LÝ THUYẾT HÓA SINH Y HỌC ÔN TẬP

MỤC LỤC
Bài 1: HÓA HỌC GLUCID
Bài 2: HÓA HỌC PROTID
Bài 3: HÓA HỌC LIPID
Bài 4: HÓA HỌC HEMOGLOBIN
Bài 5: HÓA HỌC NUCLEOTIDE VÀ ACID NUCLEIC
Bài 6: ĐẠI CƯƠNG VỀ XÚC TÁC SINH HỌC
Bài 7: CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG SINH HỌC
Bài 8: CHUYỂN HÓA GLUCID
Bài 9: CHUYỂN HÓA PROTID
Bài 10: CHUYỂN HÓA LIPID
Bài 11: CHUYỂN HÓA HEMOGLOBIN
Bài 12: CHUYỂN HÓA ACID NUCLEIC
Bài 13: Q TRÌNH NHÂN ĐƠI DNA VÀ SAO MÃ RNA
Bài 13: SỰ NHÂN ĐÔI DNA VÀ SAO MÃ RNA (Bài giảng)
Bài 14: SINH TỔNG HỢP PROTEIN
Bài 15: ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GEN


Bài 1: HÓA HỌC GLUCID
I. ĐẠI CƯƠNG
1.1. Định nghĩa:
- Là những chất hữu cơ có bản chất là monosaccharide (MS) hay khi thủy phân cho ra MS
và/hoặc dẫn xuất của MS.
1.2. Vai trò:
- Quan trọng trong cấu tạo và chuyển hóa:
Thực vật (TV)

Động vật (ĐV)

+ Chiếm 80 - 90% trọng lượng khô.

+ Chiếm khoảng 2% trọng lượng khô.

+ Dự trữ ở dạng tinh bột.

+ Phần lớn nguồn glucid sử dụng từ TV.

+ Sử dụng để tổng hợp cellulose.

+ Còn lại từ glycerol (lipid) và acid amin.

- Glucose là glucid quan trọng nhất vì:
+ Phần lớn carbohydrate được hấp thu vào máu ĐV là glucose.
+ Các đường khác khi đến gan sẽ được chuyển thành glucose.
+ Là nguồn cung cấp năng lượng (NL) chính (ở ĐV có vú).
+ Ngun liệu để tổng hợp glycogen (NL dự trữ).
+ Tạo ribose và deoxyribose của acid nucleic.
+ Tạo hình, tham gia vào thành phần cấu tạo của nhiều chất như lactose (kết hợp với galactose),
glycolipid, glycoPr, proteoglycan,…
1.3. Phân loại: Có 3 nhóm chính:
Monosaccharide (MS)
+

Bản

chất

Oligosaccharide

là + Gồm từ 2-10 MS.

Polysaccharide (PS)
+ Gồm >10 MS.

polyhydroxyl aldehyd hay + Nối nhau bằng liên kết + Nối nhau bằng liên kết glycosid
polyhydroxyl ceton.

glycosid.

+ Không thể bị thủy phân.

+

+ Ở ĐV có vú, nguồn NL

disaccharid (DS).

chủ yếu là D-glucose.

Quan

theo mạch thẳng hoặc mạch nhánh.
trọng

là

các + Chia thành PS thuần và PS tạp.
+ PS thuần trong tự nhiên có tinh bột
và cellulose, là dẫn xuất của Dglucose.

II. MONOSACCHARIDE:
2.1. Định nghĩa - Danh pháp:
Định nghĩa:
- CTTQ là (CH2O)n (n ≥ 3).
- Có 1 C mang nhóm carbonyl (aldehyd hoặc ceton), cịn lại đều mang nhóm alcol.
Danh pháp:
Tiếp đầu ngữ nhóm chức carbonyl + tiếp đầu ngữ chỉ số đơn phân + ose
- MS mang nhóm chức aldehyd có tiếp đầu ngữ là aldo-, cịn MS mang nhóm chức ceton có
tiếp đầu ngữ là ceto-.


.
- Tiếp đầu ngữ chỉ số C: tri-, tetr-, pent-, hex-, hep-,…
VD:

Aldose đơn giản nhất (3C) là glyceraldehyd (aldotriose).
Cetose đơn giản nhất (3C) là dihydroxy aceton (cetotriose).

Ký hiệu đồng phân (D- hoặc L-, α- hoặc β-) + tên riêng MS (+đồng phân vòng pyran- hoặc furan-)
VD:

D-glucose là tên đồng phân D của một aldohexose mạch thẳng.
D-fructose là tên đồng phân D của một cetohexose mạch thẳng.
β-D-glucopyranose là tên đồng phân β-D- của một aldohexose mạch vịng 6 cạnh.

