Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 1 Protein cung cấp cho người học những kiến thức như: Đại cương, cấu tạo của protein, các tính chất của protein, phân loại protein. Mời các bạn cùng tham khảo!
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 1: Protein
- CHƯƠNG 1: PROTEIN
1.1. ĐẠI CƯƠNG
“Protein” = “đầu tiên”, hay “quan trọng nhất” (tiếng Hy Lạp)
1.1.1. Định nghĩa
- Quan điểm hóa học:
Protein = polymer, tạo thành từ các -aa nối với nhau bằng lk
peptide và không tan trong TCA 10%.
Ph/tử protein có 1 hoặc nhiều chuỗi polypeptide
- Quan điểm triết học:
Protein = Chất hữu cơ mang sự sống
• Các biêu hiện của sự sống?
• Tại sao protein là chất mang sự sống?
- Xúc tác: khi là enzyme
Vận chuyển:
Hb (Hemoglobin);
Lipoprotein huyết thanh;
Transferin
Các protein cv trên màng TB, vv…
Dinh dưỡng và dự trữ dinh dưỡng:
Ovalbumin LTT,
Casein sữa
Ferritin là dạng dự trữ sắt
- Vận động (chuyển động):
VD: Cơ co được là nhờ actin và myosin (th/phần chủ yếu
của cơ xương).
Sự ch/động của NST (chromosom) trong q/trình phân bào
cũng là nhờ các hệ thống protein co rút.
Cấu trúc (kiến tạo và chống đỡ cơ học):
Collagen: trong gân và sụn, dạng sợi, chun giãn và bền.
Elastin trong dây chằng cũng có tính chun giãn cao.
Keratin trong tóc, móng, lông chứa nhiều
Fibroin là th/phần chính của tơ, mạng nhện.
………
Protein là th/phần c/tạo, tạo nên tính đ/thù cho từng TB và các
c/quan.
- Bảo vệ:
• Các kháng thể (globulin miễn dịch)
• Fibrinogen và thrombin trong qt đông máu
• Protein của nọc rắn độc,
• Ricin là độc tố của cây thầu dầu có t/dụng b/vệ cây.
Điều hoà:
• Khi là hormone, VD: Insulin và glucagon
• Protein G
Cung cấp NL: OXH 1g protein cho 4,1 kcal
Các vai trò khác
- 1.1.3. Nguồn protein
Động vật: • Thịt, cá, trứng, sữa
• Bột cá, bột xương thịt
Thực vật: • Bột lông vũ
• Hạt cây họ đậu: đậu tương, lạc, vừng, …
• Các loại khô dầu: đậu tương, lạc, vừng, …
1.2. CẤU TẠO CỦA PROTEIN
1.2.1. Thành phần nguyên tố (% VCK)
C: 50 – 55% S: 0,3 – 2,5%
O: 21 – 24%
P, Fe, Cu, Zn, …
H: 6,5 – 7,3%
Tỷ lệ protein thô (Crude Protein)
N: 15 – 18% (TB 16%) theo Kjeldahl:
% CP = %N x 6,25)
- 1.2.2. Aminoacid (acid amin)
1.2.2.1. Định nghĩa
- Đơn vị cấu tạo cơ bản của protein.
- Dẫn xuất của 1 acid hữu cơ, 1 H ở C được thay thế
bằng nhóm amin (NH2), gọi là - aminoacid.
C/thức t/quát:
R - C H - COOH
|
NH2
- aminoacid
Các aa khác nhau ở gốc R (có tính acid, base hay trung tính).
- 1.2.2.2. Phân loại aminoacid
+ Theo cấu tạo
+ Theo độ phân cực - gốc R
+ Theo quan điểm dinh dưỡng
- a. Phân loại theo cấu tạo
+ AA mạch thẳng:
- Trung tính (Gly, Ala, Val, Leu, Ile)
- Chứa nhóm OH (Ser, Thr)
- Chứa lưu huỳnh (Cys, Met)
- Chứa 2 nhóm carboxyl và các amid của chúng (Asp, Glu, Asn, Gln)
- Kiềm tính (Lys, Arg)
+ AA mạch vòng: Phe, Tyr, Trp, His, Pro
- Vòng thơm: Phe, Tyr, Trp
- Vòng khác : His, Pro
- b. Phân loại theo độ phân cực - gốc R
- Gốc R không phân cực, kỵ nước (Nonpolar, Aliphatic R Groups)
- Gốc R chứa nhân thơm (Aromatic R Groups)
- Gốc R phân cực, không mang điện (Polar, Uncharged R Groups)
- Gốc R mang điện dương, kiềm tính - Positively Charged (Basic) R Groups
- Gốc R mang điện âm, tính acid - Negatively Charged (Acidic) R Groups
- c. Theo quan điểm dinh dưỡng
- AA thiết yếu (essential amino acid): không được t/hợp hay
t/hợp không thỏa mãn nhu cầu trong cơ thể, phải được
c/cấp trong TĂ.
- AA không thiết yếu (nonessential amino acid): được t/hợp
trong cơ thể đ/vật.
Một AA là thiết yếu hay không thiết yếu phụ thuộc vào gì?
- Loài và giai đoạn ph/triển của cơ thể
VD, Lợn và trẻ con không tổng hợp được: Phe, His, Ile, Leu,
Lys, Val, Met, Arg, Thr và Trp.
