CHƯƠNG PROTEIN
[I] Vai trò sinh học ,giá trị dd Pr :
1)-Vai trò sinh học ;
* Xúc tác :1 số làm tăng vận tốc p/ lên
hàng trăm hàng ngàn lần gọi là enzyme .
*Vận chuyển :1 số kết hợp với 1 số chất
đóng vtrò vận chuyển . VD:
Hemoglobin (Hb) : hồng cầu
Hb +O2 HbO2
* Bảo vệ TB lạ ,virut lạ ,vk lạ ,Pro lạ để
hình thành các kháng thể để chống lại nó
hoặc loại trừ ra ngoài cơ thể (hệ thống miễn
dịch).
+RIP(Ribosome Inactivating Pr): Pr bất
hoạt ribosome
. ức chế TB ung th HIV
. Trong nông nghiệp sâu xanh
+ PPI (Protease Pr Inhibitor ) kìm hãm
protease
Protease
Pr a.a
. Dựa vào nguyên tắc này sxuất loại thuốc
kìm hãm HIV ung th
. Trong nông nghiệp làm thuốc trừ sâu .
+ AIP Amilas Inhibitor Pr : Pr kìm
hãm Amilase
A
TB Glucoza + Dextrin
Sx thuốc trừ sâu sinh học
*Chuyển động : 2 Pr dạng sợi có khả năng
trợt lên nhau làm cho cơ thể có khả năng
,axeton ). Dùng để sx cơm chay .
[ II ]-Cấu tạo Pr :
1)-Thành phần hhọc : C,H, O ,N ,S
N= 15-18% ,C=50-55% ,H=6,5-7,3%
O=21-24% ,S=0-0,24% .
S ,Cu , Fe ,Zn ,...
2)-Khối lợng phân tử và hình dạng :
- KLPT lớn : Đại phân tử , đvị : Dalton
(Da)
Kilo dalton (KDa) .
VD : klpt C6H1206.
1Da =1/12 đvc hoặc=1/16 02
Một só Polisaccarit cũng tính theo đv Da
- Hình dạng :
+ Hình cầu: D/R20 lần,thờng là nhóm
háo nớc quay ra ngoài htan
. Hb ( Hemoglobin )
. Micglobin (máu cơ bắp )
.Albumin(lòng trắng trứng).
+ Hình sợi: D/R hàng vạn hàng triệu
không htan nh : lông tóc(Keratin)
,da(Colagen) ,sụn ...
3)- Đơn vị tham gia ctạo Pr : a.a
- A.A :Là hợp chất hcơ có chứa ít nhất 1
nhóm cacboxyl &1 nhóm amin có cấu
tạo mạch thẳng hoặc mạch vòng .
R CH COOH
NH2
R : Nhóm bên hay chuỗi bên
CH2-CH-COOH
NH2
Triptophan
a/A.a ko thay thế:
-Đ/nghĩa :Là những a.a cơ thể ngời không
tự tổng hợp đợc mà phải đa vào dới dạng
t/ăn ,thiếu 1 a.a nào đó cơ thể ngời mắc
bệnh .
-Các a.a cần thiết :
+) Ngời lớn có 8 a.a :
1/Metiomin
2/ Thereonin
3/Valin
4/Leucin
5/Soleucin
6/Lysin
7/Phenylalanin
8/Triptophan (ăn vào chuyển thành PP) .
+) Trẻ em 10 a.a : 8 trên còn 2 là :
9/ Histidin
10/ Arginin
b/Tính chất :
* Chung : A.a về cơ bản hoà tan tuỳ mức độ
:
+ Bền trong nớc thậm trí t cao= 100 -200 C
.
+Bền trong mtrờng axít chỉ có triptophan bị
phá huỷ hoàn toàn .
+ Không bền trong mtrờng kiềm
+
NH2 NH3
. Trong mtrờng kiềm sự p/ly nhóm NH2 bị
kìm hãm axit (-)chạy (+)trong mtrờng
kiềm _
OH _
R-CH-COOH R-CH-COO
NH2 NH2
pHcó tổng điện tích = 0 gọi là điểm đẳng
điện PI a.a không dịch chuyển về phía nào
PI # pH trung tính .
+Lợi dụng t/c này để định tính định lợng a.a
= ppháp điện di
c/Các phản ứng đặc trng của a.a :
( *) P/ ví thuốc thử Ninhydrin :
a.a + Ninhydrin màu xanh tím .
Dựa vào t/c này để xđịnh a.a bằng pp sắc
ký .
- Sắc ký : Là sự tách các chất htan trong 2
pha : Pha động và pha tĩnh không hoà lẫn
vào nhau .