2.2. Cơng thức:
2.2.1. Cơng thức thẳng:

2.2.2. Cơng thức vịng (dạng cầu oxy):

- Các MS từ 5C trở lên sẽ có cấu tạo vòng (cầu oxy), gồm 2 loại vòng là vòng 5 cạnh (furan) và
vòng 6 cạnh (pyran).
- Cầu oxy được hình thành do phản ứng giữa -OH của nhóm alcol và -OH của nhóm chức.
+ Dạng vịng của aldose là bán acetal vòng nội, -OH ở C1 gọi là -OH bán acetal.
+ Dạng vòng của cetose là bán cetal vòng nội, -OH ở C2 gọi là -OH bán cetal.
=> C1 của aldose và C2 của cetose thành C bất đối xứng (C*) => Có đồng phân α và β => Đồng
phân quang học tăng gấp đôi.
Theo hệ chiếu Fischer:

Theo công thức quy chiếu Haworth:
- Biểu diễn dạng cầu oxy của MS trong mặt phẳng không gian.
- Quy ước đồng phân trong phân tử glucopyranose (vòng 6 cạnh) với mặt phẳng vòng lục giác
là mặt phẳng tham chiếu như sau:
Chức alcol bậc nhất (C6)

Nhóm -OH bán acetal (C1)

Trên mặt phẳng

Đồng phân loại D-

Đồng phân loại β- (cùng chiều với C6)

Dưới mặt phẳng

Đồng phân loại L-

Đồng phân loại α- (ngược chiều với C6)

2.3. Đồng phân:
2.3.1. Đồng phân hóa học:
VD: Cùng 1 cơng thức C6H12O6:
+ MS mang nhóm chức aldehyd là glucose.
+ MS mang nhóm chức ceton là fructose.
- Đồng phân pyran và furan là đồng phân hóa học của cơng
thức vịng, 99% glucose ở dạng pyranose và 99% fructose ở
dạng furanose khi hòa tan trong dung dịch.
2.3.2. Đồng phân quang học:
- Mọi MS đều có C bất đối xứng (C*) => có khả năng quang
hoạt và đồng phân quang học.
Ký hiệu:

(+): Quay mặt phẳng ánh sáng phân cực sang phải.
(-): Quay mặt phẳng ánh sáng phân cực sang trái.

Trong công thức mạch thẳng:
Số đồng phân quang học = 2n (với n = số C* trong phân tử)
Trong cơng thức mạch vịng:
Số đồng phân quang học = 2n’ (với n’ = số C* trong cơng thức mạch thẳng + 1)
Các nhóm đồng phân quang học:
*Đồng phân enantiome (D- và L-):
- Xét phân tử glucose mạch thẳng:
+ Nếu nhóm -OH của C5 ở bên phải sườn C: Đồng phân loại D-.
+ Nếu nhóm -OH của C5 ở bên trái sườn C: Đồng phân loại L-.
- Nếu phân tử glucose ở mạch vòng: Như quy ước Haworth.
*Đồng phân anome (α- và β-):
- Chỉ có khi xét cơng thức vịng, như quy ước Haworth.
*Đồng phân epime:

- Do sự khác nhau về vị trí -OH tại C2 và C4 của
glucose.
- Đồng phân có giá trị sinh học là mannose và
galactose.
2.4. Hiện tượng chuyển quay:
2.4.1. Tính quang hoạt:
- Đồng phân MS có khả năng làm quay mặt phẳng
ánh sáng phân cực sang phải hay trái khi trong dung
dịch.
- Góc quay này có tính đặc hiệu và được xác định bằng phân cực kế.


2.4.2. Hiện tượng chuyển quay:
- Là hiện tượng thay đổi góc phân cực giữa các dạng đồng phân quang học.
- MS có hiện tượng chuyển quay (khi hịa tan trong dung dịch) đến khi đạt cân bằng động giữa
các dạng đồng phân.
VD:
Tinh thể pha vào dung dịch

Góc quay ban đầu
0

Góc quay ổn định (cân bằng)

α-D-glucopyranose

+112 2

+5207

β-glucopyranose

+1807

+5207

- Với trường hợp của α-D-glucopyranose, khi ở trạng thái cân bằng động, dung dịch là hỗn hợp
của α-glucopyranose (38%), β-glucopyranose (62%) và khoảng 0,1% ở dạng thẳng.
2.5. Tính chất hóa học:
2.5.1. Tính chất chung:
- Các MS dễ tan trong nước, có vị ngọt.
- Các MS (trừ dihyroxy aceton) đều có tính quang hoạt, ứng dụng để định lượng MS bằng phân
cực kế.
2.5.2. Tác dụng với acid vô cơ mạnh:
- MS tương đối bền với acid vơ cơ lỗng, nhưng với
acid vơ cơ mạnh (HCl đặc, H2SO4 đặc), MS sẽ bị khử
nước => furfural hoặc dẫn xuất của furfural.
- Furfural/Dẫn xuất furfural sẽ kết hợp với những chất
có nhân phenol => phức chất có màu.
- Phản ứng này có tính đặc hiệu, được sử dụng để
định tính và định lượng MS.
VD: Phản ứng Molisch, phản ứng Seliwanoff,…
2.5.3. Phản ứng khử:
- Các MS có thể bị khử tạo thành các chất đa rượu
(polyalcol).
VD: Điều chế sorbitol từ việc phản ứng cộng hydro
của glucose hoặc fructose (xúc tác Ni, t0).
2.5.4. Phản ứng oxy hóa:
- Xét 1 MS trong phản ứng oxy hóa:
+ Nếu oxy hóa ở chức alcol bậc I => Tạo dẫn xuất

acid uronic (VD: glucose -> acid glucuronic).
+ Nếu oxy hóa ở chức aldehyd hoặc ceton =>
Tạo dẫn xuất acid aldonic (VD: glucose -> acid
gluconic).
- Khi MS tác dụng với muối KL nặng (Cu2+,
Hg2+,…) sẽ bị oxy hóa thành acid, đồng thời giải


