pI

c/ Tính kỵ nước
d/ Ái lực
d/

Ái

lực
Kỹ thuật tái tổ hợp: làm cho tinh sạch dễ dàng hơn
Sắckýcột
Sắc

ký

cột
• Cation exchange
chromato
g
ra
p
h
y
:
gpy
• Protein carries
postive charge
(cation)
• Buffer pH must be
lower than protein
pI
• No sample volume

limit
•
Size exclusion
Size

exclusion

chromatography
•
Big protein runs
Big

protein

runs

faster
•
Sample volume is
Sample

volume

is

limited
•
Column is usually
Column

is

usually

long
• Sắc ký ái lực
(Affinity
chromatography)
• Separate proteins
by their binding
specificities
specificities
• No sample
volume limit
volume

limit
Quá trình tinh sạch enzyme
Quá

trình

tinh

sạch

enzyme
Điện di (electrophoresis)
(1) SDS
PAGE

(1)

SDS
-
PAGE
• Proteins migrate
according to their
idh
th d
s
i
ze an
d
s
h
ape
• One SDS bind for
every two residues
ca
th
o
d
e
every

two

residues
• Protein is denatured,
subu

ni
ts
will
be

subu ts be
separated
Anode
Nhuộm Coomassive blue
Các band
protein