+Pha động : Thờng là chất lỏng hoặc khí
+Pha tĩnh :Giấy (dạng sắc ký), Giấy
Silicagel (hút ẩm),khí .
Khi pha động di chuyển kéo theo các chất
htan & nó đc định vị trên pha tĩnh ở các vtrí
# nhau phụ thuộc kthớc ,KLPT .
.Các loại sắc ký :
Sắc ký giấy
( Glycin)
CH3-CH-CO-NH-CH2-COOH
(Alanil Glycin)
NH2
Đuôi in il (a.a tham gia lk peptit)
2 a.a dipeptit , 3,4,5 : tri ,tetra ,poly peptit
+>Mang t/c di truyền ,số lg thành phần
trình tự sắp xếp thể hiện thế hệ sau giống
thế hệ trớc
b/ Cấu trúc bậc 2 : Cấu trúc nhiều dạng :
- Do 1 chuỗi polypeptit có k/năng xoắn lại
thành hình xoắn ốc giống nh lò xo .Mỗi
vòng xoắn có 3-6 a.a .Đờng kính 0,6 nm
Khỏng cách 2 vòng xoắn gần nhau 0,54nm
Các vòng xoắn bền vững nhờ lk H2 .
-Dạng tờ giấy gấp nếp
: Do 2 hay nhiều
chuỗi polypeptit bị kéo giãn ra & đc lk với
nhau nhờ các lk H2 đồng trục xoắn và số lg
lớn nhất .Các chuỗi xoắn có thể song song
hoặc đối song song .
-Mặt cong
:Một chuỗi polypeptit có khả
năng tự gấp thành 1 góc & góc đc bền vững
nhờ lk H2 .
-Xoắn ngẫu nhiên :Dạng cuận thống kê
c)Cấu trúc bậc 3 :
-Do cấu trúc bậc 2 xđ & bậc 2 không đc
OH Knăng k/hợp 3H2O .
COOH Knăng k/hợp 4H2O .
. Phụ thuộc vào nồng độ muối trung
tính ,nồng độ muối thấp tính htan tăng
,nồng độ muối cao tính htan giảm .
. Phụ thuộc bchất dmôi hcơ :Nếu cho
dmôi hcơ vào làm giảm hằng số điện môi
,làm tăng lực hút tĩnh điện tạo ktủa lên tính
htan giảm .
2)-Tính kết tủa : Pr bền vững 2 lớp vỏ : Vỏ
nc ,vỏ điện tích ,phá vỡ 2 lớp vỏ tạo ktủa ,có
2ktủa :
-Kết tủa thuận nghịch:
+ Muối trung tính :NaCl ,MgCl
+ Dung môi hcơ :Etanol ,axetol =>(dựa vào
t/c này tách tinh sạch sơ bộ Pr bằng pp
ktủa).
VD :Cho Pr vào bình muối tách ktủa lấy
dịch tạo ktủa .
-Kết tủa bất thuận nghịch :Tách tác nhân
ktủa ttục htan .Các tác nhân :Ion lk nặng
Cu ,Pb ,Hg ,giải độc cho ngời bị ngộ
độc kl nặng .
3)-T/c biến tính :
*>Đ/nghĩa :Sự biến tính của Pr, Prdới tác
dụng của các tác nhân vật lí ,hoá học phá
huỷ cấu trúc bậc : 2,3,4 (bậc 1 ko bị phá
huỷ)làm thay đổi t/c tự nhiên ban đầu Pr
biến tính .
*T/C Pr bị biến tính :
-Tại PI Pro ko dịch chuyển tinh sạch Pro
= ppháp điện di .Có 2 pp điện di :
+>Điện di đứng tách Pr& E .
+>Điện di ngang tách AND .
5)- Thuỷ phân :Pro dới tác dụng của axit
hoặc E Protease :
Hoàn toàn
Pro a.a
Protease
E
Pro a.a +peptit
(ko hoàn toàn)
6)-Các p/ màu của Pr :
+>Pr p/ với thuốc thử Folin tạo ra màu
xanh da trời .Cờng độ màu tỷ lệ với hàm l-
ợng Pr trong giới hạn nhất định .
+>P/ Biure : Cho tất cả các lk Peptit .Cá
chất có lk Peptitcó cả Pr +
CuSO4/NaOHTím xanh cờng độ màu tỷ
kệ với hàm lợng Pr hoặc những chất có lk
Peptit .
