hóa sinh học

VẤN ĐỀ 1: PROTEIN VÀ VẤN ĐỀ 1: PROTEIN VÀ
CHUYỂN HÓA PROTEINCHUYỂN HÓA PROTEIN
CHUYỂN HÓA PROTEINCHUYỂN HÓA PROTEIN
Nội dung
1. Vai trò, cấu trúc, tính chất của protein
2. Phương pháp định lượng protein và axit amin
3.
Sự
phân
giải
protein
và
axit
amin
3.
Sự
phân
giải
protein
và
axit
amin
4. Sự sinh tổng hợp axit amin và protein
PROTEIN PROTEIN KháiKhái niệmniệm
Thuật ngữ:
◦ Protit (tên gọi chung nhóm chất hữu cơ có nhiều trong
thịt, cá, trứng, cùng với glucid và lipid tạo nên cơ thể của
mọi động vật và thực vật
–
từ điển Tiếng Việt)
mọi động vật và thực vật

–
từ điển Tiếng Việt)
◦ Đạm (hợp chất chứa N).
 Protein là các polyme:
MW lớn
Cấu tạo từ các đơn vị L-α axit amin
Liên kết peptid
Ví dụ về vai trò của proteinVí dụ về vai trò của protein
(a) (b) (c)
 Ánh sáng từ đom đóm là kết quả của phản ứng liên quan đến
protein luciferin và ATP, được xúc tác bởi enzym luciferase
 Hồng cầu có chứa một số lượng lớn (34% về khối lượng) các
protein vận chuyển O
2
là hemoglobin.
 Protein keratin, có trong tất cả các động vật có xương sống, là
thành phần cấu trúc chủ yếu của tóc, vảy, sừng, lông, móng và
lông vũ, trong đó có sừng tế giác đen.
Cấu trúc phân tử proteinCấu trúc phân tử protein
Cấu trúc phân tử proteinCấu trúc phân tử protein
Thành phần nguyên tốThành phần nguyên tố
 C: 50-55%, H: 6.5-7.3%, O: 21-24%, N: 15-
18% (N ở động vật ~16%) và S: 0-0.24%.

Các
nguyên
tố
khác
: Fe, Zn, Cu, Mg… (Fe


Các
nguyên
tố
khác
: Fe, Zn, Cu, Mg… (Fe
trong hemoglobin, trong peroxidase…)
 Các khái niệm:
◦ [Protein thô] = KL N trong mẫu x [100/16] = [N
tổng số] x 6.25
◦ Protein tinh: khi tiêu hóa chỉ thu được các axit amin
Các mức độ cấu trúc của protein
CT bậc 1
CT bậc 2 CT bậc 3
CT bậc 4
Định nghĩa Axit AminĐịnh nghĩa Axit Amin
Định nghĩa:
- Axit amin là một phân tử hữu cơ có chứa một nhóm amin (NH2)
và nhóm carboxyl (COOH) và một chuỗi bên thay đổi.
-Trong hóa sinh học thuật ngữ này để chỉ alpha axit amin, là những
axit amin trong đó cả nhóm COOH và NH2 gắn vào phân tử Cα
Phân loại axit aminPhân loại axit amin
1. Các axit amin trung tính mạch 1. Các axit amin trung tính mạch
không vòngkhông vòng
2. Imino axit (prolin)2. Imino axit (prolin)
3. Các hydroxil axit amin mạch không 3. Các hydroxil axit amin mạch không
vòngvòng
44. Các axit amin chứa S mạch không vòng. Các axit amin chứa S mạch không vòng
Sự tạo thành cầu disunfit ở xistein
5. Các axit amin axit và amit của 5. Các axit amin axit và amit của
chúng chúng

