Chuong 3 cau truc va chuc nang cua protein pps

CHƯƠNG 3
CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG
CỦA PROTEIN


I. ACID AMIN
1. Công thức cấu tạo

“Acid amin chuẩn” ở các sinh vật khác
nhau đều được mã hóa từ các mã di
truyền giống nhau




2. Phân loại acid amin
a. Các acid amin không phân cực, R mạch thẳng

Nhóm R không phân cực, kỵ nước, có khuynh hướng tụ
lại với nhau → hiệu quả kỵ nước


b. Các amino acid có nhóm R không vòng

 1 nhóm amino
 1 nhóm carboxyl
 Mạch thẳng có chứa một nhóm -OH


c. Amino acid chứa lưu huỳnh, nhóm R không vòng

 Gồm methionine và cystein
 Khi oxy hóa hai nhóm –SH của hai phân tử cystein tạo
thành cystin có chứa cầu disulfide (S-S)
 Cầu nối disulfide có vai trò quan trọng trong cấu trúc và
chức năng của protein.



d. Các amino acid có tính acid và amid của chúng

Gồm acid asparaginic và acid glutamic
 Một nhóm amino và 2 nhóm carboxyl
 pH sinh lý (6-7) các amino acid này tích điện âm nên gọi là
aspartate và glutamate
 Amide hóa nhóm carboxyl ở mạch bên của aspartate và
glutamate tạo thành các amide tương ứng asparagine và
glutamine.


e. Các amino acid kiềm

Trong 3 amino acid thuộc nhóm này, arginine và lysine tích
điện dương (pH 7) còn histidine chứa nhóm imidazol, pH 7
tồn tại ở dạng cation là dạng trung hòa


f. Iminoacid (proline)

Khác với tất cả các amino acid khác, amino bậc 1 ở carbon α
kết hợp với mạch bên tạo thành vòng pyrolidine, proline là

một iminoacid chứa nhóm amino bậc 2. Do cấu trúc vòng làm
nó ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc protein


g. Các amino acid thơm và dị vòng thơm
− Các amino acid thuộc nhóm này là phenylalanine,
tyrosine, tryptophane phân cực mạnh
− Do có chứa vòng thơm nên các amino acid này có
một số tính chất đặc trưng có thể dùng để định tính
và định lượng chúng.
− Tyrosine và tryptophane có khả năng hấp thu ánh
sáng ở bước sóng 280 nm (phenylalanine hấp thụ
yếu hơn)
− Phenylalanine hoàn toàn kỵ nước, tryptophane và
Tyrosine ít kỵ nước hơn vì có nhóm NH hoặc OH


Ngoài 20 amino acid chuẩn, còn acid amin selenocystein
được xem là amino acid chuẩn thứ 21 (mã di truyền UGA)
 Selenocystein có nguồn gốc từ serine, có trong thành
phần của một số rất ít protein
 Có trong thành phần của một số enzyme như: thioredoxin
reductase, formate dehydrogenase


2. Phân loại acid amin dựa vào độ phân cực và
tích điện của nhóm R
Các acid amin có nhóm R không phân cực: Gly, Ala, Val, Leu,
Ile, Met, Pro, Phe, Trp
Các acid amin có nhóm R phân cực, không tích điện: Ser, Thr,

Asn, Gln, Tyr, Cys
Các acid amin có nhóm R phân cực, tích điện: Lys, Arg, His,
Asp, Glu


3. Acid amin thiết yếu

Val, Leu, Ile, Met, Thr, Phe, Trp và Lys, (Arg, His)
Hàm lượng các amino acid không thay thế và tỷ lệ giữa chúng
trong phân tử protein là một tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá
chất lượng protein


3.1.2. Tính chất của các amino acid chuẩn

a. Tính chất lưỡng tính (Thuyết Brondsted)
Một chất có tính chất acid → cho proton → phản ứng với
base tạo thành muối
Tính chất base → nhận proton → kết hợp acid tạo thành
muối


Acid amin đồng thời có 2 nhóm ion hóa → chất điện ly
lưỡng tính
− Khi nhóm carboxyl phân ly → acid amin là một anion
O

O
R

R

C

C

+

H

O

OH

− Khi nhóm amin proton hóa → acid amin là một cation
R

NH2 + H

R

NH3


Trong dung dịch acid (pH=1), nhóm –COOH không bị ion
hóa, nhóm amin bị ion hóa (-NH3+) → acid amin là một
cation tích điện dương → trong điện trường nó chạy về
cực âm

Trong môi trường kiềm (pH=11), nhóm –COOH bị ion
hóa, nhóm amin không bị ion hóa (-NH2) → acid amin là
một anion tích điện âm → trong điện trường nó chạy về
cực dương
Khi sự ion hóa của nhóm carboxyl bằng nhóm amin →
acid amin trung hòa về điện → pH đẳng điện (pI)




• Sự cân bằng điện tích của acid aspartic
O

OH
C

HO

C

NH3+

O

pK1=2,09
(α-COOH)

OH
C

H+

CH2
H C

O

H+

CH2

C

C

pK2=3,86

H C NH3+

O-

O

O

(β-COOH)

O-

CH2

H C NH3+

O-

C

O

O
H+
pK3=9,82
(NH3+)

C

O-

CH2
H C NH2

O-

C

O



b. Hoạt tính quang học
Các phân tử có hoạt tính quang học có trung tâm bất đối

xứng. Do đó, phân tử có chứa C bất đối có hoạt tính
quang học.


6. Tính chất hóa học