phóng kim loại tự do hoặc oxit kim loại có mức oxy hóa thấp hơn => Dùng để định tính và định
lượng glucose hay MS (thuốc thử Fehling).
2.5.5. Phản ứng tạo liên kết glycoside:
- Trong cơ thể người có 2 loại liên kết
glycoside:
+ Liên kết O-glycoside hình thành do nhóm OH bán acetal/cetal của MS kết hợp với -OH
của 1 chất khác (R-OH).
+ Liên kết N-glycoside hình thành do nhóm OH bán acetal/cetal của MS kết hợp với -NH2
của 1 chất khác (R-NH2, thường là acid amin
hoặc polypeptide chuỗi ngắn).
Ví dụ: N-glycosid: Nucleoside.
O-glycosid: Thường gặp ở TV, các thuốc glycoside trợ tim (digitalin, ouabain,…).
- Liên kết glycoside là liên kết nối các MS lại với nhau => Tạo DS và PS.
2.5.6. Phản ứng tạo este:
- Do có nhóm -OH, MS có thể phản ứng với acid hữu cơ để tạo
ra este tương ứng.
- Quan trọng nhất trong cơ thể là este phosphat.
VD: Phản ứng tạo glucose-6-phosphate (G6P).
2.6. Các dẫn xuất của MS:
2.6.1. Dẫn xuất amin (osamin):
- Do sự thay thế -OH của C2 bằng nhóm -NH2.
- Các osamin có thể được acetyl hóa.

VD: Glucosamin, galactosamin, acid muranic, acid neuramic,…
2.6.2. Dẫn xuất alcol:
- Nhóm carbonyl của MS có thể bị khử thành chức alcol.
VD:

D-glucose -> Sorbitol
D-glyceraldehyde -> Glycerol

2.6.3. Dẫn xuất acid: Có 3 loại:
Acid aldonic: Do sự oxy hóa chức aldehyd (acid gluconic).
Acid aldaric: Do sự oxy hóa chức aldehyd và alcol bậc I (acid
glucaric).
Acid uronic: Do sự oxy hóa chức alcol bậc I (acid
glucuronic).
2.6.4. Một số dẫn xuất quan trọng:
Acid uronic:
+ Đóng vai trị sinh học quan trọng trong cơ thể.


+ Tham gia cơ chế liên hợp bilirubin tại gan.
+ Thành phần cấu tạo PS tạp.
Este phosphat:
+ Sản phẩm chuyển hóa trung gian.
+ Dạng hoạt hóa của cơ chất trong q trình chuyển hóa glucid.
Osamin: Tham gia cấu tạo nhiều PS tạp.
Acid sialic: Thành phần cấu tạo PS màng tế bào ĐV.
2.7. Các họ MS:
2.7.1. Triose: Gồm D-glycerylaldehyd và dihydroxyl aceton.
2.7.2. Pentose: Gồm 2 pentose quan trọng:
- Ribose tham gia cấu tạo acid ribonucleic (ARN).

- Deoxyribose tham gia cấu tạo acid deoxyribonucleic (ADN).
- Ngồi ra cịn 1 số MS khác như:
+ D-ribulose (Cetose): Có từ các q trình chuyển hóa; là chất chuyển hóa trung gian của con
đường pentose phosphat.
+ D-arabinose (Aldose): Có từ nhựa cây cherry, mận,...; là thành phần của glycoPr.
+ D-xylose (Aldose): Có từ proteoglycan, glycosaminoglycan; là thành phần của glycoPr.
2.7.3. Hexose:
MS

Nguồn gốc

Vai trò sinh học

D-glucose

Đường trái cây, sản phẩm thủy Thành phần cấu tạo nhiều glucid quan trọng.

(Aldose)

phân của tinh bột, các loại Đường của cơ thể.
đường đơi.

Đường trong máu và nguồn NL chính của mơ.

D-fructose

Đường trái cây, mật; sản phẩm Có thể biến đổi thành glucose nhờ gan và

(Cetose)

thủy phân của saccharose.

D-galactose

Sản phẩm

(Aldose)

lactose.

cung cấp cho cơ thể.

thủy phân của Có thể được biến đổi thành glucose nhờ gan.
Tạo lactose, thành phần của glycolipid và
glycoPr.

D-mannose

Sản phẩm thủy phân của nhựa Thành phần của glycoPr.

(Aldose)

cây.

III. DISACCHARIDE (DS):
3.1. Đại cương:
- DS được tạo thành do 2 MS liên kết bằng liên
kết O-glycosid.
- Liên kết O-glycosid được hình thành từ sự loại
nước của 2 nhóm -OH của 2 MS kế cận nhau:

+ Nếu cả 2 nhóm -OH bán acetal của 2 MS đều
tham gia tạo liên kết => Không cịn tính khử
(Saccarose, cịn gọi là sucrose).


