CHƯƠNG I
ĐẠI CƯƠNG VỀ PROTEIN
ĐỊNH NGHĨA
Protein là hợp chất đại phân tử được tạo thành từ rất nhiều các đơn phân là
axit amin. Axit amin được cấu tạo bởi 3 thành phần:
một là nhóm amin (-NH
2
), hai là nhóm cacboxyl (-COOH) và cuối cùng là
nguyên tử cacbon trung tâm đính với một nguyên tử hydro và nhóm biến đổi R
quyết định tính chất của axit amin.
Protein là lớp chất bắt buộc phải có ở bất kỳ vật sống nào và có tỷ lệ khá ổn
định. Ví dụ ở gia súc non và người hàm lượng protein khoảng 40 – 45% vật chất
khô. Protein là lớp chất quan trọng bậc nhất của sự sống, là vật mang sự sống.
Protein có trong tất cả các loại tế bào với hàm lượng khác nhau:
Bảng 1.1. Hàm lượng protein trong một số mô động, thực vật
Protein điển hình chứa 200 – 300 axit amin, nhưng một số protein có số axit
amin ít hơn (protein có số lượng axit amin ít nhất gọi là peptit) và một số protein có
số lượng axit amin lớn hơn (protein lớn nhất được biết cho đến nay là titin ở trong
cơ vân và cơ tim chứa tới 26.926 axit amin trong một chuỗi đơn). Đặc điểm lớn
nhất của axit amin là: phân tử có chứa Nitơ (N), khối lượng phân tử lớn.
Mô Protein (% so với khối lượng vật chất khô)
Gan 57
Xương 28
Cơ vân 80
Hạt lúa 6 – 12
Hạt ngô 9 – 13
Đậu nành 29 – 50
1
CHƯƠNG II:
PROTEIN LÀ NỀN TẢNG CỦA SỰ SỐNG
Protein là nền tảng của sự sống vì bản thân nó cũng có Axit Nucleic.

được thay thế bởi gốc amin. Công thức chung như sau:

Có thể định nghĩa khác là: axit amin gồm một nguyên tử Cacbon α liên kết với:
• Một nguyên tử Hydro
• Một nhóm Amin
• Một nhóm Carboxyl
• Một trong 20 gốc R, 20 gốc R
khác nhau tạo nên 20 axit amin và
quyết định tính chất đặt trưng của chúng. Axit amin hình bên là Alanin.
Axit amin là monomer cấu tạo nên protein. Trong tự nhiên có khoảng 250 axit
amin nhưng protein của cơ thể sống chỉ chứa 20 axit amin gọi là axit amin sinh
protein (proteinogenic amino acids). Hình dạng và đặc tính của protein được quy
định bởi trình tự và số lượng các axit amin của protein.
-H
+
+ OH
-
R-CH-COOH R-CH-COO
-
R-CH-COO
-
NH
3+
+ H
+

NH
3+
- OH
-

0
C).
Trong chuỗi peptit, các axit amin cứ liên kết với nhau như vậy liên tục. Theo
quy định axit amin đầu chuỗi (bên trái) có nhóm amin tự do gọi là axit amin N tận;
axit amin cuối chuỗi (bên phải) có nhóm cacboxyl tự do gọi là axit amin C tận.
Khoảng cách giữa nhóm -COOH và –NH
2
của các axit amin trong chuỗi polypeptit
được L.Pauling và cộng sự dùng phương pháp nhiễu xạ Rơngen để nghiên cứu.
Cấu trúc bậc một của protein
5
Khi khảo sát chuỗi peptit có hai vấn đề quan trọng: số lượng các axit amin và
trình tự sắp xếp các axit amin trong chuỗi.
- Số lượng các axit amin: Số lượng các axit amin nhiều hay ít tùy loại protein
và quy định độ dài ngắn, phân tử lượng của chuỗi.
Protein lớn nhất được biết cho đến nay là titin ở trong cơ vân và cơ tim, chứa
tới 26.926 axit amin trong một chuỗi đơn. Các protein phổ biến đặc biệt là các
enzym có khoảng từ 150 - 300 axit amin.
- Trình tự sắp xếp các axit amin: Trình tự của các axit amin trong chuỗi
quyết định cấu trúc không gian của chuỗi và do đó quyết định tính chất, chức năng
sinh học của protein. Trình tự này được quy định bởi tính di truyền, được ghi lại
bằng các đơn vị tạo thành axit nucleic. Với 20 axit amin có thể tạo hơn 2 x 10
19
tổ
hợp, tức là tạo ra rất nhiều protein khác nhau (ngày nay người ta tìm thấy khoảng
10
10
– 10
12
protein ở các cơ thể sống khác nhau). Mỗi tổ hợp có sự sắp xếp các axit

tiết kế mã di truyền trong axit nucleic.
2.2/ Cấu trúc bậc hai của protein
Cấu trúc bậc 2 của protein là cấu trúc có chu kỳ của chuỗi polypeptit. Chuỗi
polypeptit được sắp xếp gọn lại trong không gian nhất là trong môi trường sinh vật,
trong mô bào theo những hình thù nhất định, bền vững hơn phù hợp với chức năng
của chúng.
Nhiều protein chứa các đoạn có cấu trúc xoắn α, ví dụ: myoglobin,
hemoglobin... Chuỗi peptit cuộn lại theo hình lò xo, tạo thành các vòng xoắn. Chu
kỳ xoắn là 3,7 axit amin. Chiều dài mỗi vòng xoắn là 5,4A
0
. Chiều xoắn có thể là
xoắn phải hoặc xoắn trái. Các xoắn α thấy ở các protein là xoắn phải (hình 1.1).
Tỷ lệ giữa các đoạn xoắn và không xoắn trong protein chiếm khoảng 45% - 50%
chiều dài của chuỗi peptit. Cũng có khi hai hoặc nhiều cuộn xoắn α bện lại với
nhau như cuộn dây cáp được thấy ở các protein như keratin của tóc, myosin
tropomyosin ở cơ, epidermin của da và fibrin của cục máu đông...
7
Hình 1.1. Cấu trúc xoắn α
Xoắn α được ổn định nhờ những liên kết hyđro.
Liên kết này được hình thành giữa hai nguyên tử
mang điện tích âm có khoảng cách 2 - 3A
0
, nguyên tử
hyđro nằm giữa hai nguyên tử đó. Liên kết hyđro để
tạo xoắn α trong cấu trúc bậc 2 của protein được tạo
thành giữa nhóm = C=O và =N-H. Lúc này các gốc
amit =C=O và =N-H nằm trong một mặt phẳng.
Liên kết hyđro yếu, năng lượng phá vỡ liên kết
khoảng 0,7 - 1,5Kcal/mol song có số lượng lớn nên
xoắn α bền và ổn định.