Giáo trình sinh hóa động vật phần 9 pot

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 267
Hình 8.20. Cấu trúc của Ribosome
Hình 8.21.
Giai đoạn mởđầu tổng hợp protein ở tế bào chưa có nhân
CH
2
- S - CH
3

⎢

CH
2
⎢
CH

C=O NH - CHO

O - t- RNA Hình 8.22
. Focmyl metionin
Hình 8.20. Cấu trúc của ribosome

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 268
Khi focmyl MET vào thì GTP vào và IF
3
ra lúc này IF
2
hoạt động nó phân giải GTP
thành GDP + P
i

và năng lượng. Năng lượng này được dùng vào việc đẩy IF
1
ra ngoài và gắn
chặt 2 tiểu phần 30S và 50S với nhau, đẩy m-RNA lên 1 bước (1 codon), IF
2
ra ngoài và Met
focmyl được chuyển từ 30S sang 50S ( từ khu vực A sang khu vực P) (hình 8.21).
8.2.2.3. Quá trình kéo dài chuỗi peptide
Quá trình này cần các yếu tố sau:
Yếu tố kéo dài bao gồm: EF-Tu, EF-Ts (ở VSV); TF
1
(ở tế bào có nhân) các yếu tố này
dùng cho liên kết.
Yếu tốđổi chỗ EF-G (ở VSV); TF
2
(ở tế bào có nhân).
Quá trình diễn ra theo chu kỳ gồm 3 bước sau:
Liên kết: Từ tế bào chất các aminoacyl-t-RNA lần lượt đi vào riboxom nhờ yếu tố vận
chuyển EF-Tu (hay TF
1
), chúng tạo thành phức hợp EF-Tu- GTP-aminoacyl-t-RNA. Phức
hợp này đi vào khu vực A của 30S, EF-Tu giúp cho việc liên kết định hướng cho aminoacyl-t-
RNA với codon của nó đồng thời với vai trò enzyme phân giải GTP cho năng lượng. Năng
lượng này giúp cho aminoacyl -t-RNA bám chắc vào codon, sau đó EF-Tu và GDP+ P
i
đi ra
ngoài, EF-Tu muốn hoạt động trở lại phải chịu tác dụng của EF-Ts và năng lượng của GTP
(hình 8.24).
Chuyển peptide: nhờ hoạt động của nhóm protein M11 ở khu vực P nó đẩy acid amin
vào trước (F.Met hoặc cảđoạn peptidyl) từ khu vực P sang khu vực A của tiểu phần 30S và

một liên kết peptide được hình thành ởđây. Ở khu vực P chỉ còn lại t-RNA, quá trình này
không tốn năng lượng. Kết quả của bước chuyển này là m
ột liên kết peptide được hình thành
ở khu vực A, t-RNA được giải phóng ở khu vực P.
Đổi chỗ: đòi hỏi yếu tốđổi chỗ EF-G (hay TF
2
) và năng lượng của GTP. Khi EF-G bám
vào riboxom nó phân giải GTP cho năng lượng, năng lượng này cần để đẩy t-RNA ở khu vực
P ra ngoài và toàn bộ tảng peptidyl -t-RNA từ khu vực A sang khu vực P, đồng thời m-RNA
dịch lên một codon, có nghĩa là ở khu vực A của 30S lại xuất hiện một codon mới ứng với
một acid amin mới sắp đưa vào (hình 8.23).
Quá trình được tiếp diễn như vậy, trong quá trình đó riboxom liên tiếp được đóng mở
giống như
một máy giập, mỗi lần giập thì một acid amin lại được gắn vào chuỗi peptide. Quá
trình này tuỳ theo số lượng acid amin của phân tử protein đang được tổng hợp.
8.2.3. Giai đoạn kết thúc
Các yếu tố kết thúc: RF
1
, RF
2
, RF
3
đây là những protein có khối lượng phân tử trung
bình 40.000 dalton. RF
3
có chức năng xúc tác RF
1
, RF
2
. Khi chuỗi peptide đã hình thành

xong ứng với phân tử protein mà tế bào cần tổng hợp thì m-RNA cũng đã được đọc gần hết và
quá trình bước vào giai đoạn kết thúc, trên khu vực A xuất hiện các codon kết thúc UAA,
UAG, UGA. Từ tế bào chất các yếu tố kết thúc được đưa vào riboxom, RF
1
nhận biết được
UAA, RF
2
nhận biết được UAG và chúng đều nhận biết được UGA. Các yếu tố này giúp cho
quá trình nhận biết được codon kết thúc, dưới tác dụng xúc tác của RF
3
các yếu tố RF
1
, RF
2
,
hoạt động và liên kết este của acid amin cuối cùng bị cắt đứt, chuỗi peptide rời khỏi riboxom,

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 269
t-RNA cuối cùng rời khỏi khu vực P và m-RNA rời khỏi riboxom, 2 tiểu phần của riboxom
tách ra khỏi nhau (hình 8.25).
Chuỗi peptide được cắt bỏ nhóm phocmyl do enzyme dephocmylase rồi sau đó cắt bỏ
đầu đuôi thành chuỗi peptide hoàn chỉnh, nhờ các liên kết, liên kết nhánh của các acid amin
và các ion Mn
++
, NH
+
chuỗi peptide tựđộng tạo thành cấu trúc bậc II, III
Hình 8.23
. Giai đoạn kéo dài chuỗi polypeptide ở tế bào có nhân

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 270
Hình 8.24. Vai trò của (EF1) trong chu trình kéo dài.

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 271
Hình 8.25. Giai đoạn kết thúc và tách rời.

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 272
8.2.4. Chuỗi polypeptide gấp lại và hoàn thiện.
Chuỗi polypeptide sau khi được tổng hợp sẽ trải qua một quá trình phản ứng gọi là sự
biến đổi sau sao chép. Ở cả tế bào không nhân và có nhân, sự biến đổi bao gồm các quá trình
sau đây:
Đổi đầu C và N tận cùng. Trong quá trình tổng hợp chuỗi polypeptide đều được mởđầu
bằng F- Met ở tế bào không có nhân và Met ở tế bào có nhân. Nhóm formyl, Met và thông
thường thêm một số acid amin ởđầu N và đầu C bị tách rời bở
i Enzyme.
Mất một đoạn dấu hiệu (đoạn trình tự tín hiệu), khoảng 15-30 acid amin ởđầu N của
một số protein đóng vai trò định hướng cho protein đó đến chỗ giành cho nó trong tế bào. Dấu
hiệu này được tách khỏi nhờ peptidase đặc hiệu.
Sự thay đổi acid amin cá thể. Nhóm OH của một vài acid amin như Ser, Tre và Tyr của
một vài protein được phosphoryl hoá nhờ ATP. Việc thêm nhóm phosphate làm cho
polypeptide mang điện âm. Ví dụ casein của sữa có nhiều nhóm phosphate g
ắn với Ca
+2
. Tuy
nhiên, sự phosphoryl hoá của Tyr ở một số protein lại có liên quan đến sự chuyển hoá tế bào
bình thường thành ung thư.
Nhóm carboxyl cũng được gắn thêm vào Asp, Glu của một vài protein, ví dụ
prothrombine chứa nhiều carboxyglutamate, tại đó mang điện tích âm và gắn với Ca
+2
nhờđó

