TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ
KHOA HÓA HỌC
BÀI TIỂU LUẬN:
TƯƠNG TÁC CỦA PROTIT VỚI KIM LOẠI
CHUYỂN TIẾP
Lớp K22 Hóa Vô Cơ
Họ tên: Đỗ Đình Toản
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Võ Văn Tân
Huế 2014
Mục lục
Trang



 !"
#$%&$'&()*
+,&-($./0$1232.45,$67&89:*
;<=>?@>@@ABCDEDF !G
H.47I&49(:$J(+K-L245,$67&89:MN.O&PB:+58(G
QR&-(.32STJ45,$67&89:MN:+58(SS
U5,$%S
D!VSW
X'($24$Y5$K&$Z
Lời mở đầu
Protit với thành phần cơ bản là các axit amin tạo nên, là một thành phần vô cùng quan
trọng trong việc cấu tạo nên cơ thể sống, điều chỉnh các quá trình hoạt động của các enzim,
xúc tác cho các quá trình hóa học, tổng hợp và chuyền các thông tin di truyền…
Trong thành phần của protit có chứa các liên kết peptit giữa nhóm chức -CO- và –
NH- nên protit kém bền vững dễ phản ứng với các tác nhân khác trong đó có các kim loại
chuyển tiếp. Những hợp chất này có ảnh hường rất lớn đến các cơ chế hoạt động của các
enzim, chúng có thể làm tăng hoặc giảm hoạt tính của cá enzim, gây hại hoặc điều chỉnh các

2
CHCH(NH
2
)(COOH) Val
Leucine (CH
3
)
2
CHCH
2
CH(NH
2
)(COOH) Leu
Isoleucine C
2
H
5
(CH
3
)CHCH(NH
2
)(COOH) Ile
Methionine CH
3
S(CH
2
)CH(NH
2
)(COOH) Met
Phenylalanine C

2
-CH(NH
2
)(COOH) Asn
Glutamine NH
2
CO(CH
2
)
2
CH(COOH)(NH
2
) Gln
Aspartic acid HOOC-CH
2
-CH(COOH)(NH
2
) Asp Tích điện
(axit)
Glutamic acid
HOOC-(CH
2
)
2
-CH(COOH)(NH
2
)
Glu
Lysine NH
2

bắt đầu sự chuyển tiếp do có thêm điện tử trong quỹ đạo nguyên tử của lớp d hay là những
nguyên tố tạo thành ít nhất là một ion với một lớp quỹ đạo (orbital) d được điền đầy một phần,
tức là các nguyên tố khối d (ngoại trừ scandi và kẽm).
Nhóm
3 (III
B)
4 (IV
B)
5 (V B)
6 (VI
B)
7 (VII
B)
8 (VIII
B)
9 (VIII
B)
10 (VIII
B)
11 (I B) 12 (II B)
Chu
kỳ 4
Sc 21 Ti 22 V 23 Cr 24 Mn 25 Fe 26 Co 27 Ni 28 Cu 29 Zn 30
Chu
kỳ 5
Y 39 Zr 40 Nb 41 Mo 42 Tc 43 Ru 44 Rh 45 Pd 46 Ag 47 Cd 48
Chu
kỳ 6
La*
57

68
Er
69
Tm
70
Yb
71
Lu
Từ Actini đến Lawrenci (các nguyên tố có số nguyên tử từ 89 đến 103) là các nguyên tố
thuộc nhóm Actini.
** Nhóm Actini
90
Th
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97
Bk
98
Cf
99