+ Nếu -OH của MS thứ hai tham gia tạo liên kết là -OH alcol => Cịn tính khử (Maltose, lactose).
- Các DS quan trọng thường gặp là maltose, lactose và saccharose.
3.2. Maltose:
- Có nhiều trong ngũ cốc, men bia, kẹo mạch
nha,…
- Hình thành bởi:
+ Phân tử α-D-glucopyranose kết hợp với phân tử
β-D-glucopyranose bằng liên kết α-1,4-glycoside.
+ Sản phẩm thủy phân dở dang của tinh bột (2
phân tử α-D-glucopyranose).
- Có tính khử.
3.3. Lactose (đường sữa):
- Có nhiều trong sữa.
- Hình thành từ phân tử D-glucopyranose (có thể
là α- hoặc β-) kết hợp với phân tử β-Dgalactopyranose bằng liên kết β-1,4-glycoside
(hoặc β-1,4-galactoside).
- Trong dung dịch kiềm, xảy ra phản ứng đồng
phân hóa tạo lactulose.
- Có tính khử.
3.4. Saccharose (đường mía):
- Có nhiều trong mía, củ cải đường.
- Hình thành từ phân tử α-D-glucopyranose kết
hợp với phân tử β-D-fructofuranose bằng liên kết
α,β-1,2-glycoside.
- Khơng có tính khử.

IV. POLYSACCHARIDE (PS):
4.1. Đại cương:
- Phần lớn glucid trong thiên nhiên tồn tại dưới
dạng PS.
- Khi thủy phân PS bằng acid và nhiệt độ hay enzyme sẽ cho ra MS hoặc dẫn xuất của MS.
- D-glucose là chất thường gặp nhất trong thành phần của PS.
- PS có thể chia theo 2 cách sau:
+ Theo cấu trúc: PS thuần (1 loại MS) và PS tạp (nhiều loại MS).
+ Theo chức năng: PS dự trữ (cung cấp NL) và PS cấu tạo (tạo nên bào quan tế bào).
4.2. PS thuần:
4.2.1. Tinh bột:
- Là glucid dự trữ của TV và là thức ăn glucid chính của người.


- Có trong các loại hạt ngũ cốc (lúa, ngơ,…) và các loại củ (khoai tây, khoai lang,…).
- Không tan trong nước lạnh, đun nóng tạo thành dung dịch hồ tinh bột có dạng keo.
- Cho màu xanh tím khi phản ứng với iod.
- Cấu tạo bởi 2 loại cấu trúc amylose (15-25%) và amylopectin (75-85%).
Amylose:
- Không tan trong nước (cho dung dịch giả là cấu
trúc xoắn ốc khoảng 6 glucose/chu kỳ xoắn của
amylose).
- Cho màu xanh với iod.
- Gồm các phân tử α-D-glucose nối với nhau
bằng liên kết α-1,4-glycoside.
Amylopectin:
- Không tan trong nước (tạo tinh keo cho hồ tinh
bột).
- Cho màu tím với iod.
- Gồm các phân tử α-D-glucose nối với nhau

bằng liên kết α-1,4-glycoside (thẳng) và liên kết
α-1,6-glycoside (nhánh)
Phản ứng màu với iod:
- Tinh bột bị thủy phân tạo thành sản phẩm trung gian, gọi là dextrin.
Hồ tinh bột -> Amylodextrin -> Erythrodextrin -> Acrodextrin -> Maltose -> Glucose
- Trong các sản phẩm trên, maltose và glucose không còn cho phản ứng màu với iod.
4.2.2. Glycogen:
- Glucid dự trữ chính của người và ĐV, có nhiều trong
gan và cơ.
- Nguồn cung cấp NL chính cho cơ thể.
- Cho màu đỏ nâu khi phản ứng với iod.
- Cấu tạo giống với amylopectin với phân nhánh ngắn
hơn (8 - 12 phân tử glucose) và phức tạp hơn.
- Kết cấu phân nhánh hình cầu, đường kính phân tử 21
nm.
4.2.3. Cellulose:
- Có nhiều trong TV (50% trong gỗ và gần như tinh khiết
trong bông).
- Gồm các phân tử β-D-glucose nối nhau bằng liên kết β1,4-glycoside.
- Khơng có mạch nhánh.
- Khơng tan trong nước và không phản ứng màu với iod.


- Dưới tác dụng acid lỗng, cellulose thủy phân hồn tồn cho glucose, khơng hồn tồn cho
đường đơi là cellobiose.
- Khơng có vai trị dinh dưỡng trong cơ thể người vì khơng có enzyme thủy phân liên kết β-1,4glycoside.
- Giúp dễ tiêu hóa thức ăn hơn do kích thích nhu động ruột.
- Ở ĐV ăn cỏ, nhai lại, có các sinh vật trong ống tiêu hóa sản xuất enzyme thủy phân cellulose.
4.2.4. Một số PS thuần khác:
Dextran:

