hóa học nucleoprotein acid nucleic

NUCLEOPROTEIN &
ACID
NUCLEIC


ĐẠI CƯƠNG
Nucleoprotein

❧ Nucleoprotein=
Protein đơn giản
protein + nhóm
(histon hoặc protamin)
ngoại
(acid
nucleic)
❧ Tất cả mọi tế Ribonuclease
bào sống đều
chứa
nucleoprotein .
❧ Chất nhiễm sắc
Nucleosid
(cromatin) cũng
hoàn toàn gồm
nucleoprotein.
Base
ose (Đường)
(Purin hoặc Pyrimidin)

Acid nucleic
(Polynucleotic)

Desoxyribonuclease
Mononucleotid
Mononucleotidase

Acid phosphoric

(Ribose hoặc Desoxyribose)


ACID NUCLEIC
❧ 2 loại acid nucleic (theo thành phần cấu tạo của
ose )
- Acid ribonucleic (ARN) nếu ose là ribose và
- Acid desoxyribonucleic (ADN) nếu ose là
desoxyribose
❧ ADN chủ yếu ở nhân, ARN nhiều trong tế bào
chất.
❧ Vai trò sinh học: ADN mang tính chất di truyền. ARN
tham gia vào tổng hợp protein.
❧ Trong tế bào, ở dạng kết hợp với protein


Thành phần cấu tạo của acid
❧ nucleic
Acid nucleic là chất trùng hợp từ những
nucleotid, được gọi là polynucleotid.
❧ Nucleotid có thể thủy phân thành 3 cấu
tử: base dò vòng có nitơ, pentose và acid
phosphoric.
❧ Nucleotid là những chất giữ vai trò quan

trọng trong sự biến dưởng trung gian, thí dụ
như tích trử năng lượng (ATP) hay là những
coenzym(NAD+, NADP+, FAD, Coenzym A)


Pentose
❧ Trong ARN ose laø β -DRibose
❧ Trong ADN ose laø β -2desoxy D-Ribose

CH 2OH
O

OH

OH OH

b D_Ribose

CH 2OH
O

OH

OH H

b 2_deoxyD_Ribose


Base có nitơ
❧ Thuộc loại hợp

chất dò vòng
pyrimidin và purin,
trong đó một hay
nhiều nguyên tử
hydrogen được thay
thế bởi những
gốc hydroxyl, amin
hay metyl

6
1

N

2

7

5

4

N

3
8

N
3

4

NH
9

Purin

N

5

2

6

N
1

Pyrimidin


Base coự nitụ coự nhaõn pyrimidin
Coự 3 loaùi: cytosin,
uracil vaứ thymin
Trong ARN coự
cytosin vaứ uracil,
trong ADN coự
cytosin vaứ thymin

O

NH

Cytosin
2_oxy 4_aminopyrimidin

O

CH3

HN

HN

N

O

O

NH2

NH

O

NH

Uracyl

Thymin

2,4 _dioxy pyrimidin

5_metyl uracyl


Base coù nitô coù nhaân purin
❧ Hai
base
trong
ARN vaø ADN laø:
Adenin vaø Guanin
NH2

O

N

N
N

NH

N

N
H2N

N

NH

Adenin

Guanin

6_aminopurin

2_amino6_oxy purin


Nucleosid
❧ Nucleosid gồm 2 thành phần:
base purin hay pyrimidin và
pentose.
❧ Liên kết bằng nối nitơ số 9
của base purin hoặc nitơ số 1
của base pyrimidin với carbon
số 1 của pentose, vôùi sự
loại ra 1 phân tử nước. Liên
kết osidic dưới dạng β
❧ Pentose dưới dạng furanose
❧ Nucleosid có nhân pyrimidin
có tên tận cùng là idin.
❧ Nucleosid có nhân purin có
tên tận cùng là osin.

NH2

O

1

N

O
HO

N

N

N

O

OH OH

Cytidin

9

H2N

N

N
HO

O

OH OH

Guanosin


Nucleotid
❧ Mononucleotid là đơn vò cơ sở của acid nucleic
❧ Mononucleotid được tạo thành khi chức alcol của
pentose được ester hóa bởi acid phosphoric
(H3PO4).
❧ Mononucleotid thủy giải bởi H+ yếu cho Base +
Pentose - Phosphat
❧ Mononucleotid thủy giải bởi OH- yếu cho Base –
Pentose (Nucleosid) + Phosphat


Nucleotid
❧ 3 vò trí có thể phosphoryl
hóa của ribonucleosid (OH
ở carbon số 2’, 3’, 5’).Còn
Desoxyribonucleosid chỉ có
thể phosphoryl hóa ở C3’
và C5’.
❧ Nucleotid vòng khi H3PO4
ester hóa 2 nhóm OH của
pentose cùng 1 lúc (OH ở
2’ và 3’ hoặc ở 3’ và 5’).
Quan trọng nhất là AMP

vòng.

