Cấu trúc hoá học cua protein

C u trúc hoá h c ọ

ấ

c b n C, H, O, N th ng có thêm S và đôi ợ ấ ữ ơ ồ ố ơ ả ườ

-Là h p ch t h u c g m 4 nguyên t lúc có P.

, phân t l n nh t dài 0,1 micromet, phân t ng có th ử ử ớ ấ l ử ượ ể

-Thu c lo i đ i phân t ạ ạ i 1,5 tri u đ.v.C. đ t t ệ ộ ạ ớ

, đ n phân là các axit amin. -Thu c lo i đa phân t ạ ộ ử ơ

ơ ạ ạ ỗ

ầ

c trung bình 3Å . -Có h n 20 lo i axit amin khác nhau t o nên các prôtêin, m i axit amin có 3 thành ph n: g c cacbon (R), nhóm amin (-NH2) và nhóm carboxyl (-COOH), chúng khác nhau b i g c R. M i axit amin có kích th ỗ ố ở ố ướ

ế ớ ạ

ượ ạ ế ủ ế

i phóng 1 phân t ỗ các axit amin liên k t v i nhau b ng các liên k t peptit t o nên chu i ằ c t o thành do nhóm carboxyl c a axit amin này liên c. M i phân ỗ n ử ướ ủ ế ả

-Trên phân t ử pôlipeptit. Liên k t peptit đ k t v i nhóm amin c a axit amin ti p theo và gi ế ớ prôtêin có th g m 1 hay nhi u chu i pôlipeptit cùng lo i. t ạ ề ử ể ồ ỗ

ớ ạ ế ợ ố ạ

ừ ạ ự ậ ướ ả

ạ ơ ể ộ ư ặ ỗ

c tính có kho ng 1014 ự ng, thành ph n và trình t ầ i sao trong thiên nhiên các ử ế ề

ữ ậ ở ố ượ i thích t . Đi u đó gi ạ ả i v a mang tính ch t đ c thù. ấ ặ ạ

-T 20 lo i axit amin k t h p v i nhau theo nh ng cách khác nhau t o nên vô s lo i prôtêin khác nhau (trong các c th đ ng v t, th c v t – 1015 lo i prôtêin). M i lo i prôtêin đ c tr ng b i s l ạ s p x p các axit amin trong phân t ắ prôtêin v a r t đa d ng, l ạ ừ [s aử ]C u trúc không gian c a protein ừ ấ ấ

ủ

Prôtêin có 4 b c c u trúc c b n: ơ ả ậ ấ

ậ ố ớ

ầ ạ ế ủ ấ ỗ ấ

ậ ố

ự ắ ấ ỗ ủ ủ

ố ự ộ ủ ự

ọ ữ ầ ỗ

ấ ạ ậ

ư ể ẫ ế ị ủ ự ắ ự ự ế ế

oC u trúc b c m t: ộ Các axit amin n i v i nhau b i liên k t peptit hình thành nên ở chu i polypepetide. Đ u m ch polypeptide là nhóm amin c a axit amin th nh t và ứ cu i m ch là nhóm cacboxyl c a axit amin cu i cùng. C u trúc b c m t c a protein ạ ộ ủ th c ch t là trình t ậ s p x p c a các axit amin trên chu i polypeptide. C u trúc b c ấ ế ấ ỗ i quan tr ng vì trình t m t c a protein có vai trò t các axit amin trên chu i ố ng tác gi a các ph n trong chu i polypeptide, t polypeptide s th hi n t ạ đó t o ừ ẽ ể ệ ươ nên hình d ng l p th c a protein và do đó quy t đ nh tính ch t cũng nh vai trò ể ủ c a protein. S sai l ch trong trình t s p x p c a các axit amin có th d n đ n s ệ bi n đ i c u trúc và tính ch t c a protein. ấ ủ ổ ấ ủ ế

ậ ặ

ự ắ ế ng không d ng th ng mà xo n l ề ở ạ ườ ẳ ấ

ắ c c đ nh b i các liên k t hyđro gi a nh ng axit amin ấ ỗ ấ là s s p x p đ u đ n các chu i polypeptide trong không gian. ỗ i t o nên c u trúc xo n α ở ắ ạ ạ ữ ố ị ữ ế ế ấ ở

ượ ợ ư

oC u trúc b c hai: Chu i polypeptide th và c u trúc n p g p β, đ g n nhau. Các protein s i nh keratin, Collagen... (có trong lông, tóc, móng, ầ s ng)g m nhi u xo n α, trong khi các protein c u có nhi u n p g p β h n. ừ ề ề ế ầ ấ ắ ồ ơ

