ÂÄÖ AÏN CÄNG NGHÃÛ I Trang 1
Đề tài: SẢN XUẤT PROTEIN CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC
I.GIỚI THIỆU VỀ PROTEIN
1.Vai trò và giá trị của protein
a.Vai trò sinh học:
Protein là thành phần không thể thiếu được của tất cả các cơ thể sống. Protein
là nền tảng về cấu trúc và chức năng của cơ thể sinh vật:
• Xúc tác :các protein có khả năng xúc tác các phản ứng gọi là enzym
• Vận tải: Một số protein có vai trò như những “xe tải” vận chuyển các chất
trong cơ thể. Ví dụ : Hemogiobin kết hợp với oxi rồi tải oxi đến tới các mô và cơ
quan trong cơ thể.
• Chuyển động: nhiều protein trực tiếp tham gia vào quá trình chuyển động
như: co cơ, chuyển vị trí của nhiễm sắc thể trong quá trinh phân bào.
• Bảo vệ:
- Các kháng thể trong máu động vật là các protein đặc biệt có khả năng nhận
biết và loại trừ protein lạ và virút, vi khuẩn và các tế bào lạ vào cơ thể
- Các interferon là những protein do tế bào động vật có xương sống sinh tổng
hợp và tiết ra để chống lại sự nhiễm virút
- Protein trong máu có vai trò bảo vệ cơ thể khỏi bị mất máu
• Dẫn truyền các xung động thần kinh:
như chất màu thị giác rodopxin ở màng lưới mắt
• Điều hòa :
Một số protein có chức năng điều hòa quá trình truyền thông tin di truyền, điều hòa
quá trình trao đổi chất
• Kiến tạo chống đỡ cơ học:
như protein của tơ tằm ; colagen-elastin của mô liên kết, mô xương.
• Dự trữ dinh dưỡng
Protein còn là chất dinh dưỡng quan trọng cung cấp các axit amin cho phôi phát
triển. Ví dụ: ovalbunin trong lòng trắng trứng, gliadin trong hạt lúa mì, zein của ngô.
b. Vai trò dinh dưỡng:
SVTH :Lã Trung Ninh Låïp 00H2A

nguyên tố C,H,O,N được sắp xếp trên cùng một mặt phẳng và mỗi phân tử được sắp
xếp với góc cố định. Có thể hình thành dạng enol ,trong đó dạng trans bền hơn dạng
cis.
Cấu trúc bậc 1 là bản phiên mã đầu tiên của protein, khác nhau bởi trình tự sắp xếp
và số lượng các axitamin. Biết được cấu trúc bậc1 sẽ dự đoán được cấu trúc của
protein và góp phần quan trọng trong nghiên cứu bệnh lý
• Cấu trúc bậc 2:
Bao gồm xoắn 2 , gấp nếp r và mặt cong. Hầu hết các axitmin điều chứa cacbon
bất đối Co nên có khả năng quay quanh trục dễ dàng tạo cấu trúc xoắn.
- Cấu trúc xoắn ; là cấu trúc tương tự lò xo (cầu thanh xoắn ốc), mỗi vòng
xoắn có 3,6 axitamin, chiều cao của một vòng là 5,40. Đường kính trong của cấu
trúc xoắn là 10,1A, khi gia nhiệt nhẹ thì cấu trúc bậc 2 bị phá vỡ.
- Cấu trúc nếp 1 :(cấu trúc phiền xếp)
Là cấu trúc hình chữ chi, có hai dạng song song và đối song song
+Gấp nếp h kiểu đối song song có trình tự sắp xếp ngược nhau, các đoạn peptit
kề nhau có hướng sắp xếp ngược nhau
+ Gấp nếp ư kiểu song song: các đoạn peptit nằm kề nhau có xu hướng sắp xếp
cùng chiều nhau.
- Cấu trúc mặt cong : Oxi của C = O trong liên kết peptit thứ nhất nằm kề
của liên kết peptit thứ ba kề nó..