6. Các axit amin kiềm6. Các axit amin kiềm
Vòng
imidazole
77. Các axit amin thơm và dị vòng . Các axit amin thơm và dị vòng
thơmthơm
Vòng
phenyl
CácCác axitaxit aminamin khôngkhông thaythay thếthế
 Là các axit amin cơ thể người và động vật không tự tổng
hợp được, phải đưa từ ngoài vào qua thức ăn.
 Các axit amin cần thiết đối với cơ thể còn tùy thuộc vào
những điều kiện riêng biệt. Ơ người có 8 axit amin không
thay thế: valin (V), lơxin (L), isolơxin (I), treonin (T), lizin
thay thế: valin (V), lơxin (L), isolơxin (I), treonin (T), lizin
(K), metionin (M), phenylalanin (F), tryptophan (W). Ở động
vật còn non ngoài 8 axit amin này còn có thêm Histidin và
Arginine.
 Protein hoàn hảo:
◦ Chứa đầy đủ axít amin
◦ Tỷ lệ giữa axit amin thay thế/không thay thế hợp lý
◦ Được cơ thể sinh vật hấp thụ
Các hội chứng do thiếu axit aminCác hội chứng do thiếu axit amin
Thiếu lysin
Thiếu lysin
Thiếu methionin Thiếu tryptophan
LiênLiên kếtkết peptitpeptit giữagiữa cáccác axitaxit aminamin tạotạo thànhthành cấucấu
trúctrúc bậcbậc I I củacủa chuỗichuỗi polipeptitpolipeptit
Cấu trúc bậc 1 của protein
Cách gọi tên peptitCách gọi tên peptit
 Ghép tất cả tên các axit amin cấu tạo nên nó theo thứ tự

sắp xếp của chúng trong chuỗi peptit bắt đầu từ axit amin
thứ 1 (đầu ‘N’), những axit amin nào có nhóm cacboxyl
tham gia trong liên kết peptit đuôi của nó đổi thành ‘yl’
tham gia trong liên kết peptit đuôi của nó đổi thành ‘yl’
Pentapeptit: Serylglycyltyrosylalanylleucine hay là Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu
Sự sắp xếp không gian của proteinSự sắp xếp không gian của protein
 Bộ khung –CO-NH-CN-, nhóm R không tham gia
 Nhóm peptit ‘phẳng’ và ‘cứng’, H của nhóm –NH- luôn ở vị trí
trans
so với nhóm
O của –CO-
 Khoảng cách giữa C và N trong liên kết peptit là 1.32 A, nằm giữa khoảng liên
kết C-N đơn (1.46A)và đôi (1.27A)
 Liên kết C-N là cứng, liên kết N-Cα và Cα-C linh động. Mạch peptit có xu hướng
xoắn.
Cấu trúc xoắn αCấu trúc xoắn α

Cα tạo thành lõi, mạch bên
quay ra phía ngoài, xoắn chặt

Cα tạo thành lõi, mạch bên
quay ra phía ngoài, xoắn chặt
 Được làm bền bằng liên kết H
giữa nhóm CO của một liên kết
peptit với nhóm –NH của liên
kết peptit thứ 4 sau nó trên
cùng mạch polypeptit
 Khoảng cách trục giữa 2 gốc
axit amin kề nhau là 1.5A, góc
quay 100

o
, một vòng xoắn có
3.6 gốc axit amin, chiều cao
tương ứng là 5.4 A.
Cấu trúc phiến gấp nếp βCấu trúc phiến gấp nếp β
 Đoạn mạch polipeptit thường duỗi dài ra, khoảng cách
trục là 3.5A (so với xoắn α là 1.5A)
 Liên kết H được tạo thành từ O
2
của nhóm -CO- với H
của nhóm –NH- trên 2 mạch polipeptit khác nhau, các
mạch
có
thể
chạy
cùng
hướng
(
antiparallel
)
hoặc
mạch
có
thể
chạy
cùng
hướng
(
antiparallel
)

hoặc
ngược hướng (parallel), không cần phải ‘phẳng’ nhưng
có thể gập
 Hiện tượng quay β: mạch bị đảo hướng do liên kết H
hình thành giữa liên kết peptit thứ n với liên kết peptit
thứ n+2.
CấuCấu trúctrúc kiểukiểu ‘‘xoắnxoắn collagencollagen’’
 Tìm thấy trong phân tử collagen
 Do thành phần axit amin cấu tạo rất đặc biệt : glicin
35%, prolin 12%, còn có hydroxiprolin và
hydroxyllizin

Đặc điểm
:

Đặc điểm
:
◦ Đơn vị cấu trúc là tropocollagen gồm :
 3 mạch polipeptit bện xoắn
 Chiều cao của mỗi gốc là 2.9
 Vòng xoắn có 3.3 gốc axit amin
◦ Được làm bền bằng liên kết H giữa các nhóm NH của glicin
trên một mạch với nhóm CO trong liên kết peptit ở mạch khác
◦ Các phân tử tropocollagen xếp lệch nhau ¼ phân tử.
Xoắn collagen
Các dạng cấu trúc bậc 2 của protein