ắ ể ế ế ậ ấ ộ ạ ớ Các xo n α và phi n g p n p β có th cu n l ấ

ậ ạ ừ ể ặ ấ

ố ớ ứ ủ ấ

i đ c bi t ph thu c vào tính ch t c a nhóm -R trong các m ch polypeptide. ụ ạ ế ị ộ ạ

ệ ạ ủ ạ ầ

ư ạ ấ ủ ả ấ đó v trí c a chúng s xác đ nh đi m g p, ẽ ở ệ ừ ủ ể ắ ị

ị , còn các nhóm k n c thì n m phía ngoài phân t ả ữ ư ử ằ

c thì ... Các liên k t y u h n nh liên k t hyđro hay đi n hóa ư ị ướ ệ ế ơ

ướ ử gi a các nhóm -R có đi n tích trái d u. i v i nhau thành oC u trúc b c ba: t ng búi có hình d ng l p th đ c tr ng cho t ng lo i protein. C u trúc không gian ừ này có vai trò quy t đ nh đ i v i ho t tính và ch c năng c a protein. C u trúc này l ạ ặ ủ Ch ng h n nhóm -R c a cystein có kh năng t o c u đisulfur (-S-S-), nhóm -R c a ẳ prolin c n tr vi c hình thành xo n, t hay nh ng nhóm -R a n chui vào bên trong phân t tr có ị ế ế ấ ở ữ ệ

ậ ấ ố ợ

ớ ế ớ ỗ ỗ ố

ố Khi protein có nhi u chu i polypeptide ph i h p v i nhau thì oC u trúc b c b n: ề t o nên c u trúc b c b n c a protein. Các chu i polypeptide liên k t v i nhau nh ờ ậ ạ các liên k t y u nh liên k t hyđro ư ấ ế ế ủ ế

ữ

ế

ạ

[s aử ]Liên k t peptide gi a các acid amine t o thành c u ấ trúc b c I c a chu i polipeptide.

ủ

ỗ

ậ

c t o thành do ph n ng k t h p gi a nhóm α – ế ữ

ượ ạ ớ ế ợ ộ ả ứ ủ ạ

Liên k t peptide (-CO-NH-) đ carboxyl c a m t acid amine này v i nhóm α- amin c a m t acid amine khác, lo i đi 1 phân t ộ c. S đ ph n ng nh sau: ả ứ ủ n ử ướ ơ ồ ư

ả ả ứ ế ề ặ ộ

ng ng là tripeptide, ẩ ủ ế ợ ươ ứ ạ ớ

S n ph m c a ph n ng này là m t dipeptide. N u 3, 4, 5 v.v. ho c nhi u acid amine k t h p v i nhau, t o thành các peptide có các tên t tetrapeptide, pentapeptide v.v. và polipeptide.

Phân t protein đ c c u t o t 20 L-α-acid amine các amid t ử ượ ấ ạ ừ ươ ng ng. ứ

M t s peptide t nhiên quan tr ng: ộ ố ự ọ

-Glutathione (tripeptide) : γ - glutamyl xistiein glyxin

Liên k tế peptide

Glutathione có trong t ấ ả t c các c th s ng, tham gia các ph n ng oxi hóa kh . ử ơ ể ố ả ứ

-Cacnoxin ( dipeptide) : β - alanine histidine

ậ ươ ừ ộ ố ố

c xác đ nh rõ nh ng có th tham gia các quá trình sinh hóa khi c ư ộ ư ề ượ ơ ủ ị ng s ng (tr m t s loài cá), vai trò ơ ể

ấ ấ ọ

c t ng h p hóa h c. oxytocin và vasopressin g m 9 t s m nh t và cũng đã đ ượ c ượ ổ ế ớ ợ ọ ồ

Cacnozin có nhi u trong c c a đ ng v t có x sinh h c ch a đ ọ ho t đ ng. ạ ộ -Oxytocin và Vasopressin: là các notropeptide có c u trúc có c u trúc hóa h c đ bi ấ acid amine, trong phân t có m t c u disulfua. ộ ầ ử

T m quan tr ng c a vi c xác đ nh c u trúc b c I c a phân t protein ủ ủ ọ ệ ấ ậ ầ ị ử

ho t tính sinh h c và tính ầ ướ c đ u tiên quan tr ng đ xác đ nh c s phân t ể ử ạ ọ ọ

ơ ở ấ ề ự ữ ệ ấ ấ

-Là b ị ch t hóa lí c a protein. Là d u hi u rõ nh t v s sai khác gi a protein này v i ớ ủ protein khác.