- Là PS thuần gồm các phân tử α-D-glucose.
- Có mạch nhánh, sườn chính cấu tạo bởi những phân tử
glucose nối nhau bằng liên kết α-1,6- và α-1,3-glycoside.
- Có độ nhớt cao, được dùng làm chất thay thế huyết tương
trong sốc giảm thể tích, phỏng.
Inulin:
- Được xem là PS thuần của fructose.
- Gồm khoảng 35 phân tử fructose nối nhau bằng liên kết β1,2-glycosid.
- Thường tận cùng bởi 1 phân tử glucose.
- Là carbohydrate dự trữ ở một số TV như hành, tỏi, chuối,…
- Được lọc trực tiếp qua màng lọc cầu thận, không bị tái hấp
thu ở ống thận => Đo tỷ lệ lọc cầu thận in vitro, tiêu chuẩn
vàng đánh giá chức năng lọc cầu thận.
Chitin:
- PS thuần của N-acetyl-β-D-glucosamin.
- Cấu trúc giống cellulose, trừ nhóm -OH ở C2 thay bằng
nhóm acetyl amin.
- Đóng vai trị cấu tạo lớp vỏ cứng của ĐV chân khớp, thân
mềm.
- Có trong nấm, tảo để thay thế cho cellulose.
4.3. PS tạp:
4.3.1. Đại cương:
- Là những phân tử lớn, cấu trúc phức tạp, đóng vai trị quan trọng.
- Thành phần gồm nhiều loại MS và dẫn xuất của MS.
- Gồm proteoglycan, glycoPr, peptidoglycan.
4.3.2. Proteoglycan (Glycosaminoglycan/Mucopolysaccharide):
- Là những hợp chất carbohyrate phức tạp, thành phần là dẫn xuất của glucose như osamin,
acid uronic,…
- Khi gắn với Pr => proteoglycan.

- Đóng vai trị quan trọng trong cấu tạo ĐV có xương sống.
- Một số chất quan trọng:
Chondroitin sulfat:
- Có nhiều trong sụn, các mô liên kết, mô bảo
vệ và mô nâng đỡ như da, gân, van tim, thành
động mạch,…
- Vai trò hiện nay vẫn đang còn được nghiên
cứu.
Acid hyaluronic:
- Rất tan trong nước, có nhiều trong hoạt dịch
của khớp, dịch thủy tinh thể.
- Có độ nhớt giúp khớp xương chuyển động dễ
dàng, tăng độ nhớt trong dịch thủy tinh thể.
Heparin:
- Có nhiều trong máu.
- Là chất chống đơng máu trong tự nhiên, có
mặt ở các mơ, tế bào mast của mạch máu và tế
bào nội mô.
- Được sản xuất ở gan.
- Kết hợp với antiprothrombin II trong máu và
ức chế enzyme tham gia tạo cục máu đông.
- Heparin tổng hợp được dùng làm chất chống
đông máu trong y khoa.
4.3.3. GlycoPr:
- Là các Pr có gắn những chuỗi oligosaccharid
(thường là DS) hoặc PS.
- Thành phần glucid thường là dẫn xuất của MS.
- Đảm nhiệm nhiều chức năng quan trọng:
+ Tham gia cấu tạo mô, màng tế bào.

+ Thành phần các dịch nhầy, dịch sinh lý như nước tiểu,
nước bọt, máu,…
+ Bản chất của hormone (TSH, LH, FSH,…), kháng thể, bổ
thể.
+ Kháng nguyên nhóm máu A, B, O trên màng HC.
+ Tác nhân nhận biết trên bề mặt tế bào.
4.3.4. PS lớp màng tế bào VK (peptidoglycan):
- Cấu trúc hóa học gồm những chuỗi PS với đơn vị cấu tạo là N-acetylglucosamin (GlcNAc) và
acid N-acetylmuramic (MurNAc) gắn với nhau bằng liên kết β-1,4-glycoside.


- MurNAc sau đó gắn với 1 chuỗi peptide ngắn từ 3-5 acid amin.
- Ở VK Gram (-), lớp peptidoglycan mỏng hơn rất nhiều so với VK Gram (+) => Sự khác nhau về
phương pháp nhuộm và độ nhạy kháng sinh.
Ứng dụng:
- Kháng sinh (như penicillin) ức chế quá trình tạo
peptidoglycan => Ngăn chặn con đường tổng hợp
glucid ở VK.
- Lysozyme xúc tác thủy phân liên kết glycosid giữa
GlcNAc và MurNAc => Tan rã lớp peptidoglycan của VK.
4.3.5. Glycolipid:
- Là những chuỗi PS được gắn với các phân tử lipid.
- Là PS tạp trên bề mặt màng tế bào.
V. CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ:
Câu 1. Chất nào không phải là MS?

Câu 5. Disaccharide có tính khử khi được

A. Glucose.

tạo nên bởi:

B. Mannose.

A. -OH bán acetal/cetal của 2 MS.

C. Lactose.

B. -OH alcol của 2 MS.

D. Fructose.

C. -OH bán acetal/cetal của MS thứ nhất và

Câu 2. Glucid nào khơng có tính khử?

-OH alcol của MS thứ hai.

A. Glucose.

D. -OH bán acetal/cetal của MS và -OH alcol

B. Sucrose.

của MS hoặc -OH của một chất bất kỳ.

C. Maltose.

Câu 6. Chọn câu đúng về heparin:

D. Fructose.

A. Có nhiều trong sụn, da, mơ liên kết và

Câu 3. Trong cơ thể người, MS nào chiếm tỷ

bảo vệ, …

lệ cao nhất?

B. Kết hợp với canxi trong máu.

A. D-glucose.

C. Heparin tổng hợp dùng làm chất chống

B. D-fructose.

đông trong y khoa.

C. D-mannose.

D. Tham gia cơ chế liên hợp với bilirubin tại

D. D-ribose.

gan.

Câu 4. Chọn câu đúng về dextran:

Câu 7. Các chất sau đây đều có liên kết β-

A. Phân bố nhiều trong giới sinh vật, cấu tạo

1,4-glycoside, TRỪ:

lớp vỏ ĐV chân đốt, thân mềm.