*Đo cờng độ màu trên thiết bị đo màu
quang điện dựa vào đồ thị Pr chuẩn
(Albumin máu bò .BSA : Bowing Serum
Albumin ).
a.phosphowol Framic Có k/năng t/d với
a.phosphomelipdic a.a mạch vòng
xanh da trời
*Tinh sạch tơng đối :Pr dựa vào t/c ktủa
&tinh sạch tinh khiết = p điện di
Hemoglobin Hb / Mioglobin Mb .
Hb + O2 HbO2 LK Kém bền .
Hb + C0 HbCO (Oxit cac bon
hemoglobin )lk bền vững .
Hb + NO3 HbNO(nitroro hemoglobin)
Hb + Me HbMe (có màu xám).
+>Flavoprotein :Nhóm ngoại là Flavin
(sắc tố vàng)
+>Lipoprotein:Nhóm ngoại Lipit (dầu
,mỡ , )có khả năng kết hợp với Pr
Lipoprotein hoà tan máu .
+>Glycoprotein
(các gốc đờng ) galactoza
glucoza
n axetin glucoza
Đóng vai trò bảo vệ .
[V]-Sự chuyển hoá Pro của a.a trong
qtrình bảo quản :
E
Pro a.a + peptit
(ko hoàn toàn)
Các a.a đờng hớng khác nhau .
*Đờng hớng # nhau :
-Khử NH2 SP NH3
-Khử COOH SP CO2
-Khử NH2 ,COOH SP NH3 ,CO2
P/ tạo Crezol ,phenol (Trp) .
-P/ Scatal ,Indol (Tyr) .
-P/ tạo Mecaptan (S)
-P/ tạo Timetylamin ,Oxtrimetylamin
-Là Pr đơn giản có hoạt tính xt thuộc E
đơn cấu tử :
+>Protease: .Pepxin (dạ dày).
.Tripxin .
. Kimo tripxin (tuỵ tạng).
+>Amilaza : , , .
+>Xenluloza .
2)- Cấu tạo của E lỡng cấu tử :
* Gồm Pr đơn giản &Cofactor ngoại
Colizin linh động
-Ngoại : +
+ Coenzyme thật :. NAD :Nicotin amit
Adenin Dinucleotit .
+
. NADP nh trên nhng thêm
phosphat .
+
.FAD :Flavin Adenin Dinucleotit .
+Vitamin : B1 : Pyruvat Decacboxylaza
B2 :Dehydrogenaza hiếu khí .
+ Ion kim loại :
+3
.Catalaza ( Fe )
+2
. Tyrosinaza (Cu ) +2
Tyrosinase(Cu)
Tyrosin Melanin .
+Coenzyme linh động: Đóng vai trò nh 1 cơ
chất thứ 2
VD :
t.tâm # có knăng k/hợp với 1 số cơ chất #
.Cơ chất thứ 2 không có knăng chuyển hoá
tạo Sp mà chỉ làm thay đổi hình dạng ,t.tâm
hđg cũng nh E làm a/hởng đến việc k/hợp
cơ chất với t.tâm hđg của E .Cơ chất thứ 2
gọi là cơ chất điều hoà .
Ttâm thứ 2 t.tâm Alcosteric(t.tâm lập thể
điều hoà).
- Chất điều hoà (+) : Làm tăng vận tốc p/
,cơ chất k/hợp dễ ,tăng sp .
(-) : Vtốc giảm ,cơ chất k/hợp khó ,sp ít .
6)Tiền E : Zimogen
-Có 1 số E khi mới tiết ra ko hđg do t.tâm
hđg bị che phủ bởi 1 số lk peptit .Muốn hđ
phảI bổ sung 1 số chất hoạt hoá để phá vỡ
lk peptit đó . E t.tâm hđ .
VD : (dạng tiền ko hđ)
Pepxinogen Pepxin (hđ)
Pepxinaza
Cutero Kinaza
Kinrotripxinogen
Kinrotripxin (hđ)
[IV]- cơ chế t.dụng E :
E + SES P + E
Muốn p/ xảy ra :
-Các chất phảI txúc với nhau .
Ccấp cho nó năng lg hoạt hoá .
-P/ có E xt năng lg hoạt hoá giảm hơn rất
nhiều .
Q1 + Q2 < Q
nhóm CO tự do .
-Đặc hiệu tuyệt đối : E có knăng p.cất 1 lk
hhọc nhất định nhng 2 cấu tử tạo lk phải có
ctạo nhất định. Urease
VD :H2N-CO-NH2+H2O CO2+2NH3
-Đặc hiệu đồng phân quang học : Mỗi E chỉ
có k/năng chuyển hoá 1 trong 2 dạng .