ị ơ ở ủ ử ừ ệ ẫ

ữ

ng đ ng, có th d đoán s đ nh v ể ự ự ị ậ ấ ươ ủ ị

protein. T nh ng d n li u v -Là c s xác đ nh c u trúc không gian c a phân t ề ấ ữ c u trúc b c I, trên c s nh ng quy lu t hình thành c u trúc không gian protein, ậ ơ ở ấ d a vào c u trúc không gian c a các protein t ự c u disulfua, c u trúc không gian c a protein nghiên c u. ầ ấ ồ ứ ủ ấ

góp ph n quan tr ng trong nghiên c u b nh lý phân t . Nhi u k t qu ầ ọ ứ ử ệ

ế ố ứ ổ ề ổ ậ

ả ố acid amine, th m chí thay đ i ch 1 g c protein có th làm thay đ i ho t tính sinh h c, ch c năng ử ứ ự ể ế ỉ ứ ạ ổ ọ

-Là y u t nghiên c u đã cho th y khi thay đ i th t ấ acid amine trong phân t c a m t c quan. ộ ơ ủ

ề ậ ấ ệ

i s ng. -C u trúc b c I là b n phiên d ch mã di truy n. Vì v y, c u trúc này nói lên quan h ả h hàng và l ch s ti n hóa c a th gi ử ế ế ớ ố ấ ọ ậ ị ị ủ

ằ c c u trúc b c I là c s đ t ng h p nhân t o protein b ng ơ ở ể ổ ậ ợ ị ấ ượ

ạ ng pháp hóa h c ho c các bi n pháp công ngh sinh h c. ệ ệ ặ ọ ệ ươ

-Vi c xác đ nh đ ph [s aử ]B n b c c u trúc ậ ọ ấ

ố

ể ạ ế ạ ỗ

i các đo n –CO-NH-CH- Do cách liên k t gi a các acid amine đ t o thành chu i polipeptide, trong m ch dài ữ polipeptide luôn l p l ặ ạ ạ

ạ ủ ạ ạ ộ ở

M ch bên c a các acid amine không tham gia t o thành b khung c a m ch, mà ủ bên ngoài m ch polipeptide. ạ

ả ủ ứ

ứ ẳ

ế ữ ủ ư

ủ ấ ả ử ấ ẳ ế tham gia trong liên k t

ượ ẳ ằ ộ

ặ ế ơ ị ữ ủ ữ ả

ế ả

K t qu nghiên c u c a Paulin và Cori (Linus Pauling, Robert Corey 1930) và i khác cho th y nhóm peptide (–CO-NH-CH- ) là ph ng và “c ng”. nh ng ng ấ ườ v trí trans so v i O c a nhóm carboxyl. Nh ng nhóm H c a nhóm –NH- luôn ớ ở ị t c các nguyên t peptide có c u trúc hình ph ng, nghĩa là t c kho ng peptide n m trên cùng m t m t ph ng. Paulin và Cori đã xác đ nh đ ả cách gi a N và C c a liên k t đ n (1,46 AO) và kho ng cách gi a C và N trong không gian. Trong liên k t đôi –C=N-, kho ng cách này là 1,27 AO. Nh v y, liên k t peptide có m t ph n c a liên k t đôi, có th hình thành d nh enol nh sau: ế ư ậ ư ủ ế ể ạ ầ ộ

O OH || |

-C-N- C=N-

| H

do quay xung quanh liên k t này. ế ứ ự ự ế

i, kh năng quay t do xung quanh các liên k t n i nhóm peptide v i các c l ượ ạ ế ố ự ả ớ

ấ ớ ữ ữ ạ

Do đó liên k t peptide “c ng”, không có s t Ng carbon xung quanh (gi a C và Cα, gi a N và Cα) là r t l n, m ch peptide có khuynh h ng hình thành c u trúc xo n. ắ ấ

ướ [s aử ]C u t o protein b c I

ấ ạ

ậ

ừ ế ờ ố ạ ớ ỗ i v i nhau t o nên chu i ạ

T các acid amin, nh liên k t peptid n i chúng l polypeptid:

ậ ơ ở ấ

i ỗ ậ ề ỉ ồ ạ ở ạ

bào mà không t o nên phân t ạ ế ủ ề ử ữ

protein. Ng ớ ấ ạ ườ ử

các acid amin có trong chu i polypeptid. Th t ủ ị ậ ự ỗ

ệ ỗ ọ

ứ ự ấ protein ở ậ ủ ử ặ ị

ạ ộ ừ ọ ư

Chu i polypeptid là c s c u trúc b c I c a protein. Tuy nhiên, không ph i m i ọ ỗ ả ự chu i polypeptid đ u là protein b c I. Nhi u chu i polypeptid ch t n t d ng t ỗ ậ ự protein. Nh ng chu i polypeptid có tr t t do trong t ỗ i ta xem c u t o b c I ậ acid amin xác đ nh thì m i hình thành phân t c a protein là tr t t các acid amin trong chu i có vai trò quan tr ng vì là c s cho vi c hình thành c u trúc không gian ơ ở b c I ch a có c a protein và t đó qui đ nh đ c tính c a protein. Phân t ư ủ protein ho t tính sinh h c vì ch a hình thành nên các trung tâm ho t đ ng. Phân t ử các acid ậ ự ề ặ ầ ậ ỉ