có tác dụng làm đông máu. Một vài protein có Lys được methyl hoá bởi Enzyme. Mono và
dimethyllysine có mặt trong một vài protein của cơ và Cytocrom C.
Gắn thêm chuỗi Carbonhydrat. Việc gắn này xảy ra trong hoặc sau quá trình tổng hợp
chuỗi polypeptide. Vị trí gắn có thểở Asn, Ser hoặc Tre.
Gắn thêm nhóm Isoprenyl. Các protein có sự biến đổi này thường là các oncogen và
proto-oncogen (các chất gây ung thư và tiền ung thư).
Gắn thêm nhóm phụ. Các protein gắn thêm nhóm phụ tạo thành các protein có hoạt tính
sinh học, ví dụ biotin trong acetyl CoA carboxylase hoặc Hem trong cytochrom C.
Hoàn thiện bằng cách phân giải: Đ
ó là trường hợp của các zymogene hay Insuline.
Sự tạo thành liên kết chéo disulfide. Các protein đi ra ngoài tế bào có nhân sau khi gập
lại một cách tựđộng, thường liên kết chéo đồng hoá trị do sự tạo thành các cầu disulfide giữa
Cys ở trong hoặc giữa các chuỗi. Quá trình này chống sự biến tính của protein ở môi trường
ngoài tế bào.
8.3. Tổng hợp protein ở ty lạp thể.
Đa số các protein ở ty lạp thểđược tổng hợp ở bào tương và được ghi thành mã trên
DNA. Như
ng một số protein, một vài t-RNA, r-RNA được ghi thành mã trong gen của ty lạp
thể. Midochondria có thể tổng hợp protein độc lập có RNA polymerase, aminacyl- t-RNA
synthe-tase, t-RNA và các ribosome riêng biệt.
Quá trình tổng hợp protein ở Midochondria cũng giống như các quá trình tổng hợp
protein đã mô tả. Song cũng có một vài khía cạnh đáng lưu ý. Các thành phần như: t-RNA,
aminacyl –t-RNA synthetase, ribosome, các tiểu phần tạo thành ribosome v.v thì số lượng t-
RNA ít hơn, bộ mã cũng có một sốđiểm khác biệt. Ribosome của Midochondria thì nhỏ hơn,
r-RNA ngắn hơ
n của bào tương và của tế bào không nhân. Phức mởđầu tổng hợp protein ở ty

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 273
lạp thể cũng là f.Met-t-RNA. Tuy nhiên việc hiệp đồng sự tổng hợp protein trong
Midochondria với sự tổng hợp protein ở bào tương sẽđược đề cập tới ở phần Midochondria.

8.4. Điều hoà tổng hợp protein.
8.4.1. Điều hoà hoạt động của RNA polymerase.
RNA polymerase gắn vào DNA mởđầu cho sự sao chép ở một đoạn đặc biệt trên DNA
được gọi là Promotor. Promotor ở gần vị trí RNA bắt đầu tổng hợ
p trên DNA khuôn. Sựđiều
hoà mởđầu sao chép là mối quan hệ giữa RNA polymerase và promotor. Ở tế bào không
nhân nhiều gen được điều hoà trong một đơn vị gọi là OPERON. Một Operon bao gồm 2
vùng: Vùng điều hoà và các gen cấu trúc. Các gen cấu trúc là những đoạn làm khuôn để sao
chép các m-RNA. Vùng điều hoà gồm Promotor, operator và các vị trí điều hoà.
Sau mởđầu sao chép được điều hoà bởi sự kết hợp của protein với promotor. Có thể
chia thành 3 loại protein điều hoà sự mởđầ
u sao chép bởi RNA polymerase.
Yếu tốđặc hiệu làm thay đổi tính đặc hiệu của RNA polymerase để gắn vào hoặc rời
khỏi promotor.
Yếu tố kìm hãm gắn vào Promotor, ngăn chặn sự gắn của RNA polymerase vào
Promotor.
Yếu tố hoạt hoá gắn promotor, tăng cường hoạt động của RNA polymerase.
Nghiên cứu đầu tiên về sựđiều hoà tổng hợp protein Enzyme là ở gen galactosidase ở
Bacteria cho phép Bacteria đồng hoá lactose (hình 8.26).
Hình 8.26
. Cơ chếđiều hoà tổng hợp
β
ββ
β
Galactosidase

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 274
Cơ chếđiều hoà Operon Tryptophan.
E.Coli được nuôi cấy trong môi trường có Tryptophan thì E.Coli không tổng hợp Try.
Nếu môi trường nuôi cấy không có Try hoặc có một lượng Try không tương xứng với nhu

cầu, Operon Try hoạt động bình thường, Try được tổng hợp, còn trong môi trường nuôi cấy
có nhiều Try thì Try gắn vào repressor làm thay đổi cấu hình repressor, lúc này repressor lại
gắn vào operator, vị trí này gối lên promotor và sự gắn của repressor ngăn cản sự gắn của
RNA polymerase 5 gen cấu trúc không hoạt động để sao chép ra các m-RNA mã hoá cho các
Enzyme t
ổng hợp Try (hình 8.27).
Ngoài hai cơ chế trên còn có cơ chế làm suy yếu sự sao chép và cơ chế SOS (cấp cứu
ngừng ngay sự sao chép).
Hình 8.27
. Cơ chếđiều hoà tổng hợp tryptophan ở E.Coli.
8.4.2. Protein điều hoà.
Các protein điều hoà có các tính chất sau:
Có khả năng cốđịnh trên DNA ở gần gen cấu trúc.

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 275
Có khả năng ngăn chặn hoặc hoạt hoá sự sao chép của các gen cấu trúc bằng cách thay
đổi hoạt động của RNA polymerase.
Có thể trả lời những tín hiệu xuất phát từ ngoài hoặc trong tế bào. Nhờđó mà các
operon không hoạt động hoặc hoạt động sao chép ra các m-RNA. Có nhiều dạng cấu trúc của
protein điều hoà.
8.4.3. Điều hoà hoạt động gen ở tế bào có nhân.
Ở các tế bào có nhân cũng như tế bào không nhân, sự mởđầu sao chép t
ừ một điểm
điều hoà hoạt động của gen. Ở các tế bào có nhân thường điều hoà bằng cách tăng cường hoạt
động. Trước hết, sự hoạt động sao chép là kết hợp giữa nhiều sự thay đổi trong cấu trúc của
chromatin (chất nhiễm sắc) trong vùng sao chép. Thứ hai là thông qua những yếu tốđiều hoà
dương và âm đã biết. Thường thì điều hoà dương chiếm ưu thế
. Và thứ ba là có sự khác biệt
về mặt vật chất giữa quá trình sao chép xảy ra trong nhân tế bào với quá trình phiên dịch xảy
ra ở bào tương.