A. Amylopectin.

B. Được xếp vào glycosaminoglycan.

B. Peptidoglycan.

C. Có mạch chính, mạch nhánh bởi liên kết

C. Cellulose.

α-1,6 và α-1,3-glycosid.

D. Lactose.

D. Có độ nhớt cao nên đưa nước trong lịng
mạch ra ngồi mơ kẽ.
----------


Bài 2: HÓA HỌC PROTID
I. ĐẠI CƯƠNG:
- Là đại phân tử, do các acid amin nối với nhau bằng liên kết peptide.

- Một trong ba nhóm chất sinh học chính của cơ
thể.
- Cấu tạo từ nguyên tố C, H, O, N, đơi khi có S, P.
- 3 nhóm phân tử gồm acid amin, peptide và Pr
được gọi chung là protid.
- Chức năng:
+ Xây dựng - bảo vệ.
+ Xúc tác phản ứng.
+ Vận chuyển các chất.
+ Dinh dưỡng - dự trữ.
+ Điều hịa…
II. ACID AMIN:
1.1. Cấu tạo:
1.1.1. Cơng thức:


- Trong tự nhiên có trên 300 loại acid amin, nhưng trong cơ thể ĐV có vú có khoảng 20 loại acid
amin thường gặp và một số dẫn xuất của các acid amin này.
- Công thức thường gặp là 1 nhóm amin -NH2 và 1 nhóm carboxyl
-COOH cùng gắn vào 1 nguyên tử C, thường là C thứ hai từ đầu
carboxyl -COOH (Cα) => Gọi là α-acid amin.
- Các acid amin khác nhau ở gốc R- (chuỗi bên R-) về cấu trúc, kích
thước, điện tích,…
- 20 loại acid amin thường gặp đều là α-acid amin.
- Chuỗi bên R- quan trọng trong hình thành cấu trúc Pr(cysteine
tạo cầu nối disulfua cysterin S-S-cysteine), tham gia các nhóm trung tâm hoạt động của
enzyme (nhân imidazole của histidine).
- Dẫn xuất acid amin gồm dẫn xuất của α-acid amin và các acid amin khác (không phải α).
- Các dẫn xuất này chủ yếu tham gia vào q trình chuyển hóa, cấu tạo các Pr đặc biệt.
VD:

4-hydroxyproline và 5-hydroxylysine tham gia cấu tạo collagen.
Methyllysine tham gia cấu tạo myosin ở mơ cơ (hình bên).
Selenocysteine tham gia hoạt hóa men trong tổng hợp Pr.

1.1.2. Tên gọi và ký hiệu: Như bảng 20 acid amin thường gặp.
1.1.3. Vai trị:
- Chức năng chính: Đơn vị cấu tạo của Pr.
- Chức năng khác:
+ Tham gia cấu trúc tế bào.
+ Hormone, các chất điều hòa.
+ Xúc tác.
+ Chất dẫn truyền thần kinh…
1.1.4. Phân loại:
Dựa vào tính chất phân cực và tích điện:
Phân cực và tích điện

Khơng phân cực

Phân cực và khơng tích điện

Leucine

Serine

Aspartate

Histidine

Isoleucine

Asparagine

Glutamate

Arginine

Alanine

Glutamine

Phenylalanine

Threonine

Valine

Cysteine

Methionine
Trytophan
Glycine
Proline
Tyrosine

Âm (nhóm carboxyl)

Dương (nhóm amin)

Lysine

- Tính phân cực và tích điện của mạch bên thể hiện vai trò của acid amin trong peptide.
Acid amin có mạch bên kỵ nước

Acid amin có mạch bên ưa nước

- Không tương tác với môi trường nước.

- Tương tác với môi trường nước (liên kết hydro).

- Chiếm phần lớn bề mặt phía trong Pr.

- Chiếm phần lớn bề mặt phía ngồi Pr.

- Khơng bị ion hóa, khơng tạo liên kết hydro.

- Có mặt ở các trung tâm hoạt động của enzyme.

Dựa vào cấu trúc gốc R-:
R là mạch thẳng

R chứa nhân thơm

Chứa S

Nhóm

Nhóm acid và

base

amid của nó

Hydrocarbon

Nhóm OH

Glycine

Serine

Cysteine

Arginine

Aspartate

Tyrosine

Histidine

Alanine

Threonine

Methionine

Lysine

Asparagine

Phenylalanine

Trytophan

Valine

Tyrosine

Histidine

Glutamate

Leucine

Đồng vịng

Dị vòng

Proline

Glutamine

Isoleucine
Một số dẫn xuất acid amin thường gặp:
Dẫn xuất acid amin
4-hydroxyproline

Vai trò

Thành phần của collagen.

5-hydroxylysine
Methyllysine

Thành phần của myosin.

Demosine (4 Lys)

Thành phần của elastin.

γ-carboxyglutamate

Thành phần của prothrombin.

Selenocysteine

Tham gia hoạt hóa men trong tổng hợp Pr.

Cystine (dicysteine)

Cấu trúc Pr.

Monoiodotyrosin

Tiền chất của hormone tuyến giáp.

Diiodotyrosin
Ornithine và Citruline

Sản phẩm trung gian của quá trình ure.