NH 2

NH2

N

N

N

N

9

N

N
O
_

P
O

O

O

O

_
O
OH OH

AMP

N

N
_

O

P

CH 2

O

O
O

OH

cAMP


Nucleotid
❧ Nhiều

tổ
chức
động vật còn có
các nucleosid di và
triphosphat.
❧ Những nucleosid di
và triphosphat tham
gia
phần
quan
trọng trong chuyển
hóa các chất ở
cơ thể và quá
trình trao đổi năng
lượng.

NH 2

N

N

Adenin

9

N

N
_

O

_
O
O O
HO P O P O P
_
O
O
O

CH 2

O

Ribose
OH OH

Adenosin 5'_monophosphat(AMP)
Adenosin 5'_diphosphat (ADP)
Adenosin 5'_triphosphat(ATP)


Chức năng sinh học của
Nucleotid
❧ Nucleotid tham gia vào nhiều phản ứng hay các
quá trình sinh học như tổng hợp protein, tổng hợp
acid nucleic, cơ chế điều hòa và truyền thông tin.
❧ Những chức năng sinh học khác nhau của
nucleotid như: là chất dự trữ và vận chuyển

năng lượng, là coenzym, là chất truyền thông tin
thứ hai.
❧ Các nucleotid đóng vai trò sinh học trong cơ thể
như: ATP, GTP, UDP, CTP, AMPc, GMPc, adenosin 3’phosphat-5’-phosphosulphat, S-adenosylmethionin, các
coenzym là dẫn chất của adenosin monophosphat…


Chức năng sinh học của
Nucleotid
❧ ATP
Đóng vai trò dự trữ và vận chuyển năng lượng. ATP là
nguồn năng lượng chủ yếu cho phần lớn các phản ứng
trong tế bào.
❧ GTP
GTP là nguồn năng lượng cho quá trình tổng hợp protein.
❧ UDP, UTP
Có vai trò quan trọng trong chuyển hóa glucid. Đặc biệt là
trong các phản ứng epime hóa, trong tổng hợp glycogen,
tổng hợp galactose, trong tổng hợp oligosaccarid của
glycoprotein và proteoglycan. UDP-glucuronic tham gia trong
phản ứng liên hợp glucuronic của bilirubin và một số
thuốc như aspirin.


Chức năng sinh học của
Nucleotid
❧ CTP
Tham gia trong tổng hợp phosphoglycerid,
sphingomyelin, sphingosin.
❧ AMPc, GMPc

AMPc là chất truyền thông tin thứ hai. Trong quá
trình giãn cơ trơn, GMPc là chất truyền thông tin
thứ hai đáp ứng lại NO.
❧ S-adenosylmethionin
Là chất vận chuyển gốc methyl trong phản ứng
methyl hóa (ví dụ trong chuyển hóa lipid).


Chức năng sinh học của
Nucleotid
❧ Adenosin 3’-phosphat5’phosphosulphat
Là
chất
chuyển
gốc sulfat trong tổng
hợp
proteoglycan,
trong phản ứng liên
hợp sulfat với thuốc.
❧ Coenzym
Nhiều coenzym là
dẫn chất của
adenosin
monophosphat được
trình bày trong bảng
sau

P
O
P

O

Adenin Ribose

O

_
2

SO 3

5'_phosphosulfat
Adenosin
3'_phosphat

NH2

N

N

9

R

O P
O

N

N

O
_

O

CH 2
n

R"O

O

OR'

Adenin


Chức năng sinh học của
Nucleotid
Coenzym
3’,5’-cAMP
NAD
NADP
FAD
CoASH

R

R’
H
H
PO32H
H

Dẫn chất của vitamin B
Dẫn chất của vitamin B
Dẫn chất của vitamin B
Dẫn chất của vitamin B

R”
PO32H
H
H
PO32-

NH 2

N

N

9

R

O P
O

N

N

O
_

O

CH 2
n

R"O

O

OR'

Adenin

n
1
2
2
2
2


Các chất tổng hợp có cấu tạo
tương tự nucleotid được dùng

trong hóa trò liệu

❧ Các chất tổng hợp 'tương tự’ giống nhân purin, nhân
pyrimidin, nucleosid, nucleotid bằng cách thay đổi trên
nhân dò vòng hay trên phần đường được dùng rất nhiều
trong điều trò y học.
❧ Tác dụng chủ yếu của nó là ức chế các enzym trong
quá trình tổng hợp acid nucleic hay tham gia trực tiếp vào
quá trình tổng hợp nucleic và làm phá vỡ cấu trúc DNA.
❧ Trong điều trò ung thư, các chất ‘tương tự’ tham gia trực
tiếp vào quá trình tổng hợp DNA khi tế bào phân chia
như: 5-fluoro hay 5-iodouracil, 3-deoxyuridin, 6-thioguanin, 6mercaptopurin, 5- hay 6-azauridin, 5- hay 6-azacytidin, 8azaguanin …..Azathioprin mà chất chuyển hóa của nó là
6-mercaptopurin được dùng như thuốc chống thải ghép
trong ghép cơ quan.