Một protein điều hoà có thể tác động lên nhiều gen và mỗi gen lại có thể chịu ảnh
hưỏng của nhiều protein điều hoà. Các protein điều hoà nhận biết chính xác DNA và cốđịnh
vào DNA nhờ các dạng cấu trúc đặc biệt của nó tạo thành các vùng cốđịnh. Tại đó các
protein đi
ều hoà sẽ liên kết với các vị trí tương ứng trên DNA bằng những liên kết yếu như
liên kết Hydrogen, lực ValderVal Trong các vùng tác động, chính vùng này hoạt hoá RNA
polymerase.
9. Sự hoàn thiện phân tử protein sau khi đươc tổng hợp.
Một số protein sau khi ra khỏi Ribosome đã có hoạt tính. Tuy nhiên, nhiều protein lại
cần sự biến đổi sau phiên dịch. Những biến đổi này là kết quả của sự hoạt hoá để trở thành
dạng có chức năng trong thành phần c
ủa các bào quan trong tế bào. Chúng ta cũng đã thấy
rằng cấu trúc bậc một của protein đã được xác định ngay từ giai đoạn sao chép (giai đoạn tổng
hợp các RNA thông tin). Cấu trúc ấy của protein đáp ứng như một cơ chất chịu tác động của
các enzyme chuyển hoá, hoặc điều khiển đến các bào quan của tế bào như tế bào chất, ty lạp
thể, nhân hoặc bài tiết ra ngoài tế bào. Đố
i với các protein tế bào chất thì đơn giản vì chính ở
đó chúng được tổng hợp. Còn với các protein khác chúng thường biến đổi theo cách cắt ngắn
và được vận chuyển tới các vị trí riêng trong tế bào. Sự vận chuyển này liên quan tới một
protein định hướng. Yếu tố quan trọng nhất của sựđịnh hướng là một đoạn ngăn trật tự sắp
xếp của các acid amin cuối N của chuỗi polypeptide mới
được tổng hợp được gọi là trật tự
tín hiệu (TTTH) (hình 8.28).

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 276
Chức năng của TTTH đã được David Sabatini và Gunter Blobel giới thiệu từ năm 1970.
TTTH có tác dụng chỉđạo protein đến đúng vị trí trong tế bào và được rời khỏi trong quá trình vận
chuyển hoặc khi protein đã đến nơi dựđịnh.
10. Sự biến đổi của một số protein xuất ngoại.
Protein dành cho xuất ngoại được tổngn hợp trên ribosome màng lưới nội chất có hạt. Sự tổng

hợp của chúng bắt đầ
u trên ribosome bào tương tự do. Các giai đoạn của sự tổng hợp diễn ra theo
cách thông thường. Protein bài tiết có chứa một đoạn TTTH. Đoạn TTTH được hình thành ở lưới
nội bào ER. Nó đánh dấu sự chuyển vị trí vào phần lumen (khoang) của ER. Các TTTH được sắp
xếp luôn luôn ở gần đầu cuối N của protein. Trong quá trình tổng hợp, đoạn đó thoát khỏi Ribosome
sớm hơn. Có khoảng hơn 100 đoạn TTTH
đã được xác định. Đoạn TTTH thường có chiều dài
khoảng 15-36 acid amin, trên đó có các đoạn đặc trưng khoảng 10-15 acid amin kỵ nước, một hoặc
nhiều hơn acid amin tích điện dương thường ở gần đầu cuối N đứng trước các acid amin kỵ nước và
một đoạn ngắn về phía đầu cuối C (vị trí cắt) là các acid amin ngắn như Gly, Ala (hình 8.29 a,b).
Hình 8.29 a
. Tổng hợp và bài xuất protein tiết
Hình 8.29 b
. Tổng hợp protein màng sinh chất
Đoạn TTTH được tổng hợp trên Ribosome gắn vào ER. TTTH là công cụ trong việc định
hướng Ribosome vào ER. TTTH xuất hiện sớm trong quá trình tổng hợp vì nó ở gần đầu cuối N.
Khi TTTH thoát khỏi Ribosome thì TTTH và Ribosome tự nó nhanh chóng gắn với dấu hiệu nhận
biết phân tử –Signal recognidion particle (SRP). SRP được tạo thành do 6 protein khác nhau và
phân tử RNA 7S. SRP chỉ gắn tạm thời trong quá trình tổng hợp protein. Khi peptide có khoảng 70
acid amin thì ngừng gắn. SRP cũng gắn với Ribosome. Toàn bộ ph
ức hợp này được gắn với

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 277
Receptor. SRP và Receptor Ribosome trên bề mặt của ER. Chuỗi polypeptide mới sinh được giao
cho phức hợp chuyển vị trí peptide trên ER. SRP rời khỏi Ribosome và tiếp tục một chu kỳ mới.
Phức hợp chuyển vị trí nuôi dưỡng cho chuỗi polypeptide phát triển kéo dài trong lumen của
ER.TTTH bị tách rời bởi enzyme thuỷ phân tín hiệu ở trong lumen của ER. Ở trong lumen, protein
mới sẽ biến đổi theo các con đường riêng: Tạo thành các liên kết disulfide cũng như nhiều protein
sẽ glucid hoá (hình 8.30).
Hình 8.30. Đưa protein màng đã chuyển hoá vào màng lưới nội chất. (a)protein màng có

thể cắt bỏđuôi tín hiệu cuối N và đuôi Stop- transfer; (b) protein màng type II đuôi tín hiệu cuối
N không được loại bỏ; (c) protein màng type III có đuôi tín hiệu multiple và Stop- transfer.
11. Sự Glucid hoá của protein.
Quá trình này xảy ra trong lưới nội bào và trong phức hợp Golgi. Sự glucid hoá này quan
trọng vì 2 lý do: Thứ nhất nó làm thay đổi hoạt tính sinh học, thay đổi tính hoà tan, tính ổn định và
tính chất vật lý của protein. Thứ hai chính nhóm carbohydrate của glucoprotein cũng có tác dụng
như một d
ấu hiệu nhận biết vị trí mà protein đó định vị. Sự glucid hoá không phụ thuộc vào bộ ba
mã di truyền. Vị trí glucid hoá phụ thuộc vào những acid amin thích hợp trên phân tử protein và đặc
tính của enzyme với cơ chất được glucid hoá. Sự glucid hoá protein có nhiều loại
glycosyltraspherase tham gia (khoảng trên 100).
Trong protein được glucid hoá các oligosaccharide thường được liên kết với protein thông qua
Asn. Các liên kết N- oligosaccharide được hình thành bằng nhiều cách, nhưng có chung bước đầu
tiên: 14 đơn vị oligosaccharide bao gồm 2 phân tử N- acetyl glucosamine, 9 manose, 3 glucose
được vận chuyể
n từ dolichol phosphate mang đến từng phân tử Asn trên protein.
oligosaccharide được gắn vào nhóm phosphate của phân tử dolichol phosphate bằng cách gắn
lần lượt, gắn từng monosaccharide. Thể oligosaccharide hoàn thiện nhờ hệ thống enzyme
transferase vận chuyển từ dolichol phosphate sang protein. Các transferase nằm trên mặt lumen của

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 278
ER và chúng không xúc tác quá trình glucid hoá các protein của bào tương. Sau khi vận chuyển vào
trong lumen thể oligosaccharide được sắp xếp và tiếp tục biến đổi bằng các con đường khác nhau
với các protein khác nhau, nhưng tất cả những liên kết N- oligosaccharide vẫn được duy trì (hình
8.31, 8.32).
Hình 8.31
. Tổng hợp oligosacchoride gắn N trên chất mang dolichol phosphte ở màng RER.

