Đại cương PROTEIN Chương 3

CHƯƠNG III

PROTEIN


1. Đại cương
2. Amino acid: ĐN, tính chất, phân loại.
3. Cấu tạo: peptide & cấu trúc của phân tử.
4. Một số tính chất quan trọng của protein.
5. Phân loại: lớp protein (protein đơn giản, protein phức
tạp).


ĐẠI CƯƠNG
Định nghĩa
Protein bắt nguồn “protus”

Hóa học: protein là lớp chất hữu cơ trùng phân tự
nhiên với các đơn phân tử là các α-amino acid
Sinh vật học: protein là lớp chất hữu cơ mang sự
sống
Vai trò
- Đa dạng về mặt cấu trúc, tính đặc hiệu loài cao
tham gia vào các biểu hiện của sự sống- di
truyền và biến dị
- Vận động và đáp nhận kích thích


Vai trò
- Sinh trưởng & phát dục , sinh sản
- Trao đổi chất với môi trường xung quanh

- Protein cấu trúc:tg cấu tạo tế bào , mô bào
-Protein phi cấu trúc: chất có hoạt tính sinh học
enzyme(xúc tác sinh học), kháng thể (chức năng
bảo vệ), hormone (điều hòa sinh học)…
- Khi bị oxi hóa: cung 10-15% nhu cầu năng lượng


AMINOACID
Định nghĩa: là acid hữu cơ, trong đó có 1H ở Cα của
gốc alkyl được thay thể bởi nhóm amine (NH2). Nếu
có nhóm amin thứ 2 thường nằm ở C xa nhất so với
nhóm –COOH. Amino acid là đơn vị cấu tạo của
protein


Tính chất Amino acid
Tính hoạt quang (quay mặt phẳng phân cực): vì có ít
nhất 1C bất đối (trừ glycine)


Tính chất Amino acid
Điện tích phụ thuộc vào pH môi trường hòa tan:
carboxyl (_COOH) nhường H+ và nhóm amine
(_NH2) nhận H+.
Trong dung dich: tồn tại cation, lưỡng cực, anion.
Thay đổi pH của môi trường dẫn đến thay đổi số
lượng các ion. pH (tổng phân tử) = 0: điểm đẳng
điện (pI)

Di chuyển trong điện
trường phía cực âm

Di chuyển trong điện
trường phía cực dương


Phân loai Amino acid
Dựa trên cấu tạo hoá học hoặc một số tính chất
của gốc R:
- Nhóm không phân cực hoặc kỵ nước,
- Nhóm phân cực nhưng không tích điện,
- Nhóm tích điện dương
- Nhóm tích điện âm.
- Nhóm có gốc R chứa nhân thơm


Nhóm không phân cực và kị nước


Phân cực nhưng không tích điện


Tích điện dương

Tích điện âm


Gốc R chứa nhân thơm

Protein
Peptide & LK peptide
-Peptide: là sản phẩm tạo ra do sự ngưng tụ của các
a.amin (tức khử đi một ptử nước
-LK peptide: là LK giữa carboxyl (-COOH) của
a.amin trước & nhóm amin (-NH2) của a.min sau, kq
là lọai đi một phân tử H2O (n A.Amin: polypeptide,
n>50: protein)

-Lk peptide là LK đồng hóa trị và là Lk bền nhất trong
tất cả lk của protein


Protein
Có thể bạn sẽ thấy protein rất “trừu tượng”
nhưng nó là thành phần không thể thiếu
cho một thực thể sống phức tạp
Các “thực thể” luôn ở trạng thái linh động
để thực hiện chức năng của nó – đôi khi
nó cũng là dấu hiệu chỉ sự “bất thường”


Cấu trúc của protein
Cấu trúc bậc một (Primary Structure )
Cấu trúc bậc hai (Secondary Structure)
Cấu trúc bậc ba (Tertiary Structure)
Cấu trúc bậc bốn (Quaternary Structure)

Cấu trúc bậc nhất (Primary Structure )
là cấu trúc của chuỗi polypeptide, trong đó các
amino acid nối với nhau bởi liên kết peptide, sắp
xếp theo trình tự nhất định đặc trưng riêng cho
từng lọai phân tử protein
Sườn peptide


Cấu trúc bậc 1 (tiếp theo)
Cấu trúc bậc 1 chưa thể hiện hoạt tính
sinh học
Ý nghĩa:
- Trình tự sắp xếp cho biết tính chất hóa lý
của protein. Dấu hiệu nhận biết sự khác biệt
của protein này với protein khác
- Cấu trúc bậc I là phiên bản của mã di
truyền, việc xác định được cấu trúc bậc I là
cơ sở để tổng hợp nhân tạo protein


Cấu trúc bậc hai (Secondary Structure)
- Là kết cấu cuộn xoắn trong không gian của chuỗi
polypeptide, các amino acid đều bất đối nên chúng có
khả năng quay tự do quanh nối liên kết của Cα
Xu hướng hình thành xoắn α-helix,  sheet
- Liên kết để ổn định là LK hydrogen

- Protein bậc 2 có thể xen lẫn cả α và β
Ý nghĩa: Cấu trúc không gian để hình thành cấu trúc
bậc ba

β sheet
α- helix



Cấu trúc bậc ba (Tertiary Structure)
Myoglobin (Kendrew 1958) và hemoglobin (Perutz
1960) chứng minh thực nghiệm cấu trúc bậc ba là
sự tương tác của cấu trúc bậc hai bởi một loạt các
cơ chế
Trong khi tương tác đường trục được xác định là
tương tác hầu hết của cấu trúc bậc hai, thì cấu trúc
bậc ba là sự tương tác của các nhánh bên.
Là dạng cấu trúc không gian 3 chiều của chuỗi
polypeptide, protein có dạng cầu hay elip (enzyme,
albumin, globulin…)


Cấu trúc bậc ba (tiếp theo)
 Gập – used differently in different contexts –
most broadly a reproducible and recognizable 3
dimensional arrangement
 Domain – là một bộ phận và do các thành phần
của protein tự gập lại trong không gian. Đây là
một bộ phận đại diện cho một cấu trúc đặc biệt
và có một đơn vị chức năng.
 Trình tự hay motif (aka supersecondary
structure) a recognizable subcomponent of the

fold – several motifs usually comprise a domain
Like all fields these terms are not used strictly
making capturing data that conforms to these
terms all the more difficult


Cấu trúc bậc ba (tiếp theo)
Các cầu nối ổn định:

LK tĩnh điện: giữa -NH2 và -COOH
Nối hydrogen:

Nối disulfit: LK giữa 2 nguyên tử sulfur
của Cystein
Nối kỵ nước:
Lực van der Waal



Ý nghĩa cấu truć bậc ba
Là cấu trúc mang đặc trưng riêng cho
từng lọai protein
phù hợp với chức
năng sinh học của chúng
Là cấu trúc mang tính quyết định chức
năng sinh học của protein
Vd: cấu trúc bậc ba của enzyme giúp các
nhóm chức năng trên chuỗi polypeptide tụ
họp thành lập trung tâm hoạt động của
enzyme - một vị trí đặc hiệu với cơ chất

mà enzyme xúc tác