Bài giảng về: Protein

Protein
TS. Vũ Thị Thơm
Khoa Y Dược
ĐHQGHN


Mục tiêu bài học
 Nêu được tên, cấu trúc cơ bản, cách phân loại acid

amin
 Nêu được sự tạo thành liên kết peptid
 Trình bày được các bậc cấu trúc của protein, phân

loại, chức năng chính của protein
 Trình bày được các tính chất cơ bản của acid amin và

protein, cũng như ứng dụng của các tính chất này
trong nghiên cứu chúng


Tổng quan
 Giới thiệu tổng quát

 Acid amin
 Phân loại
 Tính chất

 Phương pháp phân tích

 Protein
 Cấu trúc

 Phân loại

 Chức năng
 Tính chất
 Phương pháp phân tích


Giới thiệu tổng quát


 Protein là đại phân tử thường gặp

nhất trong tế bào sống
 Protein là cơ sở cấu trúc của tế bào,

mô, và là cơ sở vật chất của hoạt
động sống của mọi cơ thể sống
 Tham gia hàng nghìn phản ứng sinh

học, đảm nhận rất nhiều chức năng
quan trọng của tế bào và cơ thể
 Rất đa dạng, cấu tạo từ chỉ 20 loại

acid amin liên kết với nhau thông
qua liên kết peptid


Acid amin

Acid amin (amino acid)
 Acid amin điển hình tham gia vào cấu

trúc protein có hai nhóm chức chính:
nhóm carboxyl và nhóm amin, cùng gắn
với Cα
 Tính chất của mỗi acid amin phụ thuộc

vào mạch bên R
 Ngoài 20 acid amin điển hình (mã hóa

bởi ADN), protein còn có thể chứa một
số acid amin cải biến

Lehninger Principles of Biochemistry, 4ed


Acid amin : Phân loại
Các acid amin điển hình có thể được phân thành
5 nhóm, dựa vào cấu trúc mạch bên R:
 Mạch bên aliphatic không phân cực (7)
 Mạch bên chứa nhân thơm (3)
 Mạch bên phân cực, không tích điện (5)

 Mạch bên mang điện dương (3)
 Mạch bên mang điện âm (2)


Mạch bên aliphatic, không phân cực
(Nonpolar, aliphatic R groups)

Lehninger Principles of Biochemistry, 4ed

Các mạch bên này có tính kỵ nước (hydrophobic)


Mạch bên chứa nhân thơm
(Aromatic R groups)

Lehninger Principles of Biochemistry, 4ed

Các mạch bên này thường có tính kỵ nước (hydrophobic)


Mạch bên phân cực, không tích điện
(Polar, uncharged R groups)

Lehninger Principles of Biochemistry, 4ed

Các mạch bên này có tính ưa nước (hydrophylic)


Mạch bên mang điện dương
(Positively charged R groups)

Lehninger Principles of Biochemistry, 4ed

Các mạch bên này có tính ưa nước (hydrophylic)

Mạch bên mang điện âm
(Negatively charged R groups)

Lehninger Principles of Biochemistry, 4ed

Các mạch bên này có tính ưa nước (hydrophylic)


Acid amin : Phân loại
Nhóm

Acid amin

Tính chất

Mạch thẳng

Gly, Ala, Val,
Leu. Ile

Không phân cực, Kỵ nước

Chứa nhân thơm

Phe, Trp, Tyr

Không hoặc ít phân cực, kỵ nước,
hấp thụ quang

Chứa lưu huỳnh

Cys, Met

Không hoặc ít phân cực, kỵ nước.
Cys có thể tạo liên kết disulfur

Chứa nhóm
hydroxyl

Ser, Thr, Tyr

Phân cực, ưa nước, có thể bị
phosphoryl hóa

Chứa nhóm
Asp, Glu, Asn,
carboxyl hay amid Gln

Phân cực, ưa nước, có thể tích điện
âm

Có tính kiềm

Lys, Arg, His

Phân cực, ưa nước, tích điện dương

Imin

Pro

Không phân cực, kỵ nước


Acid amin “không chuẩn”
 Protein có thể chứa một số acid amin “không chuẩn”, do

sự cải biến acid amin trong quá trình tổng hợp:
hydroxyproline (collagen), γ-carboxyglutamat
(prothrombin), phosphoserin (casein), …
 Một số acid amin “không chuẩn” không tham gia vào

