Đề cương ôn tập Hóa Sinh K14 ĐHSP Sinh
Nguyễn Hữu Thao
Chương I: PROTEIN
1. Phân tích đặc tính chung và chức năng sinh học của protein.
Đặc tính chung:
Protein (Protit hay Đạm) là những đại phân tử được cấu tạo theo nguyên tắc đa
phân mà các đơn phân là axít amin. Chúng kết hợp với nhau thành một mạch dài nhờ
các liên kết peptide (gọi là chuỗi polypeptide). Các chuỗi này có thể xoắn cuộn hoặc
gấp theo nhiều cách để tạo thành các bậc cấu trúc không gian khác nhau của protein.
Protein là thành phần ko thể thiếu của tất cả các cơ thể sinh vật nhưng lại có
tính đặc thù cao cho từng loài,từng cá thể của từng loài, từng cơ quan, mô của một cá
thể.
Protein rất đa dạng về cấu trúc và chức năng, là nền tảng về cấu trúc và chức
năng cho cơ thể sống.
Chức năng:
-Kiến tạo và chống đỡ cơ học: Protein là thành phần cấu tạo của các tế bào, kể từ siêu
khuẩn đến các tế bào có nhân, các mô, các sinh dịch...
- Xúc tác sinh học: đó là vai trò của các enzyme-một loại protein đặc biệt, dưới tác
dụng của chúng, giúp cho các phản ứng hoá sinh học xẩy ra.
- Điều hoà: một số protein có chức năng điều hòa quá tình thông tin di truyền, quá
trình trao đổi chất.
+ Protein điều hòa quá trình biểu hiện gen như các protein reprexo.
+ Protein hoocmon, giúp cho các phản ứng trong tế bào xảy ra đúng chiều hướng,
đúng cường độ mà cơ thể đòi hỏi.
- Vận chuyển các chất: Ví dụ Hb vận chuyển khí, Transferin vận chuyển sắt,
Xytocromvận chuyển điện tử...
- Chức năng co duỗi, vận động: sự vận động của cơ thể là nhờ chức năng co dãn
củaprotein miozin và actin trong tơ cơ.
- Truyền xung thần kinh: Có vai trò trung gian trong phản ứng của tế bào thần kinh đối
với kích thích đặc hiệu.
Đề cương ôn tập Hóa Sinh K14 ĐHSP Sinh
Nguyễn Hữu Thao
- Bảo vệ:
+ Các kháng thể, bạch cầu là các protein đặc hiệu cao, nó nhận biết và kết hợp với các
chất lạ như virus, vi khuẩn và các tế bào từ các cơ thể khác.
+ Các protein tham gia vào quá trình đông máu có vai trò bảo vệ cho cơ thể sống khỏi
bị mất máu.
+ Ở một số thực vật có chứa các protein có tác dụng độc với động vật ngay ở hàm
lượng thấp giúp bảo vệ TV khỏi sự phá hại của ĐV.
- Dự trữ năng lượng: khi bị phân giải 1 gam protein cung cấp cho cơ thể 4,1 kcal.
2. Viết công thức tổng quát của axit amin – đơn phân cấu tạo của protein. Phân loại
các axit amin thường gặp trong protein.
Công thức tổng quát:
NH2
R – C – COOH
H
Dạng ko ion hóa
NH3-
R – C – COO-
H
Dạng ion lưỡng cực
Phân loại:
-Các aminoaxit trung tính, mạch thẳng: gồm 5 axit amin. – Gly, Ala, Val, Leu, Ile
-Các aminoaxit chứa – OH: gồm 2 axit amin. – Ser, Tre
-Các aminoaxit chứa S: gồm 2 axit amin. – Cys, Met
-Các aminoaxit có tính axit và amid của chúng: gồm 2 axit và 2 amid – Asp, Glu,
Asn, Gln
Đề cương ôn tập Hóa Sinh K14 ĐHSP Sinh
Nguyễn Hữu Thao
-Các aminoaxit kiềm tính: gồm 3 axit amin. – Lys, Arg, His
-Imonoaxit: Prolin
-Các aminoaxit có vòng thơm và dị vòng: gồm 3 axit amin. – Phe, Tyr, Try
3. Trình bày công thức cấu tạo của các axit amin thường gặp trong protein.
4. Trình bày cấu trúc bậccủa phân tử proteinvà ý nghĩa của cấu trúc bậc.
Cấu trúc bậc I:
Các axit amin nối với nhau bởi liên kết peptit hình thành nên chuỗi polypeptide.