+ Cd: Chất thải công nghiệp mỏ, mạ kim loại, ống dẫn nước, làm đảo ngược vai trò hóa sinh của
enzim, gây cao huyết áp, hỏng thận, phá hủy các mô và hồng cầu, có tính độc đối với động thực
vật dưới nước.
+ Cr: Mạ kim loại. Ở số oxi hóa +6, chỉ cần dạng vết cũng gây ung thư.
+ Cu: mạ kim loại, chất thải sinh hoạt và công nghiệp, CN mỏ, khử kiềm. Dạng vết ít độc đối
với động vật, độc với cây cối ở nồng độ trung bình.
+ Pb: CN mỏ, than đá, xăng, hệ thống ống dẫn. Gây thiếu máu, bệnh thận, rối loạn thần kinh,
môi trường sống bị phá hủy.
+ Mn: Chất thải CN mỏ, ít độc với động vật, độc với thực vật khi ở nồng độ cao.
+ Hg: Chất thải CN mỏ, thuốc trừ sâu, than đá. Có độc tính cao.
+ Mo: Chất thải CN, các nguồn tự nhiên. Độc với động vật, cần với thực vật.
+ Se: Các nguồn địa chất tự nhiên, than đá. Cần ở nồng độ thấp, độc ở nồng độ cao.
+ Zn: Chất thải CN, mạ kim loại, hệ thống ống dẫn. Cần đối với enzim kim loại, độc với thực
vật ở nồng độ cao.
2) Các kiểu liên kết phối trí giữa kim loại chuyển tiếp với các enzim, protit:
Do có nhiều mức oxi hóa khác nhau nên tất cả các aminoaxit, peptit và protit có thể tác dụng
với các kim loại tạo thành các phức chất do đó làm thay đổi nhiều
tính chất của chúng
Một số protit chứa trong thành phần của chúng những nhóm gồm
bốn nhân pyrol liên kết chặt chẽ với nhau. Đó là các vòng pofirin
H.1: Cấu tạo Pofirin
Ở các vị trí từ 1 đến 8 của các vòng pofirin có thể có các nhóm thế khác nhau. Trong thiên nhiên
gặp được ít nhất 8 loại pofirin khác nhau bởi các nhóm thế ở các vị trí này.
Protopofirin là phức chất có :
- Các nhóm metyl ở vị trí 1, 3, 5, 8.
- Nhóm vinyl (-CH=CH
2
) ở các vị trí 2, 4.
- Nhóm –CH
2

Ảnh hưởng của các kim loại chuyển tiếp đến cấu trúc và tính chất hóa học của protit:
Khi xâm nhập vào cơ thể, các kim loại chuyển tiếp có thể liên kết với những phân tử tạo nên tế
bào sống (axít nuclêic, prôtêin ) làm biến đổi cấu trúc của và làm ức chế hoạt tính sinh học
của chúng, các hóa chất độc tấn công vào các vùng hoạt động của enzim, cản trở các chức năng
thiết yếu của các enzim này. Các ion kim loại nặng, đặc biệt như Hg
2+
, Pb
2+
, Cd
2+
có thể coi là
chất kìm hãm enzim mạnh, chúng tác dụng lên phối tử như nhóm -SCH
3
và -SH trong methionin
và xystein, các amino axit này đều nằm trong cấu trúc của enzim.
Các enzim kim loại chứa các kim loại chuyển tiếp trong cấu trúc của chúng. Tác dụng của
chúng bị kìm hãm khi một ion kim loại của metal - enzim bị thay thế bởi ion kim loại khác có
cùng kích thước và điện tích.
- Kim loại thủy ngân:
Sự tích tụ của Hg trong cơ thể ngăn cản hoạt động của enzim bằng cách thay thế gốc SH:
hoạt động không hoạt động
Ngăn cản quá trình hoạt động của enzim do tạo thành phức chất không hoạt động(tương tự quá
trình đông tụ asen của protein),
- Kim loại kẽm:
Zn
2+
trong các metal - enzim bị thay thế bằng Cd
2+
gây ra sự nhiễm độc cadimi. Các enzim bị
cản trở bởi cadimi bao gồm: Adenozin triphotphataza, ancoldehidrogenaza, amylaza

2
và glucozo để sản xuất năng lượng cho quá trình sống.
Ở trong máu nếu nồng độ Pb cao quá 0,8 ppm có thể gây nên hiện tượng thiếu máu do thiếu
hemoglobin. Nếu nồng độ Pb trong máu nằm ở 0,5 - 0,8 ppm gây ra rối loạn chức năng thận và
phá hủy não. Pb
2+
còn cản trở và kìm hãm các enzim sau: Axetylcolanesteraza,
alkalinphotphataza, adenozintriphotphataza
- Kim loại Asen:
Liều ít, Asen thúc đẩy hoạt động của tế bào. Asen III thể hiện tính độc bằng cách tấn công lên
các nhóm -SH của enzim, làm cản trở hoạt động của enzim.