ạ c u trúc b c I ch mang tính đ c thù v thành ph n acid amin, tr t t ở ấ amin trong chu i.ỗ

ng t n t bào protein th ế ỗ các b c c u trúc không gian. Sau khi chu i ấ

i ồ ạ ở c t ng h p t ậ i ribosome, nó r i kh i ribosome và hình ỏ ậ ờ

ượ ổ ậ ơ ử ụ ể ế ớ

Trong t ườ polypeptid - protein b c I đ ợ ạ ự thành c u trúc không gian (b c II, III, IV) r i m i di chuy n đ n n i s d ng th c ồ hi n ch c năng c a nó. ấ ứ ủ ệ

protein

[s aử ]C u trúc b c II c a phân t ậ

ủ

ấ

ử

Theo Paulin và Cori (1951), có 2 ki u c u trúc chính là xo n α và phi n g p n p β. ể ế ế ấ ắ ấ

ắ ấ ữ

ặ ạ ắ ắ ủ ạ ầ ạ ạ

- C u trúc xo n α (α helix): Đo n m ch polipeptide xo n ch t l i, nh ng nhóm ạ peptide (-CO-NH-), Cα t o thành ph n bên trong (lõi) c a xo n, các m ch bên (nhóm R) c a các g c acid amine quay ra phía ngoài. ủ ố

c gi ắ ấ ượ ủ ế ữ ữ v ng ch y u nh liên k t hidro. Liên k t hidro đ ế ế ờ

ữ ủ ế ớ

sau nó (cách nhau 3 g c acid amine) trên cùng m t m ch polipeptide ủ ạ ứ ự

ng chu i axit ỗ ộ ỉ ướ ụ ộ ủ ố ấ ế ấ

ượ ạ - C u trúc xo n α đ c t o ế thành gi a các nhóm carboxyl c a 1 liên k t peptide v i nhóm –NH c a liên k t peptide th t Hình 1 : Ví v m t c a c u trúc n p g p beta (các mũi tên ch h amin)

c, B: mô hình phân t , C: ụ ấ ả ượ ử

Hình 2 : Ví d c u trúc xo n alpha. A: mô hình gi n l ắ nhìn t đ nh, D: mô hình không gian. ừ ỉ

ấ ả ủ ạ

T t c các nhóm –CO-, -NH- trong liên k t peptide c a m ch polipeptide đ u t o ề ạ ế thành liên k t hidro theo cách này. ế

ắ ấ ứ ỗ

ể ạ c t o thành v i s l ng t ế ớ ố ượ ượ ạ ố

Trong c u trúc xo n α, c m i nhóm –CO-NH- có th t o 2 liên k t hidro v i 2 ớ nhóm –CO-NH- khác. Các liên k t hidro đ ả i đa, b o ế đ m đ b n v ng c a c u trúc α. ộ ề ữ ủ ả ấ

ủ ữ ắ ố

ụ ả ọ

Theo mô hình c a Paulin và Cori, trong c u trúc xo n gi a 2 g c acid amine k ti p ế ế ấ ắ nhau có kho ng cách d c thep tr c xo n là 1,5AO và góc quay 100O, 1 vòng xo n có 3,6 g c acid amine có chi u cao t ắ ng ng là 5,4 AO. ươ ứ ề ố

ắ ủ ể ề ồ

protein th ậ c chi u kim đ ng h ). Xo n α trong phân t ử ắ ồ ượ ề ồ

ặ Chi u c a vòng xo n có th là xo n ph i (theo chi u thu n kim đ ng h ) ho c ề ả ồ xo n trái (ng ắ ng là xo n ườ ắ ắ ph i.ả

, ví d ắ ấ ụ ủ ự ạ ộ ề ế ố ụ ề ộ

ườ

s p x p c a các acid amine trong m ch polipeptide, pH môi ạ c m t s quy lu t c b n đ t o thành xo n ắ ậ ơ ả ể ạ protein thì có th d đoán ử ượ ấ