1.2. Hóa học lập thể của acid amin:
Nhắc lại tính quang hoạt:
- Là khả năng làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực sang trái hoặc phải.
- Được biểu hiện bởi góc quay đặc hiệu cho mỗi chất.
- Góc quay phụ thuộc pH dung dịch và độ dài ánh sáng đơn sắc.
- Muốn có tính quang hoạt, phân tử phải có ít nhất 1 C bất đối xứng (C*).
Tính quang hoạt của acid amin:
- Trong 20 loại acid amin thường gặp (trừ glycine) đều có C* nên đều có tính quang hoạt => Có
đồng phân quang học.
Nhắc lại cơng thức:
Số đồng phân quang học = 2n (với n = số C* trong phân tử)


- Threonine và isoleucine có 2 C*, cịn lại đa số các acid amin thường gặp có 1 C*.
- Cấu hình D- hoặc L- do sự sắp xếp của 4 nhóm nguyên tử
của C*:
+ Nếu -NH2 của C* ở bên trái sườn C: Đồng phân dạng L-.
+ Nếu -NH2 của C* ở bên phải sườn C: Đồng phân dạng D-.
- Các acid amin thường gặp trong cơ thể ĐV có vú là L-acid
amin.
- D-acid amin chỉ gặp ở thành tế bào một số VSV.
Dược lý:
- Một số thuốc dẫn xuất từ L-acid amin sẽ ghi thêm chữ “L-“
trước tên.
VD:

L-DOPA (Levodopa) điều trị Parkinson là dẫn xuất của L-tyrosine.
Levothyrox điều trị nhược giáp là 1 dẫn xuất khác của L-tyrosine.

1.3. Các dạng điện tích của acid amin:
1.3.1. Các dạng điện tích:
- Các acid amin mang ít nhất 2 nhóm acid yếu: 1 COOH và 1 NH3+.
- Trong dung dịch, acid amin có thể phân ly như sau:
R-COOH  R-COO- + H+
R-NH3+  R-NH2 + H+
- R-NH3+ và R-COOH đại điện cho chức acid, còn R-NH2 và R-COO- là
những base liên hợp.
- Acid amin có thể tích điện âm hoặc dương tùy theo pH môi trường:
+ Nếu pH kiềm: Acid amin phân ly như acid, trở thành ion âm.
+ Nếu pH acid: Acid amin phân ly như base, trở thành ion dương.
1.3.2. pHi:
- Khi hòa tan acid amin vào dung dịch, do có tính lưỡng tính => Tạo cân bằng giữa 3 dạng điện
tích theo tỷ lệ khác nhau tùy thuộc pH dung dịch.
Định nghĩa: pHi (pH đẳng điện) là pH mà ở đó dạng
ion lưỡng cực chiếm đa số, cation và anion bằng
nhau (chiếm ít nhất) => Điện tích lúc này sẽ bằng 0,
phân tử acid amin không di chuyển trong điện
trường.
1.3.3. Cách tính pHi:
- Xét phản ứng: HA <==> A- + H+ với HA là 1 acid yếu, với độ mạnh là pKa.
Theo phương trình Handerson-Hasselbach:
[H+][A− ]

Ka =
-

- Khi [A ] = [HA] => pKa = pH.
Cơng thức tính trị số pHi:

[HA]

[A−]

=> pKa = pH - log10 [HA]


pHi =

pK1 + pK2
2

(với pK1, pK2 là 2 dạng điện tích ở 2 bên lưỡng cực)

Ta có các trường hợp sau:
pHi của monoamino monocarboxylic acid: Như công thức trên.
pHi

của

monoamino

dicarboxylic acid: Lấy dạng
trung hịa điện tích làm mốc,
rồi lấy trung bình cộng 2 trị
số gần dạng trung hòa nhất.
VD: pHi theo hình bên là:
pHi =

pKa1 + pKa3
2

=

1,88 + 3,65
2

= 2,765

pHi của diamino monocarboxylic acid: Tương tự với monoamino dicarboxylic acid.
1.4. Tính chất của acid amin:
1.4.1. Tính chất vật lý:
- Có khả năng ion hóa => Tan trong dung mơi phân cực, dễ tan khi gốc R- nhỏ.
- Có vị ngọt kiểu đường (glycine, serine,…), kiểu đạm (sodium glutamate).
- Có tính triền quang (tính quang hoạt, đã đề cập ở trên).
- Có khả năng thay đổi tính ion hóa (đã đề cập ở trên).
- Tất cả acid amin đều hấp thụ ánh sáng ở vùng tia hồng ngoại, trừ Phe, Tyr và Trp ở vùng tia
cực tím => Nồng độ Pr tốt nhất ở bước sóng 280 nm.
1.4.2. Tính chất hóa học:
Phản ứng do nhóm α-amin:
- Gốc R- có nhiều nhóm chức hóa học khác nhau
=> Phản ứng đặc biệt giúp nhận biết 1 số acid
amin.
VD:

Phản ứng tạo muối với acid vô cơ.
Phản ứng với DNP (phản ứng Sanger).
Phản ứng với phenylisothiocyanat (PITC)

(phản ứng Edman).
Phản ứng do nhóm α-carboxyl:
VD:

Phản ứng tạo muối với base.
Phản ứng khử gốc carboxyl.

