TÀI LIỆU MÔN HÓA SINH: CHƯƠNG 3 PROTEIN

Chương 3

PROTEI
N


1. ĐẠI CƯƠNG
 PROTEIN
•

Hợp chất hữu cơ, trọng lượng phân tử cao

•

Cấu tạo bởi nhiều acid amin nối với nhau bằng liên kết
peptid

•

Chứa 4 loại nguyên tố : C, H, O, N, có thể có S, P

2


Phân biệt:
 ACID AMIN : đơn vị cấu tạo nhỏ nhất của protein.
 PEPTID: từ 2 đến vài chục (< 50) acid amin. M < 6000
(theo
quy ước)
 PROTEIN:
• >50 acid amin cho tới cả ngàn hay vài chục ngàn.

• Cấu trúc rất phức tạp
• M > 6000.
• Có 2 loại
– Protein đơn giản (Protein thuần = Holoprotein)
– Protein phức tạp (Protein tạp = Hétéroprotein) :
có thêm nhóm ngoại trong phân tử (lipid,
glucid, acid nucleic )


2. ACID AMIN
•

•

Acid amin là sản phẩm thủy phân cuối cùng của
peptid và protein.
Các dạng protein khác nhau của mọi loài sinh vật
được xây dựng trên 20 acid amin được gọi là 20 acid
amin chuẩn hay là 20 acid amin thường gặp trong
phân tử protein.

2.1.Cấu tạo hóa học
Acid amin là chất hữu cơ mà phân tử có chứa nhóm
carboxyl
-COOH và nhóm amin -NH2


Gốc
riêng cho
mỗi aa

Phần
chung
của các
aa


2.2.Phân loại
2.2.1.Acid amin mạch thẳng
2.2.1.1. Acid amin trung tính (acid monoamin
monocarboxylic) Có 9 acid amin chứa một nhóm amin
và một nhóm carboxyl.


STT

Công thức cấu tạo Tên thông dụng và
ký
hiệu (3 chữ và 1
 Acid amin có gốc R là chuỗi hydrocarbon no:

Tên hóa học

1

Glycin (Gly) (G)

Acid -amino acetic

2

Alanin (Ala) (A)

Acid -amino propionic

3

Valin (Val) (V)

Acid -amino isovaleric

4

Leucin (Leu) (L)

Acid -amino
isocaproic

5

Isoleucin (Ile) (I)

Acid -amino methylvaleric


 Acid amin có gốc R chứa nhóm –OH:
6

Serin (Ser) (S)

Acid -amino hydroxy propionic

7

Threonin (Thr) (T)

Acid -amino hydroxy butyric

 Acid amin có gốc R chứa S:
8

Cystein (Cys) (C)

Acid -amino thiol propionic

9

Methionin (Met) (M)

Acid -amino methylthio- n-butyric

7


2.2.1.2. Acid amin acid (acid monoamin dicarboxylic)
Có 4 acid amin chứa 1 nhóm amin và 2 nhóm carboxyl.
STT
10

Công thức cấu tạo Tên thông dụng và

Tên hóa học
ký hiệu (3 chữ và 1
chữ)
Acid aspartic (Asp) (D) Acid -amino succinic

-amid của acid aspartic

11

Asparagin (Asn) (N)

12

Acid glutamic (Glu) (E) Acid -amino glutaric

13

Glutamin (Gln) (Q)

-amid của acid
glutamic


2.2.1.3. Acid amin kiềm (acid diamin monocarboxylic)
Có 2 acid amin chứa 2 nhóm amin và 1 nhóm carboxyl
STT

Công thức cấu tạo

14

Tên thông dụng và
ký
hiệu (Lys)
(3 chữ
Lysin
(K)và 1

15

Arginin (Arg) (R)

Tên hóa học
Acid ,-diamino
n- caproic

Acid -amino
- guanido-nvaleric

9


2.2.2.Acid amin mạch vòng
2.2.2.1. Acid amin có nhân thơm
STT
16

17

Công thức cấu tạo Tên thông dụng và

Tên hóa học
ký
hiệu (3 chữ (Phe)
và 1 (F) Acid -amino Phenylalanin
phenyl propionic

Tyrosin (Tyr) (Y)

Acid -amino -(phydroxyphenyl)propionic

10


2.2.2.2.