ủ ế t đ i ta đã bi ế ượ c c u trúc b c I c a phân t ậ xo n α (% s g c acid amine tham gia t o thành xo n) và v trí c a c u trúc ộ ố ủ ạ ể ự ấ ậ ắ ủ ắ ị

protein. S t o thành và đ b n c a c u trúc xo n α ph thu c vào nhi u y u t thành ph n và trình t ự ắ ầ tr ng,… Đ n nay ng ế ườ α, Vì v y, n u xác đ nh đ ế t l ỉ ệ xo n α trong phân t ắ ị ố ố ử

protein khác nhau thay đ i khá nhi u. T lỉ ệ % xo n α trong phân t ắ ử ề ổ

ụ ầ ư

vi d : trong hemoglobin và mioglobin là 75%, lozozim là 35%, kimotripsin h u nh không có xo n α, ch có m t ph n xo n r t ng n đ u C. ắ ở ầ ắ ấ ầ ắ ộ ỉ

ấ ạ ả ẳ ắ

ể ự ặ ấ ế ể ị

ự Khi t o thành c u trúc xo n α, kh năng làm quay m t ph ng ánh sáng phân c c sang bên ph i tăng lên, vì th có th d a vào tình ch t này đ xác đ nh % xo nắ trong phân t ả protein. ử

C u trúc phi n g p β (β sheet) ế ấ ấ

ủ ơ ấ ấ , nó khác v i xo n α ớ ắ ở ộ ố m t s

C u trúc phi n g p β tìm th y trong fiborin c a t ế đi m nh sau: ấ ể ư

ng du i dài ra chú không ạ ạ ế ấ ỗ

+Đo n m ch polipeptide có c u trúc phi n g p β th cu n xo n ch t nh xo n α. Kho ng cách gi a 2 g c acid amine k nhau là 3,5AO. ườ ố ấ ữ ư ề ả ắ ặ ắ ộ

ượ ạ ữ

ng hay ng ạ c t o thành gi a các nhóm –NH- và –CO- trên 2 m ch c h ượ ướ ể ạ ạ ướ ớ ng v i

+Liên k t hidro đ ế polipeptide khác nhau, các m ch này có th ch y cùng h nhau.

ộ ặ ấ ề ể ử ủ

đó m ch polipeptide b đ o h ộ ộ ạ Ở ướ ị ả ế

ế ủ c a nhi u protein hình c u cu n ch t, còn g p ki u c u trúc “quay- ặ ầ ng đ t ng t. Đó là do t o thành liên k t hidro ạ ứ ủ ế ớ

ể

ấ ể ử ấ

ủ colagen. Thành ph n acid amine c a ầ ố ấ ớ ấ ặ ổ

t so v i các proteein khác: glyxin 35%, prolin 12% t ng s acid . Ngoài ra, colagen còn ch a 2 acid amine ít g p trong các acid ứ ặ

Trong phân t β”. gi a nhóm –CO c a liên k t peptide th n v i nhóm –NH c a liên k t peptide th ứ ữ n+2 -C u trúc ki u “xo n colagen” ắ Ki u c u trúc này tìm th y trong phân t colagen r t đ c bi ệ amine trong phân t ử amine khác là hydroxiproline và hydroxilizin.

ơ ủ ị ấ ệ ồ

ạ ấ ề ạ ộ ỗ

Đ n v c u trúc c a colagen là tropocolagen bao g m 3 m ch polipeptide b n vào nhau thành m t “dây cáp” siêu xo n (vì m i m ch đ u có c u trúc xo n). ắ ắ 3 m c polipeptide trong “dây cáp” n i v i nhau b ng các liên k t hidro. ố ớ ế ằ ạ

ượ ạ ạ c t o thành gi a các nhóm –NH- c a g c glyxin trên m ch ữ ủ

ố ạ ế ớ ở

ủ ế ạ

Liên k t hidro đ ế trên m ch polipeptide khác. Ngoài polipeptide v i nhóm -CO- trong liên k t peptide ra các nhóm hydroxyl c a hydroxipoline cũng tham gia t o thành liên k t hydro làm tăng đ b n c a c u trúc siêu xo n. ấ ộ ề ủ ắ

c a nhi u protein hình c u còn có ề ầ ậ ấ

Ngoài các ki u c u trúc b c II trên, trong phân t các đo n m ch không c u trúc xo n, ph n vô đ nh ho c cu n l n x n. ắ ử ủ ị ộ ộ ể ạ ặ ầ ạ ấ ộ

[s aử ]C u trúc b c ba c a protein - liên k t disulfid (-S - S-)