Các enzim có sản sinh năng lượng của tế bào trong chu trình của axit nitoric bị ảnh hưởng rất
lớn. Bởi vì các enzim bị ức chế do việc tạo thành phức với As III dẫn đến thuộc tính sản sinh ra
các phần tử của ATP bị ngăn cản. Làm đông tụ các protit do tạo thành phức:


@T]
]
^
C&P
[
[
C&P
[
[
@T]
]

\

2+
kết hợp với protein hồng cầu thành
hemokuprein và cokuloplasmin. Trong hồng cầu đồng tồn tại dưới dạng eritrokuprein. Đồng
được dự trữ trong gan dưới dạng hepatokuprein. Sử dụng liều cao, lâu dài, đồng kích thích hoạt
tính của men lipaza và photpholipaza, khi đó tế bào gan sẽ phá hủy nhanh và hàm lượng đồng
trong máu tăng cao gây rối loạn trao đổi chất của hồng cầu: dung huyết, methemoglobin. Kế tiếp
gây viêm cầu thận, giảm hồng cầu, vàng da.
- Kim loại Sắt:
Thừa sắt hay thiếu sắt đều gây hại cho sức khỏe: Sắt là một nhân tố thiết yếu của sự sống và khả
năng hình thành các phức hợp như nhân heme hay cấu trúc Fe-S trong các protein và enzyme
chứa Fe, giúp cho tế bào thực hiện các chức năng khác nhau. Tuy nhiên sắt tự do (sắt thừa) lại
gây độc đối với cơ thể, vì nó tạo điều kiện cho sự sinh ra nhiều những phân tử phản ứng hóa học
chứa oxy mà có thể phá hủy các thành phần cấu tạo nên tế bào.
Fe
2+
liên kết với protopifirin 9 tạo heme.
Sắt liên kết chặt chẽ với mọi phân tử sinh học vì thế nó sẽ gắn với các màng tế bào, axít nucleic,
prôtêin v.v.
Trong cơ thể động vật sắt liên kết trong các tổ hợp heme (là thành phần thiết yếu của
cytochromes), là những prôtêin tham gia vào các phản ứng ôxi hóa-khử và của các prôtêin
chuyên chở ôxy như hêmôglôbin và myôglôbin.
Tập hợp các prôtêin sắt phi-heme có trách nhiệm cho một dãy các chức năng trong một số loại
hình cơ thể sống, chẳng hạn như các enzym mêtan mônôôxygenase (ôxi hóa mêtan thành
mêtanol), ribonucleotide reductase (khử ribose thành deoxyribose; tổng hợp sinh học DNA),
hemerythrins (vận chuyển ôxy và ngưng kết trong các động vật không xương sống ở biển) và
axít phosphatase tía (thủy phân các este phốt phát). Khi cơ thể chống lại sự nhiễm khuẩn, nó để
riêng sắt trong prôtêin vận chuyển transferrin vì thế vi khuẩn không thể sử dụng được sắt.
Nguyên tử Fe trong heme liên kết với 4 nguyên tử N ở trung tâm của vòng porphyrin, tuy vậy,
vẫn còn 2 phối trí tự do trên nguyên tử Fe, 2 phối trí tự do này nằm ở 2 phía của mặt phẳng
heme. Nhóm heme này nằm ở các đường nứt hay kẽ hở của phân tử myoglobin, được bao quanh

chế gây bệnh của các kim loại nặng, đặc biệt là các kim loại chuyển tiếp. Tạo tiền đề để tìm ra
các kim loại hay các gốc hữu cơ khác thay thế các kim loại chuyển tiếp, giảm tác động có hại và
tăng những hoạt tính có lợi của các phức chất của protit.
Tài liệu tham khảo chính:
1. Phạm Trung Hùng, Nguyễn Phước Long : “Ion kim loại, sự gấp nếp và trạng thái tồn tại
của protein”
$_:``a5T2$6T&$5`aT6TUOb554`$2&S`$5&-G`&aO0$(
2. ThS Đào Thị Thái Yên: Bài giảng “Độc Học Môi Trường” – Trường ĐHBK Hà Nội -
2006.
3. Võ Văn Tân: “Bài giảng Hóa Sinh Vô Cơ” ĐHSP Huế - 2004
4. Nguyễn Thị Tố Loan: “Nghiên cứu chế tạo một số nano oxit của sắt, mangan và khả năng
hấp phụ asen, sắt, mangan trong nước sinh hoạt” – Luận án Tiến sĩ, Viện Hóa Học Việt Nam
- 2011.