VD :Fumarat .hydrataza :Xt cho L.a.Malic
COOH COOH
Fumarat-hydrataza
HO-C-H -H2O CH
CH2 +H2O CH
COOH COOH
L (-) a.Malic (a.fumaric)
*)Thuyết đa ái lực :E muốn xt chuyển hoá
phải kết hợp với cơ chất ít nhất 3 điểm :
R4 R2
(A) (B)
C C
R1 R2 R3 R1 R4 R3
a b c a c
E E
-Đồng phân hình học :Mỗi E chỉ xt chuyển
hoá cho 1 trong 2 dạng cis or trans .
VD: Trans a. Fumaric :
HOOC-CH
CH COOH
+>K+1 :là hằng số vtốc p/ :ES .
+>K+2 :Là hằng số vận tốc p/ pli
:ESP+E .
+>K-1:hằng số vtốc p/ pli ESE+S.
V+1=K+1[E][S]
V-1=K-1[ES]
V+2=K+2[ES]
,
K-1[ES] +K+2[ES]= K+1[E][S]
,
[ES] +[ES] K-1 + K+2
= = Km
[ES] K+1
Vmax[S]
Vp/= (1)
Kmax+[S]
+>Km :hằng số Michaelis-Mentes .
Km < ,hoặc Km> ái lực lớn hoặc nhỏ
vp/ lớn hoặc nhỏ . vmax[S]
+> km>>[S] => v=
Km
V= f([S])
+> km<<[S] v=vmax
Vmax
+> km=[S] v=
2
[S] tăng ,Vp/ tăng Vmax
[S] tăng , V= Vmax do hết E
=> đổi (1) thành phơng trình tuyến tính :
1 km 1 1
E không cóđặc hiệu song song .
K+1
E + I EI
K-1
[E].[I] k+i
= = KI
[SI] k-i
+> k+i : hệ số vtốc EI
+> k-I : Hệ số vtốc p/li : EI [E] + [I]
+KI :Hệ số kìm hãm .
E0 = E + ES + EI
Vmax .[S]
Vi1 = (3)
I
Km 1+ + [S]
KI
Có sự tơng quan nồng độ cơ chất &chất
kìm hãm trong kìm hãm cạnh tranh
Km # km
Vkìm hãm giảm do Km tăng (1+I/KI ) lầnái
lực giảm .
Chuyển (3) sang p/trình đồ thị tuyến tính
,ta có :
1 km I 1 1
= 1 + +
Vi1 Vmax KI S Vmax
1 1 1 I
= v = - 1+ =- km
Vi S km KI
1 1 1
Vi2 Vmax KI S Vmax KI
Không có tơng quan nồng độ [S]&[I] là
1 1 1
= 0 = - = - km
V S km
1 1 1 I
= 0 = 1 + =vmax
S v vmax kI
Km = Km
Vmax # Vmax
+>Vp/ giảm do Vmax giảm ( 1+ I/Ki )lần
-Kìm hãm bất thuận nghịch :Chất làm cho E
biến tính ko trở về trạng thái ban đầu .
3)ảnh hởng của chất hoạt hoá :
*Đ/nghĩa :Chất làm cho E ko hđg hđg
,yếu mạnh .
-Bản chất của chất hoạt hoá :
+>Coenzyme :Vận chuyển H2 và điện tử .
+>Phá vỡ lk Peptit bao phủ trung tâm hđg
của E .
+>Chất phục hồi các nhóm cnăng trong
ttâm hđg của E
VD : Papain :ttâm hđg có
SH đk S S S E ko hđg nữa
,muốn nó hđg phảI bổ sang chất phục hồi
SH:thờng bổ sung Cystein hoặc Glutatein
+2
.Tyrosin : ttâm hđ có Cubsung [] thích
hợp .
.Pepxin :ttâm hđ COOH bsung ASP/Glu
vmax
phtối u
Pepxin (dạ dày) phtối u= 1,8-2
Renin(ngăn tầng 4 dạ dày bê)phtối u=2-2,5
Papain : phtối u = 8
Tripxin ,Kimotripxin : phtối u =8-8,5
Subtilizin(VK) : phtối u = 9-11(12)
6)ảnh hởng của nồng độ E :
Khi cơ chất S đủ d thì vp/ phụ thuộc tuyến
tính nồng độ E : v=k[E]
+[ E ] nồng độ E .
+ v vận tốc p/ .
-Cũng có những trờng hợp [ E ] quá lớn vtốc
p/ tăng chậm .