ủ

ế

ậ

ấ

c gi v ng nh các c u disulfua, t ượ ữ ữ ươ ầ

ớ ỡ ế ậ ờ ỗ

C u trúc b c III đ ấ k t hidro, l c ion. Vì v y khi phá v các liên k t này phân t ế thay đ i m t s tính ch t c a nó, đ c bi ng tác VanderWaals, liên du i ra đ ng th i làm ồ t là tính tan và ho t tính xúc tác c a nó. ậ ự ộ ố ấ ủ ử ạ ủ ệ ặ ổ

ậ ấ ử ậ

ọ ạ ạ ơ ư ậ ấ ự protein ử ọ

ậ ị

hai phân t ố ườ c hình thành t ừ ơ ở ủ ử ạ cystein n m xa nhau trên m ch ằ

ộ ạ ủ i c a m ch oevtid. ạ ư ự

C u trúc b c ba là d ng không gian c a c u trúc b c hai, làm cho phân t ủ có hình d ng g n h n trong không gian. S thu g n nh v y giúp cho phân t protein n đ nh trong môi tr ế ng s ng. C s c a c u trúc b c ba là liên k t ấ ổ disulfid. Liên k t đ peptid nh ng g n nhau trong c u trúc không gian do s cu n l ấ Đây là liên k t đ ng hoá tr nên r t b n v ng. ế ượ ầ ế ồ ấ ề ữ ị

ấ ạ ộ ầ ớ ạ

ậ ổ ấ ự ủ ấ ng xúc tác c a enzym ho c m t ổ ướ ạ ậ ủ ự ế ặ

C u trúc b c 3 đã t o nên trung tâm ho t đ ng c a ph n l n các lo i enzym. S thay đ i c u trúc b c ba d n đ n s thay đ i h ẫ kh năng xúc tác hoàn toàn. ả

c n đ nh (b n v ng) nh m t s liên ậ ấ ượ ổ ờ ộ ố ữ ề ị

Ngoài liên k t disulfit, c u trúc b c ba còn đ ế k t khác nh : ư ế

ế ữ ế ệ ệ ấ ử

-Liên k t hydro: liên k t này xu t hi n khi gi a hai nhóm tích đi n âm có nguyên t hydro.

insulin là m t polypeptid bao g m 51 acid ồ ộ ử ụ ề ấ ư Phân t

ỗ ậ ố

v trí 20 c a chu i A và v ầ ấ ữ ứ ố ỗ

ỗ ở ủ ở ị ứ ở ị ủ ỗ ố

ị ủ v trí th 7 c a c 2 chu i. Trong ả v trí th 6 và 11 . Insulin là hon ữ ữ ở ị ứ ỗ

ng trong máu. Khi thi u insulin, ng đ ố ượ ề

ng trong máu tăng cao, d n t ườ i hi n t ng b nh đái đ ế ườ ẫ ớ

ng Insulin ệ ượ ự ữ ng huy t b ng cách xúc ti n quá trình t ng h p glycogen d tr ỵ ườ ạ ườ ệ ổ ế ằ ế ợ

Ví d v c u trúc b c 3 nh : ỗ ố ớ amin chu i A có 21 g c acid amin và chu i B có 30 g c acid amin. Hai chu i n i v i ố ỗ nhau b i 2 c u disulfid: c u th nh t gi a g c cystein ầ trí 19 c a chu i B; c u th hai gi a g c cystein ứ ầ chu i A còn có m t c u disulfit gi a 2 g c cystein ộ ầ non tuy n tu tham gia đi u hoà hàm l ế hàm l ng đ ượ có tác d ng h đ ụ t glucose. ừ

ấ ấ ọ

kho ng cách 1 - 2 l n đ ằ -L c h p d n VanderWaals: là l c hút gi a hai ch t ho c hai nhóm hoá h c n m ữ ẫ ự c nh nhau ng kính phân t ở ạ ặ . ử ự ầ ườ ả

ữ ự ế ủ ỵ ướ

ự ẩ ế

ng h và t o thành các đuôi k n ướ ỗ ươ ự ạ ả

c, nh ng nhóm không phân c c (- CH2; -CH3) bào đ y các g c này l ạ i ố c ỵ ướ ặ c hình thù đ c protein. Do có c u trúc b c ba mà các protein có đ ậ ấ