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 279
Hình 8.32. Chuyển Oligosaccharide tới protein và các quá trình xa hơn xảy ra trên RER

và Golgi.
Protein rời khỏi ER đến phức hợp Golgi trong các nang chuyên chở. Trên phức hợp Golgi, các
liên kết O-oligosaccharide được hình thành và liên kết N- oligosaccharide được biến đổi. Bằng
những cơ chế này các protein biến đổi phù hợp để cuối cùng giữđúng như dựđịnh.
Trong phức hợp Golgi, các protein được chuyển ra cho các tế bào bên ngoài qua màng bào
tương hoặc lysosome. Hai cách vận chuyển khác nhau này được phân biệt trên đặc điểm cấu trúc
không gian ba chiều củ
a protein, khác với TTTH đã được tách rời trong lumen của ER. Quá trình
phân biệt protein được biết rõ ràng đối với Hydrolase, protein vận chuyển đến lysosome. Cấu trúc
ba chiều của Hydrolase đôi khi được gọi là dấu hiệu ghép nối, được nhận biết bởi
Phosphotransferase, enzyme xúc tác sự phosphoryl hoá một vài mannose trong enzyme của
oligosaccharide . Sự có mặt của một hoặc nhiều mannose –6- phosphate trong liên kết N-
oligosaccharide là dấu hiệu cấu trúc chính nó hướng protein đến lysosome. Receptor protein trên
màng của phức hợp golgi nhận biết dấu hi
ệu mannose –6- phosphate này và gắn với hydrolase tạo
thành phức Receptor –hydrolase.Những nang chứa phức hợp Receptor –hydrolase chuyển từ Cis
sang Trans của phức hợp Golgi, bằng con đường đó đến nang phù hợp.Tại đây phức hợp Receptor –
hydrolase bị tách rời do pH thấp trong các nang và bởi sự tách rời nhóm phosphate của mannose –6-
phosphate dưới tác dụng của phosphatease. Receptor quay trở lại phức hợp Golgi và nang chứa
hydrolase từ nang tương ứng vào lysosome. Như vậy đối với hydrolase liên kết N- oligosaccharide
đóng vai trò chìa khoá trong việc
định hướng enzyme này tới lysosome (hình 8.33).

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 280
Hình 8.33. Tổng hợp và định hướng protein Lysosome
12. Các protein đi vào ty lạp thể.
Các protein được tổng hợp trong bào tương trên các ribosome tự do, sau đó được chuyển vào
ty lạp thể. Các protein mới được tổng hợp được coi như một tiền thân, có phân tử lớn. TTTH ở cuối
N cung cấp dấu hiệu cho protein đến ty lạp thể thì chưa được xác định hoàn toàn, nhưng nó giầu
acid amin có nhóm OH và thường thiếu các acid amin có tính acid. TTTH này được nhận biết bởi

Receptor củ
a ty lạp thể có khả năng nhờ sự giúp đõ của yếu tố nhập khẩu (import factor). Các
protein được chuyển vị trí qua cả hai màng vào trong Matrix (chất nền), sau đó các protein rời khỏi
TTTH nhưng trật tự các acid amin còn lại không thay đổi. Một ví dụ protein đi vào ty lạp thể theo
kiểu này là Cytocrom b2. Còn Cytocrom C thì lại khác, nó không được tổng hợp dưới dạng một tiền
thân có phân tử lớn, nhưng lại có TTTH nằm trong cấu trúc của Cytocrom C. Phần apoprotein này
nằm gần mặt ngoài của màng và đi vào phần giữa hai màng. Liên kết đồng hoá trị với Hem và sự
thay đổi cấu trúc làm cho nó không quay trở lại bào tương (hình 8.34).

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 281
Hình 8.34. Chuyển protein tới chất nền của ty thể
13. Các protein nhân tế bào.
Nhân tế bào nhận nhiều protein để cấu tạo riêng cho nhân và cho các quá trình sao chép DNA.
Ở màng nhân có các lỗ cho phép các protein phân tử nhỏđi qua. Các protein đều có đoạn TTTH
đặc biệt định hướng protein vào trong nhân tế bào. Đoạn TTTH này rất giầu lysine và Arginine. Các
Histon và Nucleosome được điều hoà bởi một protein gọi là Nucleoplasmine. Các protein khác có
thểđược giữ lại trong nhân bởi sự tạo thành những phức hợp trong các bào quan. Đoạn TTTH định
hướ
ng cho protein đến nhận, ví dụ trật tự các acid amin (-Pro-Lys-Lys-Arg –Lys –Val-) nằm trong
cấu tạo phân tử không bị tách rời. Dấu hiệu này cho phép protein như DNA polymerase, RNA
polymerase vào trong nhân nhanh chóng qua các lỗ của nhân.
Câu 1: Đặc điểm trao đổi protit ởđộng vật cao đẳng?
Câu 2: Sự tiêu hoá và hấp thu protit ởđộng vật?
Câu 3: Hãy kể một số enzym tiêu hoá protit ởđộng vật?
Câu 4: Phản ứng khử amin (-NH
2
)? ý nghĩa của phản ứng này?
Câu 5: Phản ứng chuyển nhóm amin (-NH
2
) trong axít amin? Vai trò của phản ứng

này đối với sự sống của sinh vật?
Câu 6: Phản ứng khử nhóm carboxyl (-COOH) trong axít amin? Nêu vai trò của phản
ứng này?
Câu 7: Vòng Ornitin và vai trò sinh học của nó?
Câu 8: Trình bày quá trình hoạt hoá và tạo phức hợp khởi đầu trong quá trình tổng
hợp protit theo khuân mẫu?
Câu 9: Trình bày quá trình kéo dài chuỗi peptit và kết thúc trong sự tổng hợp protit
theo khuân mẫu?

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 282
CHƯƠNG IX
MIỄN DỊCH HỌC
Sự sống trên trái đất phát triển theo quy luật "cạnh tranh", đây cũng là động lực của quy luật tiến
hoá, cho nên tất cả mọi cơ thểđều bị tấn công liên tục bởi cơ thể khác. Để đáp ứng lại các xâm nhập,
cơ thểđộng vật đã phát triển nhiều chiến thuật bảo vệ khác nhau. Các vi sinh vật và vi rút khi vào
được bên trong cơ thểđã gây ra nhiều bệnh cho cơ thể. Cơ thểđộng vật
đã trải qua sự tiến hoá cách
thức bảo vệ phức tạp của mình mà chúng ta hiểu đó là hệ thống miễn dịch. Miễn dịch theo tiếng
Latinh là immunis có nghĩa là được miễn (ví dụ miễn dịch đối với các bệnh đậu mùa, sởi khi đã trải
qua mắc lần đầu hay đã được tiêm phòng vaccin).
Các mầm bệnh (Pathogen) trước hết vi phạm hàng rào vật lý là da và màng nhầy, ởđây, nó
được phân biệt là vật xâm nhậ
p từ bên ngoài và nó sẽ bị tiêu diệt. Trong phạm vi chương này chúng ta
sẽ bàn về hệ thống miễn dịch và sự nhận diện các vật xâm nhập từ bên ngoài vào cũng như sự phân
biệt chúng với các thành phần bình thường của cơ thể, rồi tiêu diệt nó như thế nào. Hệ thống miễn dịch
và hệ thống thần kinh của động vật có xương sống luôn luôn phát triển tương xứng với nhau.
1. H
ệ thống miễn dịch của cơ thể (các dạng đáp ứng miễn dịch).
Có 2 hệ thống miễn dịch, đó là hệ thống miễn dịch tế bào và hệ thống miễn dịch dịch thể.
Miễn dịch tế bào (Cellular Immunity) là sự chống lại các tế bào đã bị thâm nhiễm Virus, ký