• Cấu trúc bạc 3:
Chuỗi peptit với các vùng có cấu trúc bậc hai xác định (xoắn , gấp nếp ề và cong
) và kém xác định (xoắn ngẫu nhiên) xếp lại thành cấu trúc 3 chiều sẽ tạo nên một
dạng cấu trúc gọi là cấu trúc bậc ba.
Cấu trúc này ổn định do các tương tác kị nước và các liên kết hidrô
• Cấu trúc bậc 4:
SVTH :Lã Trung Ninh Låïp 00H2A
ÂÄÖ AÏN CÄNG NGHÃÛ I Trang 4
Do 2 hay nhiều các tiểu đơn vị có cấu trúc bậc 3 hình thành có dạng hình cầu. Mỗi
sợi polipeptit là một tiểu đơn. Tóm lại, protein đa dạng về cấu trúc nhưng quan trọng

axitamin có khả năng tạo liên kết với ion kim loại hóa trị 2 tạo phức đồng Cu2+)
4. Sinh tổng hợp protein :
Protein là sản phẩm cuối cùng của hoạt động truyền thông tin di truyền trong tế bào.
Nhưng tại sao lại lấy cơ chế tổng hợp protein để giải thích tính di tryền của cơ thể
sống mà không lấy cơ chế tổng hợp Lipid hay gluxit.? Câu hỏi này đã được các nhà
khoa học giải thích như sau :
-Thứ nhất, cấu trúc bậc 1 của protein phản ánh bản chất của từng loại protein. Ở đó
bản chất của mỗi loại protein được quyết định bởi số thứ tự sắp xếp của từng
axitamin và số lượng các axitamin có trong protein đó. Đây là tính chất rất chặt chẽ
của cấu trúc protein khác hẳn với các chất khác trong tế bào.
-Thứ hai, trong tế bào protein tồn tại không chỉ ở dạng protein cấu trúc mà phần lớn
chúng là protein enzym. Các protein này đóng vai trò trong hướng phản ứng và sản
phẩm của phản ứng trong cơ thể. Các phản ứng hóa học xảy ra trong tế bào điều
SVTH :Lã Trung Ninh Låïp 00H2A
ÂÄÖ AÏN CÄNG NGHÃÛ I Trang 6
được enzym tham gia. Trong khi đí các chất khác ở tế bào không làm được chức
năng này
-Thứ ba, khi xem xét cấu trúc DNA và cấu trúc protein cho thấy một đoạn DNA (1
gen) có trật tự của các nucleotid rất tương đồng với các aminoaxit trong protein. Sự
tương đồng này này cho ta một khái niệm rằng phải có một liên hệ chặt chẽ nào đó
giữa hai đơn vị vật chất trong tế bào của cơ thể sống.
Vì lí do trên nên cơ chế sinh tổng hợp protein được xem như một cơ chế chặt ché
nhất. Sai lệch dòng thông tin này sẽ dẫn đến sự biến dị ở cơ thể .
Cho đến nay các nhà khoa học điều cho rằng quá trình tổng hợp protein là quá trình
sao chép và dịch mã từ DNA qua RNA và cuối cùng là protein. Thứ tự aminoaicid
trong protein được mã hóa bởi thứ tự nucleotid của gen. Trong DNA và m-RNA chỉ
có 4 loại nucleotid trong khi đó trong protein lại có 20 aminoaxit nên việc mã hóa trở
nên phức tạp. Do đó các nhà khoa học đã đưa ra nhận xét quan trọng là: có thể có 3
nucleotid sẽ tạo thành một bộ 3 gọi là mã codon. Tập hợp bộ 3 này ta có 43=64 c
Một số điểm cần lưu ý :

polipeptid
b.Các giai đoạn của quá trình dịch mã:
Quá trinh dịch mã gồm ba giai đoạn chính : khởi đầu, nối dàiì và kết thúc
SVTH :Lã Trung Ninh Låïp 00H2A
ÂÄÖ AÏN CÄNG NGHÃÛ I Trang 8
• Giai đoạn khởi đầu :
Trên m-RNA từ đoạn đầu 5’ đến bộ ba khởi đầu có một trình tự không mã hóa cho
axitamin mà làm nhiệm vụ điều hành cho quá trình tổng hợp protein. Từ bộ ba AUG
mã hóa cho methionin đến vị trí p trên tiểu đơn vị nhỏ của riboxom hình thành phức
hợp là roboxom -t- RNA-Methionin. Quá trình này có sự xúc tát của các nhân tố
khởi động IF các nhân tố khởi động sẽ hoạt hóa các tiểu đơn vị nhỏ của riboxom làm
nó dễ kết hợp với phân tử t- RNA.
