HÓA học PROTEIN

1

HÓA HỌC PROTEIN


2

I. Đại cương protein
• Protein là một polymer sinh học

Pr = n × acid amin
• Vai trò:
▫ “Tạo hình”:
▫ “Dinh dưỡng”:
▫ “Sinh học”: Hemoglobin, enzym, hormon,…
• Nguồn thu:
• Phân biệt:
▫ Acid amin:
▫ Peptid: 2 < n < 50
▫ Protein: n > 50


3

II. Acid amin (aa)
1. Định nghĩa
 Vai trò:
• Là đơn vị cơ bản tạo nên toàn bộ các protein
• Có 20 loại aa và 2 dạng amid
 Về mặt hóa học:
Gốc riêng

của mỗi aa
Phần chung
của aa


4

2. Phân loại
 Thành phần cấu tạo: Gốc R và số –COOH, -NH2
• Acid monoamin monocarboxylic
+ Gly, Ala, Leu, Ileu, Val, Ser, Thr
+ Cys, Met _ aa chứa lưu huỳnh
+ Ser, Thr _ aa chứa -OH

• Acid monoamin dicarboxylic: Asp, Glu
• Acid diamin monocarboxylic: Lys, Arg

• Amid của acid amin: Asn (Asparagin), Gln (Glutamin)
• Acid amin vòng: Phe, Tyr, His, Trp, Pro


5

Glutamic acid
Glu; E


6

Tryptophan (Trp) (W)

7

Theo giá trị dinh dưỡng:
• aa không thay thế:

• aa thay thế:


8

 2 loại acid amin mới:
+ Acid amin thứ 21: Selenocystein
+ Acid amin thứ 22: Pyrrolysine


9

3. Tính chất lý học của acid amin
 Tính hòa tan
̶ Dễ tan trong nước
VD: Gly Ala Leu
̶ Không tan hoặc ít tan trong alcol, ete (trừ Pro, hydroxyprolin)
̶ Tan trong acid và kiềm loãng (trừ Tyr)

 Vị
̶ Có vị ngọt trừ Leu (không vị), Ileu và Arg (có vị đắng)
̶ Muối natri của Glu có vị ngọt kiểu đạm → dùng làm gia vị

10

Tính quang hoạt
̶ Các aa (trừ Gly) đều có C* bất đối xứng.

̶ Gọi số C* là n thì số đồng phân lập thể có được là 2n
• Đa số các aa chỉ có 1 C*

• Riêng Thr và Ileu có 2 C*


11

 Phổ hấp thụ
̶ Các aa không hấp thụ trong vùng ánh sáng thấy được

(400-700nm)
̶ Tyr, Trp, Phe hấp thụ mạnh ở vùng UV (240-280nm)

̶ Phần lớn các protein đều chứa tyrosin→ Định lượng
protein ở λ=280nm


12

4. Tính lưỡng tính của acid amin
̶ aa có nhóm -COOH, -NH2 → có tính lưỡng tính
̶ Tùy pH môi trường→ aa thể hiện tính acid hay tính base

+ OH-


13

̶ Trong môi trường nước, aa tồn tại ở 3 dạng: cation, ion
lưỡng cực, anion.
-H+

R-CH-COOH
NH3+
Cation

-H+

R-CH-COO+H+

NH3+
Ion lưỡng cực

+H+

R-CH-COONH2
Anion

̶ pH môi trường thay đổi → Nồng độ các ion cũng thay đổi


14

• Môi trường có pH mà tại pH này tổng điện tích của aa
bằng 0, aa không di chuyển trong điện trường → Môi
trường có pH đẳng điện hay còn gọi là pI (điểm đẳng
điện)
• Mt có pH > pI: aa dạng anion chiếm tỷ lệ lớn, aa di
chuyển trong điện trường về phía cực dương.

• Mt có pH < pI: aa dạng cation chiếm tỷ lệ lớn, aa di
chuyển trong điện trường về phía cực âm.
̶ Ứng dụng: xây dựng phương pháp điện di để phân
tách các hỗn hợp acid amin.


15


16

Ví dụ:
Dùng dung dịch đệm pyridin/ acid acetic/ nước có

pH=3,9 để chạy điện di trên giấy một hỗn hợp gồm:
+ aa kiềm

+ aa trung tính
+ Acid glutamic (pI = 3,12)

+ Acid aspartic (pI = 2,77)
Sau thời gian 90 phút, ngắt dòng điện, Hỏi:

+ Các acid amin tích điện gì?
+ Chạy về điện cực nào?


17

Mercaptoethanol

Sodium dodecyl sulfate
(SDS)


18

5. Tính chất hóa học
 Hóa tính do chức α-amin
a. Phản ứng với HNO2

̶ Các aa (trừ prolin và hydroxyprolin) đều phản ứng với
HNO2 giải phóng N2

̶ Ứng dụng: Xây dựng phương pháp định lượng acid amin
(phương pháp Van-Slyke)


19

b. Phản ứng với aldehyl (phản ứng tạo base Schiff)

̶ Nhóm –NH2 được khóa lại bằng chức imin → phân tử aa

chỉ còn lại chức –COOH
̶ Ứng dụng: để định phân acid amin trong nước tiểu bằng

NaOH (phương pháp Sorensen)


20

c. Phản ứng với 2,4 dinitrofluorobenzen (DNFB)

Phản ứng Sanger

̶ Trong môi trường kiềm yếu, DNFB tác dụng với nhóm amin
tự do → 2,4 dinitrophenyl acid amin (DNP-aa) màu vàng

̶ Ứng dụng: để xác định acid amin N cuối của chuỗi peptid


21


22

d. Phản ứng với phenylisothiocyanat (PITC)

Phản ứng Edman

̶ Dẫn xuất phenylthiohydantoin không màu, dễ tách và phân

định bằng sắc ký.

̶ Ứng dụng: để xác định acid amin N cuối của chuỗi peptid


23

 Hóa tính của nhóm carboxyl
a. Phản ứng khử nhóm carboxyl

̶ Tạo thành alcol α-amin (tác nhân khử là NaBH4)


24

b. Phản ứng khử carboxyl (decarboxyl hóa)

Decarboxylase

̶ Mỗi decarboxylase chỉ tác dụng chuyên biệt với 1 hoặc 1
nhóm giới hạn aa.


25

 Hóa tính do 2 nhóm –NH2 , –COOH
→Phản ứng màu đặc trưng của aa (phản ứng với
ninhydrin)

Ninhydrin

Ninhydrin bị khử