sinh trùng, các mô lạ thông qua tác động trung gian của các tế bào lymphocyte.
Miễn dịch thể dịch (Humoral Immunity) Humor là thuật ngữ
cổ của thể dịch (Fluid), nó có
hiệu ứng nhất trong việc chống lại sự thâm nhiễm của vi khuẩn và Virus, nó được tác động trung gian
bởi rất nhiều dẫn xuất chọn lọc của các protein có liên quan được hiểu là kháng thể hay là các globulin
miễn dịch (Immunoglobulin - Ig). Các kháng thểđược tạo ra từ các tế bào B, ởđộng vật có vú, các tế
bào này đã được chín (mature) ở trong tuỷ xương.
1.1. Hệ thống miễn dịch tế bào (Cellular Immunity).
Đây là cách chống lại các tế bào, vật lạ xâm nhiễm vào cơ thể như vi rút, vi khuẩn thông qua
bản thân tế bào có khả năng gây miễn dịch đặc hiệu, nghĩa là tế bào kết hợp với những kháng nguyên
tương ứng được gắn trên một tế bào khác.
Tính miễn dịch của động vật có xương sống là do những dạng xác định của tế bào máu chọn lọc
đó là các lymphocyte. Chúng được sinh ra như tất c
ả các tế bào máu bắt nguồn từ các tế bào tiền thân
thông thường (tế bào nguồn) ở tuỷ xương. Tuy nhiên các tế bào lymphocyte khác hẳn với các tế bào
hồng cầu, nó có thể rời khỏi dòng máu đi vào khoảng không nội bào nơi có các tác nhân bên ngoài
xâm nhập, đồng thời chúng có thể quay trở lại mạch huyết quản.
Có 2 loại lymphocyte: lymphocyte T và lymphocyte B
1.1.1. Lymphocyte T.
Lymphocyte T được sinh ra ở tuỷ xương, di chuyển về tuyến ức (thymus) và thành thục ởđây,
sau đó vào máu, m
ột ít vào hạch lâm ba. Lymphocyte T thành thục chưa có khả năng miễn dịch, sau
khi được kháng nguyên kích thích, nó được hoạt hoá trở thành tế bào lymphocyte T mẹ, đi vào lách
hoặc hạch lâm ba, ởđây chúng tăng sinh trở thành lymphocyte T có khả năng miễn dịch rất mạnh. Về
chức năng, người ta chia lymphocyte T ra thành mấy loại sau:

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 283
Tế bào lymphocyte T hiệu ứng (effetor T, ký hiệu là Te hay còn gọi là lymphocyte giết- Killer
T (T
k

): chúng có tác dụng trực tiếp tham gia miễn dịch tế bào, có khả năng phá huỷ, phân giải vật lạ, tế
bào ung thư.
Tế bào lymphocyte T hỗ trợ (Helper T Cell ký hiệu T
H
): có tác dụng hiệp đồng với bạch cầu
đơn nhân lớn, xúc tiến hoạt hoá tế bào lymphocyte B.
Tế bào lymphocyte T ức chế (Suppesor T ký hiệu T
S
): có vai trò ức chế và hoạt hoá tế bào
lymphocyte B và các tế bào T khác, tham gia điều hoà miễn dịch.
Tế bào lymphocyte T nhớ (Memory T ký hiệu T
m
): có đời sống dài, nên khi gặp kháng nguyên
mà nó đã tiếp xúc thì tăng sinh và đáp ứng miễn dịch mạnh.
Lymphocyte T có quan hệ mật thiết với bạch cầu đơn nhân. Bạch cầu đơn nhân thực bào kháng
nguyên, phân giải kháng nguyên và tiết vào máu những mảnh phân tử miễn dịch, gây kích hoạt tế bào
lymphocyte T. Đôi lúc kháng nguyên (KN) kết hợp kháng thể (KT) ngay trên bề mặt tế bào đơn nhân
lớn, sau đó tiếp xúc với tế bào lymphocyte T, truyền thông tin miễn dịch cho t
ế bào lymphocyte T.
Người ta đã phát hiện ở lymphocyte T hỗ trợ và lymphocyte T ức chế một số chất có tác dụng
đối với lymphocyte như:
TSF(Thymus stimuleative factor): Yếu tố kích thích tế bào tuyến ức.
T
c
GF(T cell growth factor): Yếu tố sinh trưởng tế bào T.
Về sau người ta đặt tên cho những yếu tố này là interlukin-II (iL-2). Những chất này có tác dụng
làm tăng sinh sản tế bào T, iL-2 có tác dụng hoạt hoá tế bào B, tế bào T.
1.1.2. Lymphocyte B.
Lymphocyte B được sinh ra ở tuỷ xương, thành thục ởđây hoặc ở túi huyệt (Bursa Fabricius)
của gia cầm. Chức năng chính của các lymphocyte B là sinh ra các kháng thể dưới sự kích thích của

lymphocyte T.
Có một sốđại thực bào (tế bào dạng bạch tuộc ở lách và hạ
ch lympho, tế bào Langerhans ở dưới
da, tế bào Kuffer ở gan) làm nhiệm vụ bẫy và tập trung KN. Phần lớn các KN đều bị các đại thực bào
bắt và xử lý, sau khi xử lý các KN, đại thực bào có nhiệm vụ trình diện các KN cho lymphocyte T.
Sựđáp ứng miễn dịch tế bào được hình thành do sự có mặt của các phân tử lạ, các protein và
acid nucleic mà chúng ta hiểu là kháng nguyên (antigen).
Quá trình này xảy ra thông qua một sery phức tạp của các tương tác trung gian giữa các dạng tế
bào T với các tế bào B gắn đặ
c hiệu một kháng nguyên (hình 9.1). Đáp ứng miễn dịch tế bào dẫn đến
sự huỷ hoại các tế bào "phạm tội". Nó được bắt đầu khi một đại thực bào(macrophage) (1a, 1b) xử lý
một kháng nguyên lạ, khi đã được tiêu hoá một phần đai thực bào phơi bày các mẫu kháng nguyên
trên bề mặt của nó (3a, 3b). Người ta cho rằng ởđó các mẫu kháng nguyên được gắn với một trong hai
dạng protein bề mặt tế bào, đó là ph
ức hợp hoà hợp tổ chức chính - Major Histocompatibility Complex
(MHC) (được gọi như thế vì chúng được phiên mã từ một dẫy gen MHC). MHC rất đa dạng (có nhiều
allele). Các cá thể phân biệt với nhau bởi protein MHC. Vì thế MHC là các marker của các cá thể.
Protein MHC lớp I có mặt trên bề mặt của tất cả các tế bào có nhân của động vật có xương
sống. Đại thực bào (Macrophage) có protein MHC lớp I được nhận biết bởi các Receptor của tế bào T
(T Cell Receptor), các Receptor này có trên bề mặ
t của các tế bào

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 284
Hình 9.1. Các con đường Đáp ứng miễn dịch (Marrack và Kappler 1086)
T gây độc chưa chín (Immature Cytotoxic T Cell). Để gắn với Macrophage đã phơi bày kháng nguyên
trên bề mặt, các Receptor này phải tạo được phức đặc biệt giữa kháng nguyên với Protein MHC lớp I
(4a). Dĩ nhiên không có một phân tửđơn lẻ nào lại có thể làm được việc này. Cũng bằng cách tương