[VII]-Cách điều hoà E trong sx :
1]-Điều hoà bằng số lợng E :
-Bổ sung [E] :Pr cá a.a (nớc mắm)
Bs Protease
-Tạo đk về : Môi trờng ,dd ,t ,ph ,thích hợp
để tổng hợp nhiều E .
2]-Điều hoà bằng các yếu tố a/hởng đến
vận tốc p/ :
-Nhiệt độ : ttối u ;Ehđ mạnh
Tăng t :vô hoạt E
Giảm t<0C :bảo quản E
VD : SX chè đen :
Búp chè Đập dập sàng ủ
Polyphenol oxylaza
Polyphenol Quinon(xám đen
Z giảm Vaza tăng Z tăng
Ngợc lại Z tăngVaza giảm Z giảm.
-SP cuối cùng có a/hởng đến hđ E
+>Nếu sp cuối cùng làm v tăng :chất điều
hoà (+) hoặc cơ chế nối ngợc (+).
+>Nếu sp cuối làm Vgiảm :Chất đhoà(-)
hoặc cơ chế nối ngợc (-) .
VII]-Sinh tổng hợp Pro E :
Tổng hợp theo thuyết làm khuân (tổng hợp
Pr tris Ribosome) đây là qtr phức tạp gồm 4
gđoạn :
1)-Giai đoạn hoạt hoá a.a :
-Cần có năng lg ATP ,E, ARN Syntretas :
R-CH-COOH + ATP + E
NH2
(R-CH-CO-AMP-E)
NH2 (Amino axyl-AMP-E)
2)-Giai đoạn vận chuyển a.a :
-A.a đã đc vận chuyển đc hoạt hoá đến
Ribosome (là nôI sinh tổng hợp Pr).
-Mỗi a.a đc vận chuyển bởi 1 ARN :
R-CH-CO-AMP-E + ARNt
NH2
R-CH-CO-ARNt + AMP + E
NH2
3)-Giai đoạn sinh tổng hợp :
+>Gel đhoà :nằm ngoài cùng có căng sinh
tổng hợp Pr kìm toả thông qua hđ của Pr
kìm toả mà đkhiển qtr sinh tổng hợp của Pr
E .
3 2 1
điều hoà chỉ huy gel cấu trúc
operon
*)Cơ chế cảm ứng :
-Gel đhoà t/hợp Pr kìm toả ,Pr này hđ ức
chế gel chỉ huy ko thể chỉ huy gel ctrúc
qđịnh t/hợp Pr .
-Nếu có chất cảm ứng (cơ chất)làm cho Pr
kìm toả ko hđ ko bao vây gel chỉ huy
gel chỉ huy đkhiển gel ctrúc t/hợp Pr
qtr sinh t/hợp Pr .
*)Cơ chế kiềm toả :ngợc với cơ chế cảm
ứng :
-Gel đhoà t/hợp Pr kiềm toả nhng ko hđ
ko bao vây gel chỉ huy xảy ra qtr sth Pr
-SP của qtr STH Pr quay lại kết hợp với Pr
kiềm toả Pr này hđ ức chế gel chỉ huy
ko xảy ra qtr t/h Pr của gel ctrúc .
[X] Nguồn thu chế phẩm E & ứng dụng:
1)Nguồn thu :
a/ĐV :Pepxin :Màng nhầy dạ dày lợn
Serin :Ngăn thứ 4 dạ dày bê(sx format)
Tripxin,Kimotripxin:Pancreatin tuỵ tạng
lợn .
Sữa tơi t/trùngaxit hoá pH=4cộng
Renin đông tụ khuân ép tách H2O
tạo góiủ chín tạo (a.a +Đg khử )
Màu vàng hơng thơm (format).
-Làm mềm thịt trong CN sx đồ hộp thịt cá.
-Dùng để sx các loại bánh(mỳ ,quy,gatô )
*AMYLASE :-Đg Gluco ,mạch nha .
-SX etanol ,bia ,dmôi hcơ ,axit hcơ ,kháng
sinh . Amylase E,OXH-K
Tbột Glucoza etanol
,glyxerin,dmôi hcơ ,axit hcơ .
-SX tơng ,bánh .
*PECTINASE :
-Tăng hiệu suất chiết dịch quả .
-Làm trong nc quả (rợu vang ,sampanh..)
b/CN thuộc da :
*PROTEASE kiềm tính :Làm mềm da tẩy
lông ,vết máu .
c/CN xà phòng :
+Protease trung tính xà phòng tắm .
+Protease kiềm tính xà phòng giặt ,tẩy
rửa .
+Lipase kiềm tính xà phòng rửa chén bát
+Xenlulose mềm ,sốp sợi bông .