Phân tử axitamin được gắn vào t-RNA theo cơ chế sau :
a.a + ATP + enzym h a.a ~ AMP ~ Enzym + 2P
a.a ~ AMP ~ Enzym + t-RNA z a.a ~ t-RNA + Enzym + AMP
(Axitamin đươc gắn vào đầu 3’ OH của t-RNA)
• Giai đoạn kéo dài sợi Polipeptit:
Là sự nối thêm các aminoaxit tiếp theo mạch polipeptic đã đựoc tạo thành có sự
tham gia của nhân tố kéo dài
Một t-RNA mới sẽ có anti-codon tương ứng với cụm mã tiếp theo của AUG sẽ mang
axitamin mới định vị tại điểm A.Tiếp theo liên kết peptic được hình thành giữa
methionin và axitamin thứ hai, đồng thời liên kết este giữa t-RNA và methionin bị
đứt ra.sau đó xảy ra phản ứng chuyển dịch tức t-RNA tại vị trí P đựơc giải phóng va
t-RNA ở vị trí A sẽ chuyển về điểm P.Điểm A sẽ đựơc t-RNA mang axitamin mới
đến định vị và phản ứng cứ tiếp tục diễn ra cho đến khi kết thúc
Chú ý:Ơ riboxom có hai vị trí để gắn ,một vị trí cho aminocyl - t-RNA gọi là vùng
P(Peptidy),và một vị trí khác gọi là vùng A(Aminoacyl)
• Giai đoạn kết thúc :
SVTH :Lã Trung Ninh Låïp 00H2A
ÂÄÖ AÏN CÄNG NGHÃÛ I Trang 9

-Protein cấu trúc như keratin, colagen.
-Protein có hoạt động sinh học như là enzim rồi đến hóc môn (như insulin,
somatotrophin) protein cơ rut (như miozin, acitin) protein vận tải (như hemoglobin,
mioglobin ), protein dự trữ (như ovalbumin, gliadin, zein ) hoặc đối với vi sinh vật
(như một số khán sinh ) hoặc một số chất phản dinh dưỡng (như các chất kìm hãm
tripxin )
-Protein thực phẩm không hình thành nhóm riêng biệt nhưng nói chung bao gồm các
protein có mùi dễ chiûu đối với tiêu hóa và không độc đối với người
Về mặt sinh lý, thiếu protein dẫn tới giảm thể trọng. Hằng ngày cơ thể người
trưởng thành có tới hàng trăm tỷ tế bào chết và cần thay thế. Thiếu protein thì trước
hết protein của gan , máu và chất nhầy như mật, ruột được huy động để bù đắp. Vì
vậy thiếu protein lâu dài sẽ dẫn đến suy gan, số lượng khán thể trong máu giảm đi,
sức đề kháng của cơ thể đối với bệnh bị yếu.Protein là một thành phần quý nhưng
mà hay thiếu trong thức ăn. Xét cho đến cùng thì vấn đề thiếu protein trong thức ăn
lại là do thiếu các “ viên gạch “ axitamin không thể thay thế. Khi tính hàm lượng
protein ở một số sản phẩm như các loại đậu, nấm, men... ta có thể thấy lượng protein
chung khá lớn. Nhưng lượng lớn này cũng chưa có thể là các loại thức ăn hoàng toàn
có giá trị và thích hợp. Ví dụ: người ta đã thấy rằng sữa mẹ không chứa nhiều
protein nhưng thành phần axitamin của nó lại là tốt nhất, vì vậy cho nên người ta
thường lấy protein sữa mẹ làm mẫu tiêu chuẩn. Các sản phẩm có nguồn gốc động
SVTH :Lã Trung Ninh Låïp 00H2A