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 285
tự, các Macrophage có mang trên mình những mảnh kháng nguyên tạo phức với Protein MHC lớp II

lại được gắn với các tế bào T giúp đỡ chưa chín (Immature Helper T cell - T
H
) có mang các Receptor
cùng họ (Cognate Receptor) (4b). Chính vì hệ thống nhận biết phức tạp này trên bề mặt tế bào T đã
tránh lãng phí cho hệ thống miễn dịch tế bào không tác động trên các đích không phải là tế bào (hình
9.1).
Các tế bào T gắn với phức Macrophage đã phơi bày kháng nguyên và Protein MHC sẽ tạo cảm
ứng dây truyền, một quá trình được hiểu là sự lựa chọn dòng (Clonal selection) lần đầu tiên Niel Kaj
Jerne, Macfarlane Burnet, Joshua Lederberg và David Talmadge đã mô tả vào những năm 1950. Kết
quả là chỉ những t
ế bào T nhận dạng đặc hiệu các kháng nguyên xâm nhập thì mới được sản xuất với
số lượng lớn. Sự lựa chọn dòng xảy ra là do một macrophage khi gắn với một tế bào T sẽ giải phóng ra
một yếu tố có tên là Interleukin (5a, 5b) nó kích thích đặc hiệu các tế bào T làm tăng sinh và biệt hoá
(6a, 6b). Quá trình này cũng được kích thích bởi một chất tự tiết (autostimulatory secretion) của tế bào
T gọi là Interleukin 2 (hình 9.1).
Chỉ có các tế bào T tạo ra được Receptor với Interleukin 2 thì m
ới gắn được với Macrophage
(7a, 7b) vì vậy nó tránh được sự tăng sinh không hạn chế của tế bào T. Tuy nhiên, một số lượng lớn
các tế bào T độc tế bào đã chín (8a) thì các Receptor của chúng lại là đích đặc hiệu cho các tế bào túc
chủ phơi bày cả kháng nguyên lạ và cả protein MHC lớp I, điều này được xảy ra sau vài ngày khi
kháng nguyên xâm nhập lần thứ nhất. Các tế bào T gây độc tế bào hay còn gọi là các tế bào T giết
(Killer T): Chúng gắn với các t
ế bào túc chủ mang kháng nguyên (9) và ở thời điểm tiếp xúc nó giải
phóng ra một protein FO - KD gọi là Perforin nằm trên các tế bào đích (10) tạo nên các lỗ trên màng
tương bào (hình 9.1).
Chức năng chủ yếu của hệ thống miễn dịch tế bào là ngăn ngừa sự trải rộng của sự thâm
nhiễm Virus bằng cách giết các tế bào túc chủđã bị thâm nhiễm Virus (Các protein bao lấy Virus
thường được phơi bày trên bề mặt của một t
ế bào động vật trong những giai đoạn muộn hơn của sự
thâm nhiễm Virus). Miễn dịch tế bào cũng có tác dụng chống lại sự thâm nhiễm của nấm, ký sinh

trùng và những dạng ung thư xác định. Nhưng một thực tế là chức năng sống của hệ miễn dịch tế bào
đã trở nên yếu kém hơn vì trong những năm gần đây có sự trải rộng của AIDS (Acquired Immuno
Deficiency Syndrome: triệu chứng thiếu hụt miễn dịch mắc phải) mà tác nhân gây nên là HIV (Human
Immunodeficiency Virus: Virus gây thiếu hụt miễn dịch cho người), Virus này đã tác động bằng cách
tấn công đặc hiệu vào Helper T Cell. Hệ thống miễn dịch tế bào cũng gặp nhiều khó khăn với các
thuốc hiện đại không có trong tự nhiên chẳng hạn thuốc tránh sự loại trừ mô và các tổ chức ghép từ
các donor bên ngoài. Những tổ chức ghép được nhận biết như
một chất lạ vì chúng có protein MHC
khác với Protein MHC của túc chủ. Để khắc phục sự loại trừ mảnh ghép chỉ có cách là phát triển các
thuốc kìm hãm miễn dịch (Immunosuppressant) như Cyclosporin A và FK506, những chất này chỉ kìm
hãm đáp ứng miễn dịch nhưng không làm cho cơ thể mất sự bảo vệ trước các mầm bệnh khác.
1.2. Hệ thống miễn dịch thể dịch (Humoral Immunity).
Miễn dịch thể dịch là cách miễn dịch do các tế bào miễn dịch tiết kháng thể vào máu. Những
kháng thể này sẽ kết hợp với kháng nguyên tương ứng. Đây là cách miễn dịch có hiệu ứng nhất trong
việc chống lại sự xâm nhiễm của vi khuẩn, vi rút , nó được tác động trung gian bởi rất nhiều dẫn xuất
chọn lọc của các protein có liên quan được hiểu là các kháng thể hoặc các globulin miễn dịch
(Immunoglobulin - Ig), các kháng th
ể này thường là do tế bào lymphocyte B sản sinh ra trước sự kích
thích của helper T cell.
Các tế bào B có cả Immunoglobulin cũng như protein MHC lớp II (4c) trên bề mặt của chúng.
Nếu một tế bào B chạm trán với một kháng nguyên gắn vào một Immunoglobulin đặc biệt của nó thì
sẽ tạo một phức (12) và kháng nguyên được tiêu hoá một phần (13) để lộ các đoạn (fragment) trên bề
mặt của phức hợp với protein MHC lớp II (14). Các tế bào T giúp đỡ đã chín (8b) có mang các
Receptor đặc hiệu v
ới phức hợp này sẽ gắn vào tế bào B (15) và khi đáp ứng thì giải phóng các
Interleukin kích thích sự tăng sinh và biệt hoá tế bào B (16). Sự phân chia tế bào còn tiếp tục cho đến

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 286
khi các tế bào B được kích thích bởi helper T Cell (17), các helper T Cell lại phụ thuộc vào sự có mặt
liên tục của kháng nguyên (1b - 8b) (hình 9.1).

Hình 9.2. Đáp ứng miễn dịch sơ cấp và thứ cấp
Hầu hết hậu duệ của tế bào B là các tế bào plasma (18) các tế bào này chuyên hoá tiết
ra một lượng lớn kháng thểđặc hiệu kháng nguyên. Kháng thể gắn với các kháng nguyên
(19), vì thế có thểđánh dấu nó bằng sự phá huỷ theo kiểu Phagocytosis (được tiêu hoá bởi
bạch cầu gọi là thực bào) hoặc theo kiểu hoạt hoá hệ thống bổ thể (một dẫy các protein tác
động trung gian làm tan tế
bào và gây các phản ứng viêm cục bộ).
Các tế bào B và T thường chỉ sống vài ngày trừ phi nó được kích thích bởi kháng nguyên thích
hợp. Tuy nhiên, sự tăng sinh của tế bào B lại bị giới hạn bởi các tương tác của chúng với T ức chế (Ts)
- cũng là một hậu duệ của lympho T nhưng có chức năng đối nghịch với helper T Cell.
Một nét rất đặc trưng của hệ miễn dịch là một sinh vật rất hi
ếm khi bị nhiễm 2 lần với cùng một
mầm bệnh giống nhau hoàn toàn, điều đó có nghĩa là sự phục hồi sau sự thâm nhiễm của một mầm
bệnh làm cho con vật miễn dịch với mầm bệnh đó. Cái được gọi là đáp ứng miễn dịch thứ cấp này
được tác động trung gian bởi các tế bào T nhớ sống lâu hơn (11) và các tế bào B sống lâu (20) khi
chạm trán lại với các kháng nguyên cùng h
ọ, có thể 10 ngày sau thì nó tăng sinh rất nhanh và ồạt so
với các tế bào T và B còn "trinh" (những tế bào chưa hề chạm trán với kháng nguyên) (hình 9.1 và
9.2).
Đặc tính này của hệ miễn dịch đã được nhận ra ngay từ thời xa xưa. Một nhà sử học người Hy
Lạp tên là Thucydides đã ghi chú trên 200 năm nay rằng: "Những người ốm khi được điều trị khỏi thì
không bị mắc lại lần thứ 2 thứ bệnh đó".
1.3. Hệ thống Miễn dịch là hệ thống tự dung nạp.
Hầu hết các đại phân tử sinh học đều có tính kháng nguyên. Vì thếđể tránh sự huỷ hoại hệ
thống miễn dịch, động vật phải phân biệt rõ giữa kháng nguyên của mình và kháng nguyên lạ. Quá