(Suy ra từ 2 tên người: PHILL V MATT)
Trong 10 aa trên, người tr/thành tổng hợp được His và Arg.
- Sự có mặt hay không của AA khác; VD:
Met là tiền chất của Cys khi thiếu Met, Cys là EAA
Phe là tiền chất của Tyr khi thiếu Phe, Tyr cũng là EAA
- d. Các aa bất thường có chức năng quan trọng
4-hydroxyproline và 5-hydroxylysine có trong collagen
Mythyllysine là th/phần của myosin
γ-carboxyglutamate có trong prothrombin th/gia đông máu
- e. Các aa không có trong protein, nhưng có trong sinh thể
Ornithine và citruline là SPTG trong vòng Ornitine
- 1.2.2.3. Tính chất của aminoacid
a. Tính đồng phân quang học
Các aa (trừ Gly) chứa C* (bất đối), → có hoạt tính quang
học (khả năng quay mặt phẳng tia phân cực).
Nếu nhóm NH2 gắn bên phải, aa thuộc đ/phân hàng D
(dextrorotatary) ghi dấu (+), nếu bên trái là đ/phân hàng L
(levorotatary) ghi dấu (-) trước tên aa.
COO – COO –
+ l l +
H3N – C* – H H – C* – NH3 Số đ/phân = 2n
l l n là số C bất đối
CH3 CH 3
L- Alanin D - Alanin
Trong protein đv, th/vật, các aa là α-L- aminoacid
- b. Lưỡng tính
Các aa đều chứa 2 nhóm ion hóa là NH2 và COOH. Khi COOH
phân ly , tạo thành ion âm theo ph/trình (1):
-
H2N - CH - COOH H+ + H2N – CH – COO (1)
l l
R R
Khi nhóm NH2 nhận proton, có phương trình (2):
H2N - CH - COOH + H+ H3N+ – CH-COOH
l (2)
l
R R
Theo thuyết Bronsted và Lowry về acid và base, amino acid
cho H+ (1) và nhận H+ (2) thể hiện như 1 acid hay base, có
tính lưỡng tính.
Trong d/dịch, aa tồn tại ở dạng lưỡng cực (dạng Zwitterion)
hay dạng muối nội.
- Từ (1) và (2), có thể tính được 2 hằng số phân ly:
COO- . H+ NH2 . H+
K1 = và K2 =
COOH NH3+
Với mỗi aa, pK1 = - log10K1
pK2 = - log10K2
Có thể x/định tỷ lệ các ph/tử bị ion hóa tại một giá trị pH (pH = -
log10H+) nào đó bằng cách thay giá trị H+ vào các biểu thức
của K1 và K2. Như vậy, mức độ ion hóa của aa phụ thuộc pH môi
trường. Khi pH thay đổi, aa tích điện (-) hoặc (+).
- +H + -H+
H3N+ – CH-COOH + H3 N+ – CH-COO-
+ H2 N – CH – COO -
l -H l +H l
R R R
pHpI
AA ở dạng cation AA ở dạng anion
Di chuyển về cực âm Di chuyển về cực (+)
Khi pH thay đổi, AA chuyển dần từ cation sang anion.
Giá trị pH, tại đó AA trung hòa về điện = điểm đẳng điện pI
(isoelectric point) hay pHi.
pI của AA phụ thuộc số nhóm NH2 và COOH trong ph/tử. AA
nhiều nhóm amine có pI cao, và ngược lại. Các monoamino-
monocarboxylic acid, pH đẳng điện được xác định nhờ c/thức:
pI = pHi = ½(pK1 + pK2)
- Để x/định các giá trị pK, dùng NaOH thêm vào dd AA, đo pH
sau mỗi lần thêm, x/dựng được đường cong chuẩn độ.
Kh/năng ph/ly lưỡng tính của aa có đường cong chuẩn độ đ/ trưng.
Nồng độ OH- (Eq)
Đường cong ch/độ đ/trưng của dd Ala 0,1M ở 25°C có 3 điểm uốn.
- Đường cong ch/độ
đ/trưng của dd Gly
0,1M ở 25°C có 3
điểm uốn:
- Điểm uốn ở OH- =
0,5 Eq tương ứng
với pK1 = 2,34
- Điểm uốn ở OH- =
1,5 Eq tương ứng
với pK2 = 9,60.
- Điểm uốn giữa 2
điểm trên có có pH =
5,97 chính là pI.
Nồng độ OH- (Eq)
- c. Các phản ứng hóa học đặc trưng của AA (Tự đọc)
+ Phản ứng của nhóm carboxyl:
- Tạo muối với base
- Phản ứng khử nhóm carboxyl (decarboxyl hóa)
+ Phản ứng của nhóm amine:
- Tạo muối với acid
- Phản ứng với formaldehyde (Phản ứng Sorensen)
- Phản ứng với HNO2 (Phản ứng Val Slyke)
- Phản ứng deamine hóa (khử nhóm amine)
+ Phản ứng Ninhydrin
+ Phản ứng tạo phức với kim loại
+ Các phản ứng liên quan đến mạch bên (gốc R)
- 1.2.3. Cấu tạo phân tử
1.2.3.1. Peptide và thuyết polypeptide
a. Peptide:
- Peptide là chuỗi aa l/kết với nhau bằng l/kết peptide
- L/kết peptide: đồng hoá trị, hình thành nhờ loại nước (ngưng
tụ) giữa α-COOH của AA trước với α-NH2 của AA sau.
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