Ở ư ủ ư ợ ớ

ứ ủ ứ ấ ể

L c liên k t c a các nhóm k n trong vang, leucin, isoleucin, phenylalanin... N c trong t v i nhau, gi a chúng x y ra các l c hút t ữ ớ trong phân t ượ ử tr ng và phù h p v i ch c năng c a chúng. các protein ch c năng nh enzym và các kháng th , protein c a h th ng đông máu... thông qua c u trúc b c ba mà hình thành đ c các trung tâm ho t đ ng là n i th c hi n các ch c năng c a protein. ự ệ ố ạ ộ ậ ủ ượ ứ ệ ơ

c nghiên c u t

i ta ằ ấ ượ ổ ế ở 1976, đ n nay ng ế ươ

ị ữ ộ

ộ ậ ố ử

ộ ỏ ể ượ ượ ườ ữ ư ộ ế ứ ơ ỉ

ự ứ ủ

c c u t o t ấ ữ ạ ộ ế ợ ử ề ứ ắ

ứ ừ ườ các chu i peptid t ng đ i dài. ỗ ố c đ nh nghĩa là nh ng b ph n, nh ng khu v c trong ự protein c cu n g p trong không gian gi ng nh m t phân t ắ ng là nh ng n i th c hi n ch c năng liên k t, ch c năng l p ứ ủ nhi u enzym đ ề ở biên gi ặ i đ ạ ượ ạ ộ ở

ớ ủ protein t o ra kh năng t ươ ự ử ạ

Domain c u trúc (Structural domain) đ ấ cho r ng s hình thành domain r t ph bi n ự Domain c u trúc có th đ ấ protein đ m t phân t ử nh hoàn ch nh và th ráp c a phân t domain g n li n v i ch c năng k t h p đ c hi u và ệ ớ các domain thì trung tâm ho t đ ng l c b trí ố domain S thành thành các domain trong phân t linh ho t gi a các đ i phân t , kh năng c đ ng, d ch chuy n t ệ protein trong ho t đ ng ch c năng c a nó. Trong nhi u protein ề ấ ạ ừ ượ ề i c a hai hay nhi u ng tác ả ữ ng ng gi a ể ươ ơ ộ ữ ử ứ ả ạ ạ ị

ậ ự ữ ệ ọ ữ ở

ng t nh ng protein thì các domain có c u trúc ự ư ứ ấ

nh ng b ph n trong quá trình th c hi n ch c năng sinh h c. - ứ ngu n g c khác nhau, nh ng có ch c năng t ươ t ộ ố ố ồ ng đ i gi ng nhau. ố

ươ [s aử ]C u trúc b c b n c a protein

ủ

ố

ấ

ậ

ậ ấ ử ể ậ

ị ơ ổ ị

ể ọ ủ ầ ị ặ ế ợ ể ấ ộ ạ ữ ể ấ

ồ ạ ươ ử ơ ế ấ ị ớ ấ ị ổ ữ

ầ Phân t protein có c u trúc b c IV có th phân li thu n ngh ch thành các ti u ph n đ n v . Khi phân li, ho t tính sinh h c c a nó b thay đ i ho c có th m t hoàn toàn. ng tác gi a các ti u ph n đ n v nên khi k t h p v i m t ch t nào đó i t Do t n t dù là phân t bé cũng kéo theo nh ng bi n đ i nh t đ nh trong c u trúc không gian c a chúng. ủ

ộ ạ ề ấ

ể ầ ng k t h p l ỉ ậ nhi u ti u ph n protein đã có c u trúc b c ứ i v i nhau thành nh ng ph c ữ

, không kéo theo s bi n đ i v ho t tính sinh h c. Là m t tr ng thái t h p hình thành t ừ ổ ợ ba hoàn ch nh. M t s protein có xu h ộ ố ướ h p, thành nh ng đ i phân t ạ ữ ử ợ ế ợ ạ ớ ự ế ổ ề ạ ọ

ng h p protein ph i t i m i có ho t tính sinh h c. Trong h p l ợ ọ

ườ ườ ớ ng h p này, c u trúc b c b n là đi u ki n đ hình thành nên tính năng ề ả ổ ợ ạ ố ạ ể ệ ậ ấ

R t nhi u tr ấ ề nh ng tr ợ ữ m i c a protein. ớ ủ

Ví d v c u trúc b c b n: ụ ề ấ ố ậ

ể ể

ầ ể ậ ầ ầ

ầ ượ ầ ỗ ể ạ ộ

ứ ệ ầ

i thành tr ng thái tetramer t o thành m t kh i ố ộ ậ di n thì m i có kh năng k t h p và v n oxy. ạ ế ợ c 4 phân t hemoglobin (Hít) v n chuy n đ - Hemoglobin (Huy t s c t ) g m 4 ti u ph n protein: hai ti u ph n α và hai ti u ể ế ắ ố ồ ể ph n β. N u 4 ti u ph n tách r i nhau thì m i ti u ph n không th v n chuy n ờ ể ế đ c m t phân t O2 Khi k t h p l ế ợ ạ ử không gian đ c thù g n nh hình t ư ặ chuy n khí oxy. M t phân t ử ả ể ớ ậ ượ ử ể ộ

i glycogen ở ơ ả

- Enzym glycogen phosphorylase ( c , gan) xúc tác quá trình phân gi thành glucose.