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 287
trình này được lựa chọn một cách tuyệt đối. Đối với động vật có xương sống có tới hàng mười ngàn
các đại phân tử khác nhau mà mỗi đại phân tử lại có vô số các vị trí kháng nguyên khác biệt.
Vậy cơ chế của sự tự dung nạp là gì ? Như ta đã biết hệ thống miễn dịch của động vật trở nên

hoạt hoá quanh thời điểm được đẻ ra. Nếu m
ột kháng nguyên lạđược cấy vào phôi trước lúc đẻ thì
động vật không có khả năng tạo miễn dịch chống lại kháng nguyên đó. Rõ ràng là hệ thống miễn dịch
đã loại đi những dòng tế bào B hoặc T đã nhận dạng được các kháng nguyên có mặt đúng thời điểm
mà hệ miễn dịch trở nên hoạt hoá (lựa chọn dòng). Tuy nhiên, lại có rất nhiều dòng mới của
lymphocyte mà mỗi dòng lại có một bộ
gần nhưđộc quyền về các quyết định kháng nguyên được phát
triển lên trong đời sống của động vật. Như vậy tự dung nạp phải là một quá trình tiến triển. Người ta
đã hiểu rất rõ về cơ chế của quá trình này, nó xảy ra ở tuyến ức. Chỉ những tế bào T “trinh” có mang
các Receptor gắn với protein MHC nhưng không có ái lực với kháng nguyên của mình thì mới được
chọn lọc di truyền. Như vậ
y, chỉ có một bộ phận rất nhỏ lymphocyte được tạo ra bởi tuyến ức là rời
liên tục khỏi tổ chức đó. Nhưng thỉnh thoảng hệ miễn dịch cũng mất dung nạp với một vài kháng
nguyên của mình, kết quả là gây ra các bệnh tự miễn ví dụ bệnh nhược cơ trầm trọng (Myasthenia
Gravis), một bệnh tự miễn trong đó cơ thể tạo ra các kháng thể
chống lại các Receptor của
Acetylcholin của cơ, xương (Acetylcholin là một chất dẫn truyền thần kinh (neurotransmitter) làm cho
co cơ), kết quả là làm cơ bị yếu ở thời kỳ phôi cũng như các giai đoạn tiếp theo của đời sống sinh vật.
Cũng tương tự như vậy những người mắc bệnh lupus ban đỏ hệ thống (systemic lupus erythematosis)
là một bệnh viêm thường xảy ra ở thời kỳ phôi thai, c
ơ thể tạo ra các kháng thể chống lại nhiều thành
phần tế bào của chính mình, bao gồm các protein ribonucleate và DNA. Một bệnh tự miễn thường gặp
khác là bệnh khớp (hệ miễn dịch tấn công vào các chỗ khớp nối của mô liên kết), hay bệnh đái tháo
đường phụ thuộc Insulin (Insulin-dependent diabetes mellitus) và bệnh đa sơ cứng (multiple sclerosis).
2. Cấu trúc và chức năng của kháng thể (Immunoglobulin).
Kháng thể do Kitasato tìm ra năm 1890 và ông đã định nghĩa KT là globulin miễn dịch
(Immuno globulin ký hiệu là Ig ). Kháng thể là thành phần của sự bảo vệ thể dịch luôn luôn có trong
huyết thanh của động vật và được tổng hợp nhiều khi gây miễn dịch nhân tạo cũng như khi có bệnh
truyền nhiễm. Bản chất của KT là một nhóm globulin làm nhiệm vụ thực hiện cơ chế " đáp ứng miễn
dịch "

Cấu trúc củ
a kháng thể: Theo Gerald Edelman và Rodney Porter, hầu hết các Immunoglobulin
và các khối cấu trúc cơ bản của nó đều bao gồm 2 chuỗi nhẹ và 2 chuỗi nặng.
Chuỗi nhẹ (Light chain) kí hiệu L có khoảng 214 acid amin. Chuỗi nhẹ có 2 dạng là K (Kappa)
và λ (lamda), có khối lượng khoảng 23 KD
Chuỗi nặng ( Heavy chain) kí hiệu H có khoảng 446 acid amin, có khối lượng khoảng 75 KD.
Chuỗi nặng có 5 loại:
M (Muy) tương ứng có kháng thể IgM
G (Gamma) tương ứng có kháng thể IgG
D (Delta) tương ứng có kháng thể Ig D
E (Espilon) tương
ứng có kháng thể Ig E
A (Alpha) tương ứng có kháng thể Ig A
Tương ứng có 5 lớp Immunoglobulin.
Các subunit gắn với nhau qua các liên kết disulfide cũng như hình thành các tương tác không
đồng hoá trị. Kỹ thuật Electron Micrograph cho thấy nó là các dimer (L - H)
2
hình chữ Y (Hình 9.3,
9.3b). Immunoglobulin là các glyco protein; ở mỗi chuỗi nặng có một oligosaccharide.

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 288
Ở người có 5 lớp Immunoglobulin (Ig) được ký hiệu là IgA, IgD, IgE, IgG và IgM. Chúng khác
nhau bởi các dạng chuỗi nặng tương ứng là α, δ, ε, γ và μ (bảng 9.1). Có 2 dạng chuỗi nhẹ là κ và λ.
Các lớp IgD, IgE và IgG chỉ tồn tại ở dạng dimer (L - H)
2
. Còn IgM là pentamer (hình 9.4a), IgA có
thể là monomer, Dimer và Trimer của các dimer này (Hình 9.4b). Các Unit dạng dimer của các
multimer được gắn với nhau bởi liên kết disulfide và gắn với một protein ∼ 20 - KD gọi là chuỗi J
(Joining chain). IgM của tế bào B cũng có dạng Monomer gắn với màng. Đó là vị trí gắn kháng
nguyên của IgM monomer để tạo cho IgM đáp ứng miễn dịch thể dịch.

Bảng 9. 1
. Phân loại các lớp Globulin miễn dịch của người.
Lớp Chuỗi nặng Chuỗi nhẹ Cấu trúc dưới
đơn vị
Khối lượng
phân tử
IgA
α
κ or λ (α
2
κ
2
)
n
J
a
(α
2
κ
2
)
n
J
a
360 - 720
IgD
δκ or λδ
2
κ
2

δ
2
λ
2
160
IgE
ε
κ or λε
2
κ
2
ε
2
λ
2
190
IgG
b
γ
κ or λγ
2
κ
2
γ
2
λ
2
150
IgM
μ

κ or λ (μ
2
κ
2
)
5
J
(μ
2
λ
2
)
5
J
950
Về cấu trúc của kháng thể:
Năm 1959, Porter chỉ rõ rằng, IgG - lớp Ig phổ thông nhất khi bị phân cắt bởi papain ở phần bản
lề thì người ta được 2 đoạn Fab (Antigen binding Fragmet): đoạn gắn với kháng nguyên và một đoạn
Fc (Crystalizable Fragmet): đoạn kết tinh. Đoạn Fc bao gồm các đoạn cuối C của hai chuỗi nặng (Hình
9.3a, 9.3b,). Fc có vai trò quan trọng, tuy không làm nhiệm vụ gắn kháng nguyên nhưng Fc có khả
năng gắn v
ới tế bào khác và làm hoạt hoá tế bào nó gắn. Đoạn Fc chứa các vị trí effector thực hiện
chức năng thực bào, tạo phức với bổ thể và hướng sự vận chuyển của các Ig tới các vị trí tác động của
chúng. Fc có receptor để gắn vào bổ thể, đồng thời Fc còn có vai trò làm nhiệm vụ thoái hoá (phân giải
Ig khi kết thúc nhiệm vụ).