cấu tạo protein: ornitin, citrulin, taurin, …
 Đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc, chức năng của

protein, cũng như trong nhiều quá trình sinh học
 Một số acid amin và dẫn xuất của acid amin là các chất

có hoạt tính và chức năng sinh học: glutamat, GABA (γaminobutyric acid), …


Acid amin : Tính chất
Hầu hết các acid amin có đồng phân lập thể
(dạng D và dạng L)

Lehninger Principles of Biochemistry, 4ed

Hầu như tất cả các acid amin trong protein đều thuộc dạng L

Acid amin : Tính chất
 Dễ tan trong nước, không tan trong ete, ít tan trong

alcohol
 Trong dung dịch thường tồn tại ở dạng ion lưỡng tính

(zwitterion: tiếng Đức cho “hybrid ion”), mang cả điện
tích dương và điện tích âm

Lehninger Principles of Biochemistry, 4ed


pH
pH=pI

pH>pI

Zwitterion: Base (nhận H+)

Zwitterion: Acid (cho H+)

Lehninger Principles of Biochemistry, 4ed


Một số phương pháp phân tích acid
amin
 Phương pháp sắc ký trao đổi ion: tách và định lượng

các acid amin trong hỗn hợp dựa trên mức độ ion hóa

của acid amin
 Phản ứng màu đặc hiệu: định tính, phát hiện acid amin

dựa vào các phản ứng hóa học tạo màu đặc hiệu
 Phương pháp đo quang: định tính, định lượng acid

amin dựa vào tính hấp thụ ánh sáng của các acid amin
hay của các hợp chất tạo thành giữa acid amin và
thuốc thử


Một số phản ứng màu đặc hiệu
Phát hiện

Tên phản ứng

Thuốc thử

Màu

Acid amin

Ninhydrin

Ninhydrin

Xanh tím

Arg

Sakaguchi

Naphtol, Natri hypoclorid

Đỏ

Cys

Tạo sulfur chì

Chì acetat, Natri hydroxid

Xám

His

Pauly

Acid diazo sulfanilic, kiềm

Đỏ

Tyr, Trp, Phe

Xanhtoprotein

Acid nitric, nhiệt độ sôi,
kiềm

Vàng/Cam

Tyr

Millon

Thủy ngân/acid nitric

Đỏ


Protein


Liên kết peptid
 Liên kết peptid là liên kết cộng

hóa trị, hình thành giữa nhóm αcarboxyl của acid amin này và
nhóm α-amin của acid amin khác
 Chuỗi polypeptid ngắn (<50):

oligopeptid hay peptid
 Chuỗi polypeptid dài: protein
Pentapeptid: Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu
MW (Da) ≈ Số gốc acid amin x110
Lehninger Principles of Biochemistry, 4ed


Peptid: Hoạt tính sinh học
Peptid có thể đảm nhiệm nhiều chức năng sinh lý quan
trọng trong cơ thể sống

Peptid

Số a.a

Chức năng

Encephalin

5

Ức chế cảm giác đau

Oxytocin

9

Kích thích co bóp tử cung

Vasopressin

9

Tái hấp thu nước ở ống thận

Gastrin nhỏ

17

Kích thích dạ dày tiết acid

Glucagon

29

Tăng glucose máu

Chất P

10

Chất dẫn truyền thần kinh


Đặc điểm mạch trục
polypeptid:
 Không có sự tham

gia của mạch bên R
 Định hướng

 Linh hoạt


Protein: Cấu trúc ba chiều

Lehninger Principles of Biochemistry, 4ed