- Các gốc R- khác nhau cho phản ứng khác nhau.
Phản ứng tạo liên kết peptide:
- Phản ứng giữa nhóm α-amin của acid amin này
với nhóm α-carboxyl của acid amin kế cận, loại 1 phân tử nước => Tạo liên kết peptide.
- Liên kết peptide là liên kết cơ bản và quan trọng nhất trong phân tử Pr.
Phản ứng Ninhydrin:


- Dung dịch Pr, peptide hoặc acid
amin khi đun nóng với ninhydrin cho
ra màu xanh tím (trừ proline và
hydroxyproline cho phức màu vàng).
- Dùng để nhận biết acid amin bằng
phương pháp sắc ký.
1.5. Phân tích hỗn hợp acid amin:
- Ta có thể tóm tắt các phương pháp
này thành bảng sau:
Trước kia

Hiện nay

Phương pháp sắc ký trên giấy (Ninhydrin).

Phương pháp sắc ký cột trao đổi.

Phương pháp dùng phản ứng đặc hiệu với gốc R-.

Phương pháp phân tích quang phổ khối.

II. PEPTIDE:
2.1. Cấu tạo:
- Là các acid amin nối lại với nhau bằng liên kết peptide.
- Mỗi chuỗi peptide đều có nhóm α-carboxyl và α-amin tự do ở 2 đầu.
- Peptide có n acid amin thì có (n-1) liên kết peptide.
- Có trọng lượng phân tử ≤ 6000 kDa.
- Tồn tại trong cơ thể dưới 2 dạng:
+ Sản phẩm thủy phân dang dở của Pr lớn hơn (gelatin là sản phẩm thủy phân của collagen).
+ Phân tử độc lập có hoạt tính sinh học (insulin, glucagon,…).
2.2. Danh pháp:
Theo số lượng acid amin trong phân tử:
Tiếp đầu ngữ chỉ số lượng (di-,tri-,tetr-,…) + peptide
- Nếu phân tử có dưới 10 acid amin: Gọi là oligopeptide.
- Nếu phân tử có trên 10 acid amin: Gọi là polypeptide.
- Mang tính tương đối.
Theo hệ thống danh pháp hóa hữu cơ:
- Thể hiện rõ số lượng và loại acid amin trong phân tử peptide.
- Đọc từ trái qua phải, bắt đầu từ đầu tận amin và kết thúc ở đầu tận carboxyl.
- Có 2 cách đọc:
+ Thêm đuôi “-yl” ở tên acid amin, VD: H2N - Seryl - Glycyl - Tyrosyl - Alanyl - COOH.
+ Viết tắt bằng 3 chữ cái đầu, VD: Ser-Gly-Tyr-Ala.
Theo tên riêng:
- Dùng cho 1 số peptide quan trọng, có hoạt tính sinh học.
VD: Glucagon (29 acid amin), insulin (51 acid amin),…

Một số lưu ý khác:
- Cách biểu thị thành phần, thứ tự acid amin trong peptide như sau:


VD:

Seryl - Alanyl -Methionyl - Valyl - Glycyl (theo cách thêm đuôi “-yl”).
Ser - Ala - Met - Val - Gly (theo cách viết tắt 3 chữ đầu).
SAMVG (theo cách viết tắt 1 chữ đầu (ít phổ biến)).

- Đoạn chưa xác định được thứ tự trong peptide sẽ được viết trong ngoặc đơn.
VD:

Ser - Gly - (Ala, Gly, Tyr) - Pro - Cys.

2.3. Tính chất:
- Do được cấu tạo từ acid amin => Peptide có tính tích điện âm hoặc dương tùy pH mơi trường
hịa tan.
- Có thể phân loại hỗn hợp peptide bằng điện di hoặc miễn dịch sắc ký.
Phản ứng Biuret:
- Các peptide có ≥ 3aa cho phản ứng
màu (+) => Giúp xác định liên kết
peptide, định lượng Pr.
- Biuret là hợp chất được tạo thành khi
đun nóng ure ở nhiệt độ cao.
- Trong môi trường kiềm, Biuret tác
dụng với ion Cu2+ cho phức chất màu
hồng tím, đậm độ tỷ lệ thuận với nồng
độ của liên kết peptide.
Một số peptide có đặc tính sinh học quan trọng:

Tên

Số acid amin và trình tự (nếu có)

Cơng dụng

9 acid amin.

Hạ huyết áp, tăng phản ứng

Arg-Pro-Pro-Gly-Phe-Ser-Pro-Phe-Arg.

tự vệ, giảm đau.

3 acid amin.

Tham gia vào hệ thống oxy

γ-glutamyl - cysterinyl - glycyl.

hóa-khử.

Vasopressin

9 acid amin.

Tăng huyết áp.

Oxytocin

9 acid amin.

Tăng co bóp tử cung.

51 acid amin, gồm 2 chuỗi 30 và 21 acid amin.

Hạ đường huyết.

29 acid amin.

Tăng đường huyết.

Bradykinin
Glutathion

Insulin
Glucagon

2.4. Phân tích thành phần và xác định trình tự acid amin trong chuỗi polypeptide:
- Có 3 phương pháp chính:
+ Phân tích quang phổ khối (mass spectrometry).
+ Phản ứng thối hóa Edman (Edman degradation reaction).
+ Suy ra từ trình tự bộ ba mã hóa (DNA hoặc mRNA).
- 2 phương pháp sau rất tốn kém => Sử dụng phân tích quang phổ khối.
III. PROTEIN:
3.1. Đại cương:
- Là 1 hay nhiều chuỗi polypeptide kết hợp lại, có phân tử lượng rất lớn.