Các chất tổng hợp có cấu tạo
tương tự nucleotid được dùng
trong hóa trò liệu
O

O

I

HN
O

HN

N

O

O

O

HO

O

F

HN

OH OH

O

N

NH

6_Mercaptopurin

H2N

N

H2N

6_Azauridin

NH

6_Thioguanin

N

N

N
N

N

N

OH

N

N

O

OH OH

SH

N

N

HO

NH

5_Iodo_2'_deoxyuridin 5_Fluorouracil

SH

N

N

N

Alloburinol

N

N
NH

8_Azaguanin


❧ Acyclovir

❧ AZT ( azidothymidin)
❧ ddI (dideoxyinosin)


Cấu trúc của acid nucleic
Cấu trúc của ADN
❧ ADN tập trung chủ yếu ở các nhân tế bào, cấu tạo nên các
gen. Sự hiểu biết đầy đủ về cấu trúc và tính chất của nó
sẽ giúp hiểu rõ cơ chế của sự di truyền.
❧ Về mặt cấu tạo hóa học, acid nucleic gồm rất nhiều
mononucleotid trùng hợp với nhau tạo thành chuổi polynucleotid.
❧ ADN có phân tử lượng từ 4.000.000 tới 8x106 và gồm khoảng
từ 12.000 đến 25.000 mononucleotid khác nhau.
❧ Liên kết giửa các mononucleotid trong phân tử ADN là liên
kết 3’-5’ phosphodiester.
❧ Một đơn vò ADN gồm 2 chuổi polynucleotid xoắn chung quanh
một trục chung theo 2 hướng ngược nhau.Hai chuổi polynucleotid
nối với nhau bởi những liên kết hydro tạo giửa 2 base.


Caáu truùc cuûa ADN
NH2
R1
HO

P

N

N

O

Adenin

9

N

N

O

CH 2

O
O

O
HO

P

H

N

HN

O H2N

Guanin

N

N

O

CH 2

O
O
H

HN

O
HO

P

O

N

O

O

CH 2

O

H
O
HO

P
R2

O

CH3
Thymin


Caáu truùc cuûa ADN
H
N

N

N

R1
HO

P

N

O

O

O

P
O

N

O
H
N

HO

CH 3

HN

N

CH 2

O

O

H

O

H

O

N

H

N

O
CH 2

O

HN
O

H N

N

O
CH 2 O P

N

OH

O

N

H

O

CH 2
HO

O
P
R2

O


Cấu trúc của ARN
❧ ARN có phân tử lượng nhỏ hơn
ADN khoảng 18.000 - 35.000, có khi
tới 1.500.000 - 2.000.000 gồm 4.000
- 6.000 mononucleotid .
❧ Phân tử ARN gồm một sợi
polynucleotid trong đó có những
đoạn của sợi gần nhau có thể
liên kết với nhau theo đònh luật

đôi base bổ sung: A - U và G - C
để tạo ra cấu trúc xoắn.
❧ Mỗi tế bào sống, động vật,
thực vật cũng như vi khuẩn đều
chứa 3 loại ARN: ARN ribosom
(ARNr); ARN vận chuyển (ARNt) và
ARN thông tin (ARNm).

Cuộn
C
C
G
A
A
A
U
U
C
G
U
U
U
U
C
G

5'

G
G

C
U
U
U
G
G
C
C
A
A
C
A
G
C

Tay

3'


Cấu trúc của ARN
❧
❧
❧
❧

RNAt (transfer RNA)
RNAt có từ 74-95 nucleotid chiếm
khoảng 10% tổng số RNA.
Có vai trò dòch mã thông tin của

đoạn nucleotid RNAm ra acid amin.
Có ít nhất 20 loại RNAt cho 20 lại acid
amin.
Cấu tạo của các RNAt khác nhau ở
trình tự đoạn polynucleotid nhưng tất
cả RNAt có cấu tạo chung là cấu
trúc bậc I (trình tự đoạn polynucleotid)
cho phép nó gập lại được và tự kết
hợp base nội phân tử tạo ra một
cấu trúc bậc II có dạng lá chẻ 3.
Tất cả RNAt đều có 4 nhánh chính.