Acid amin chứa dị vòng

STT

Công thức cấu tạo Tên thông dụng và
ký hiệu (3 chữ và 1
chữ)imidazol:
 Acid amin có gốc R có nhân
18

Histidin (His) (H)

Tên hóa học

Acid -amino imidazol propionic

 Acid amin có gốc R có nhân indol:
19

Tryptophan (Trp) (W)

Acid -amino (3indolyl) propionic

20

Prolin (Pro) (P)

Acid pyrolidin 2carboxylic


 Selenocystein ( acid L-- amin )
• Tìm thấy trong một số protein.
• Một nguyên tử selen thay cho nguyên tử S trong cấu
tạo của cystein.
• Do selenocystein được kết hợp vào phân tử protein
trong quá trình phiên dịch nên nó thường được xem
như là "acid amin thứ 21".

12


•

•
•

•

•

Gặp tại trung tâm hoạt động của một số ít enzym
như những enzym có tác dụng phân hủy các
peroxyd ở động vật và một số ít vi khuẩn. Cũng tìm
thấy trong một số enzym tham gia vào quá trình
chuyển hóa của các hormon steroid.
Nhu cầu hàng ngày khoảng vài microgam
Selenocystein không có trong protein thực vật hay
nấm men.
Selenocystein không được mã hóa bởi bộ ba mật mã
như 20
acid amin chuẩn thường gặp trong phân tử protein.
Trong quá trình sinh tổng hợp protein,
selenocystein được vận chuyển bởi 1 ARNt đặc
hiệu (ARNt Sec)


•

Anticodon của ARNt Sec nhận biết được một codon
stop trên ARNm codon (UGA) và như vậy
selenocystein được gắn vào chuỗi polypeptid.


 Một số các acid amin hiếm gặp trong phân tử
protein

 Một số acid amin không gặp trong phân tử protein


2.3. Tính chất lý học
2.3.1. Tính hòa tan
• Dễ tan trong nước ( tùy thuộc vào cấu trúc của gốc
R)
• Không tan hoặc ít tan trong alcol; không tan trong
ete (ngoại trừ prolin và hydroxy prolin tan trong
alcol và ete)
2.3.2.Vị
• Vị ngọt kiểu đường
• Leucin không vị, Ile và Arg có vị đắng
• Muối nitrat của acid glutamic có vị ngọt kiểu
đạm nên thường được dùng làm gia vị.


2.3.3. Tính quang hoạt
• Các aa đều có (trừ glycin)
2.3.4.

Phổ hấp thu

Tyrosin,
tryptophan,
phenylalanin
Cystein
Acid amin khác

hấp thu mạnh ở vùng
cực tím (240 - 280
nm)
hấp thu yếu ở =
240nm
hấp thu ở = 220nm


2.4.Tính lưỡng tính của acid amin:
• Nhóm carboxyl -COOH : thể hiện tính acid
• Nhóm amin - NH2 : thể hiện tính baz
 Acid amin có tính lưỡng tính
 Môi trường kiềm: aa phân ly như một acid và thành
anion

 Môi trường
acid : aa hoạt động như một base và
n
thành catio


 Trong dung dịch nước: aa bao giờ cũng có 3 dạng
ion
• Cation
• Ion lưỡng cực
• Anion

19

2.5. Tính chất hóa học của acid amin
2.5.1.
2.5.1.1.

Hóa tính do chức -amin
Phản ứng với HNO2

Van-Slyke đề nghị ứng dụng để định lượng N2 của acid
amin


2.5.1.2.

Phản ứng với Aldehyd (phản ứng tạo base
Schiff)

Phản ứng được Sorensen dùng để định phân acid
amin trong nước tiểu
Phản ứng với 2,4 dinitrofluorobenzen (DNFB)
(Phản ứng Sanger )
2.5.1.3.

21


Phản ứng Sanger được dùng để xác định aa N cuối
của chuỗi peptid

22

Phản ứng với phenylisothiocyanat (PITC)
(Phản ứng Edman)
2.5.1.4.

Phản ứng Edman được dùng để xác định amin N cuối
của chuỗi polypeptid