tr ng thái không ho t đ ng enzym này ạ ộ ở ạ ờ d ng "b" (d ng hai dimer tách r i ạ

+ Ở ạ nhau).

tr ng thái ho t đ ng (khi có tín hi u c n đ ng) hai dimer t ạ ộ Ở ạ ệ ầ ườ

i phóng glucose gi m, tetramer l i thành i tách thành ầ ả h p l ổ ợ ạ ạ

+ tetramer (d ng "a"). Khi nhu c u gi ạ hai dimer, enzym tr l ả i d ng không ho t đ ng. ở ạ ạ ạ ộ

ng monomer có th thay đ i t 2,4,6,8 là ph bi n, cá ố ượ ổ ừ ể ổ ế

Tuỳ theo protein mà s l bi i trên 50 monomer. t có th lên t ể ệ ớ

ự ố ạ ề ề ệ ậ ế t sinh h c thêm ọ

S hình thành c u trúc b c b n t o đi u ki n cho quá trình đi u ti ấ tinh vi, chính xác.

[s aử ]Tóm t

tắ

-Protein đ c hình thành t hàng ch c đ n hàng trăm các g c acid amine. ượ ừ ụ ế ố

còn có các ế ủ ế ế ử

-Liên k t peptide –CO-NH- là liên k t ch y u. Ngoài ra trong phân t liên k t khác nh liên k t disunfide (S-S), liên k t hydro, ester. ư ế ế ế

C u trúc c a protein: ủ ấ

-C u trúc b c I: ấ ậ

s p x p c a các acid amin trong m ch polypeptide g i là ủ ế ạ ọ

+Thành ph n và trình t ự ắ ầ c u trúc b c I c a protein. ậ ấ ủ

+Liên k t trong c u trúc b c I là liên k t peptide gi a các acid amin. ữ ế ế ậ ấ

-C u trúc b c II: ấ ậ

ố ạ do quanh n i liên k t c a Cα, m ch ế ủ ự ả

+Các g c acid amin có kh năng quay t polypeptide có kh năng hình thành c u trúc xoán g i là xo n α. ố ọ ấ ắ ả

+Pauling và Corsy(1955) : cho r ng m i vòng xo n ch a 3,6 acide amin. ứ ằ ắ ỗ

-C u trúc b c III: ấ ậ

xo n cu n g p trong không gian t o thành d ng hình c u hay slípoit- ạ ầ ạ ắ ậ ộ

+xo n α l i t ạ ự ắ c u trúc b c 3. ậ ấ

ữ ế ạ ố

ế +Hình thành do các liên k t th c p gi a các g c trong m ch polypeptide , liên k t S-S, liên k t vaderwalls, liên k t ester,liên k t tĩnh đi n,… ứ ấ ế ế ế ệ

-C u trúc b c IV: ấ ậ

ổ ợ ạ h p c a 2 hay nhi u ti u đ n v (polypeptide) c u trúc b c 3 t o ị ủ ể ề ậ ấ ơ

+ C u trúc t ấ thành.

ờ ổ ự ươ ố

ị ơ ề ặ ng tác các nhóm bên phân b trên b m t c ho c các lo i liên k t m nh h n nh ơ ế ạ ặ ạ ế ị ướ ư

ể ế



+Hình thành và n đ nh nh các l c t ị các ti u đ n v , liên k t hydro, liên k t k n ế liên k t ester, liên k t disfide,… ế [s aử ]Tham kh oả



Hóa sinh h c_GS. TSKH. Ph m Th Trân Châu, Tr n Th Áng_NXBGD ị ầ ạ ọ ị



http://thuviensinhhoc.com/

http://www.food-info.net/images/alphahelix.jpg



http://1.bp.blogspot.com/_DZH2cmCoois/R87-



vaC7EDI/AAAAAAAAErE/bw3iJRpFTRI/s400/figure+4-10.jpg



http://www.food-info.net/images/betasheet.jpg



http://www.hcc.mnscu.edu/chem/V.27/beta_sheet.jpg



http://www.nku.edu/~russellk/tutorial/peptide/b-sheet.gif



•http://www.bio.miami.edu/~cmallery/255/255prot/ecb4x10b.jpg



http://www.google.com.vn

http://datf.cbi.pku.edu.cn/family_structure/structure_pic/ARID_8_helix_harpin.j



pg



www.pt.ntu.edu.vn

www.columbia.edu



www.elmhurst.edu