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 289
Hình 9.3a. Cấu trúc của phân tử Immunoglobulin (theo Dr Landry)

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 290

Hình 9.3b
. Cấu trúc của phân tử Immunoglobulin (theo Mike Clark, 1994).
Trong phân tử Ig phần chuỗi nhẹ (L) lại chia làm 2 phần: phần biến đổi (Variable) kí hiệu là
V
L
và phần cốđịnh (Constant) kí hiệu là C
L
. Ở chuỗi nặng cũng được chia thành 2 phần: phần biến
đổi (Variable) kí hiệu là V
H
và phần cốđịnh (Constant) kí hiệu là C
H
. Phần biến đổi nằm trong đoạn
Fab, nó có thể biến đổi cho phù hợp tương ứng với KN mà nó cần tác dụng (hình 9.3a, 9.3b, 9.4a,
9.4b).
Chức năng của kháng thể: Những lớp Ig tiết khác nhau có các chức năng sinh lý khác nhau.
IgM có nhiều trong máu, có hiệu ứng nhất đối với việc chống lại sự xâm nhập của các vi sinh
vật. Đó là một Ig được tiết ra đầu tiên trong đáp ứng với một kháng nguyên; nó được t
ạo ra sau 2 đến 3
ngày khi cơ thể chạm trán lần đầu tiên với kháng nguyên.
IgG là Ig phổ thông nhất, nó được phân phối đồng đều trong máu và trong các dịch kẽ. Chỉ có
kháng thể này mới qua được nhau thai (qua Receptor mediated endocytosis) vì thế nó cung cấp tính
miễn dịch cho phôi. IgG được tạo ra sau 2 đến 3 ngày khi IgM xuất hiện lần đầu tiên.
Hình 9.4a. Cấu trúc của Ig M

Hình 9.4b. Cấu trúc của IgA
IgA có nhiều trong đường tiêu hoá và trong các chất tiết như nước bọt, mồ hôi, nước mắt. IgA
chống lại sự xâm nhập của các Pathogen bằng cách gắn với các vị trí kháng nguyên của chúng do vậy
khoá chặt các quá trình gắn với bề mặt ngoại biên. IgA cũng là một kháng thể chủ yếu của sữa và sữa
đầu. Vì thế nó giúp cho trẻ sơ sinh chống lại các pathogen xâm nhập bằng đường ruột.

Trng i hc Nụng nghip H Ni Giỏo trỡnh Hoỏ Sinh ng vt 291
IgE thng cú mt trong mỏu vi nng thp, nú cú tỏc dng chng li ký sinh trựng v cú
liờn quan n cỏc phn ng dng.
IgD cng cú mt trong mỏu vi liu lng thp, chc nng ca Ig ny cha rừ.
Các vùng cố định và các vùng có thể biến đổi của chuỗi nặng và chuỗi nhẹ của kháng thể.
Để xác định đặc tính của một phân tử, điều cần thiết là phải có đợc các phân tử tinh khiết. Đòi
hỏi này là một trở ngại lớn đối với các nhà miễn dịch học. Khi một con vật tiếp xúc với một kháng
nguyên đặc biệt nó hình thành vô số dòng tế bào plasma, mỗi dòng tổng hợp một Ig gắn kháng nguyên
khác nhau chút ít. Vì thế kháng thể là không đồng nhất. Tuy nhiên, trở ngại này đ đợc đẩy lui vào
đầu những năm 1960 khi phát hiện ra những cơ thể có multi myeloma - một tế bào plasma ung th, nó
tổng hợp một lợng lớn các mẫu đơn của Ig có tên là Myeloma protein. Một số myeloma tạo ra một
lợng thừa các chuỗi nhẹ, khi nó đợc tiết vào trong nớc tiểu thì gọi là protein Bence - Johnes (sau khi
Henry Bence Johnes phát hiện lần đầu tiên vào năm 1847).
Các đuôi aminoacid của một vài protein Bence Johnes có chứa 214 gốc, ngời ta phát hiện ra
rằng sự khác nhau về đuôi (trình tự) giữa các chuỗi nhẹ là ở những nửa cuối N của chúng. Vùng có thể
biến đổi của chuỗi nhẹ có các gốc trải từ 1 đến 108, đợc gọi là vùng biến đổi (Variable) ký hiệu là V
L
.
Còn vùng cố định bao gồm các gốc từ 109 đến 214 đợc gọi là vùng cố định (Constant) ký hiệu là C
L
(Hình 9.3a, 3b,). Cũng tơng tự nh vậy, khi so sánh với chuỗi nặng myeloma có 446 gốc thì thấy tất
cả các trình tự đều khác nhau từ gốc 1 đến 125. Vì vậy chuỗi nặng cũng có vùng biến đổi V
H
và vùng
cố định C
H
(Hình 9.3a, 3b,).
Khi so sánh các trình tự cho thấy vùng C
H

bao gồm 3 đoạn gần 110 gốc là C
H
1, C
H
2 và C
H
3
tơng đơng nhau và tơng đơng với C
L
. Trên thực tế ngay cả trình tự của vùng cố định và vùng biến
đổi cũng có quan hệ với nhau nhng xa hơn so với quan hệ giữa các thành viên của nhóm này. Khi
quan sát mỗi đơn vị đồng dạng có sự liên kết chéo bằng các cầu disulfide đ chứng tỏ rằng có 12 đơn
vị đồng dạng (homology) của một phân tử Immunoglobulin, mỗi đơn vị đợc cuộn lại trong một vùng
độc lập. Nh vậy rõ ràng là các gen của chuỗi nhẹ và các gen của chuỗi nặng đ đợc tiến hoá qua sự
nhân đôi của một gen gốc m hoá cho một protein 110 gốc. cỏc vựng bin i V
L
v V
H
phn ln
cỏc amino acid bin i 3 trỡnh t bin i cao (hypervariable).
Elvin Kabat phỏn oỏn rng cỏc trỡnh t bin i cao cú liờn quan vi v trớ gn khỏng nguyờn
ca Immunoglobulin v cỏc acid amin ca chỳng xỏc nh ớch gn c hiu ca nú.
Gii phỏp ca Kabat ó c cỏc thớ nghim ỏnh du ỏi lc ng h. Cỏc phõn t nh hn 5 KD
ớt th hin ớch khỏng nguyờn, nhng khi mt nhúm hu c nh cú tờn l hapten chng hn nh
nhúm
2, 4 dinitrophenyl (DNP), nhúm ny liờn kt ng hoỏ tr vi mt protein vn chuyn (carrier) chng
hn nh albumin huyt thanh bũ (do phn ng ca Fluorodinitrobenzene vi gc Lys ca nú) v sau
ú c tiờm vo mt con vt thỡ con vt ny s sn xut ra cỏc khỏng th gn vi hapten vi s cú
mt ca Carrier. Nu mt cht tng t DNP chng hn nh p-nitrophenyldiazonium thỡ nú gn vi
khỏng th khỏng DNP nhúm diazonium tớnh phn ng cao ca hapten s hỡnh thnh liờn kt diazo v

i