Đầu mạch polypeptide là nhóm amin của axit amin thứ nhất và cuối mạch là nhóm
carboxyl của axit amin cuối cùng. Cấu trúc bậc một của protein thực chất là trình tự
sắp xếp của các axit amin trên chuỗi polypeptide. Cấu trúc bậc một của protein có vai
trò tối quan trọng vì trình tự các axit amin trên chuỗi polypeptide sẽ thể hiện tương tác
giữa các phần trong chuỗi polypeptide, từ đó tạo nên hình dạng lập thể của protein và
do đó quyết định tính chất cũng như vai trò của protein. Sự sai lệch trong trình tự sắp
xếp của các axit amin có thể dẫn đến sự biến đổi cấu trúc và tính chất của protein.
Đề cương ôn tập Hóa Sinh K14 ĐHSP Sinh
Nguyễn Hữu Thao
Cấu trúc bậc II:
Là sự sắp xếp đều đặn các chuỗi polypeptide trong không gian. Chuỗi
polypeptide thường không ở dạng thẳng mà xoắn lại tạo nên cấu trúc xoắn α và cấu
trúc nếp gấp β, được cố định bởi các liên kết hyđro giữa những axit amin ở gần nhau.
Các protein sợi như keratin, collagen... (có trong lông, tóc, móng, sừng)gồm nhiều
xoắn α, trong khi các protein cầu có nhiều nếp gấp β hơn.
Cấu trúc bậc III:
Các xoắn α và phiến gấp nếp β có thể cuộn lại với nhau thành từng búi có hình
dạng lập thể đặc trưng cho từng loại protein. Cấu trúc không gian này có vai trò quyết
định đối với hoạt tính và chức năng của protein. Cấu trúc này lại đặc biệt phụ thuộc
vào tính chất của nhóm -R trong các mạch polypeptide. Chẳng hạn nhóm -R của xistin
có khả năng tạo cầu đisulfur (-S-S-), nhóm -R của proline cản trở việc hình thành
xoắn, từ đó vị trí của chúng sẽ xác định điểm gấp, hay những nhóm -R ưa nước thì
nằm phía ngoài phân tử, còn các nhóm kị nước thì chui vào bên trong phân tử... Các
liên kết yếu hơn như liên kết hydro hay điện hóa trị có ở giữa các nhóm -R có điện tích
trái dấu.
Cấu trúc bậc IV:
Biểu thị sự kết hợp của các chuỗi có cấu trúc bậc III trong phân tử protein. Hay
nói cách khác, những phân tử protein có cấu trúc từ 2 hay nhiều chuỗi protein hình
cầu, tương tác với nhau trong không gian tạo nên cấu trúc bậc IV. Mỗi một chuỗi
polypeptide đó được gọi là một tiểu đơn vị (subunit), chúng gắn với nhau nhờ các liên
kết hydrogen, tương tác Van der Waals giữa các nhóm phân bố trên bề mặt của các
tiểu đợn vị để làm bền cấu trúc bậc IV.
5. Phân tích các loại liên kết trong các bậc cấu trúc của protein.
Liên kết peptit:
+ Là liên kết đc hình thành giữa nhóm amin của axit này với nhóm COOH Của axit
amin kia đồng thời loại đi một phân tử H2O.
+ L/k peptit là loại l/k bền nhất trong phân tử.
+ L/k peptit là liên kết đặc trưng trong protein.
Liên kết hiđro:
Đề cương ôn tập Hóa Sinh K14 ĐHSP Sinh
Nguyễn Hữu Thao
+ Được hình thành do lực hấp dẫn giữa nguyên tử H của NH2 và nguyên tử O của các
a.amin trong cùng mạch hoặc khac mạch.
+ L/k hiđro là liên kết ko bền dễ bị phá vỡ, nhưng trong protin có chứa nhiều l/k nên
gây ra hiệu ứng cộng tạo lực bền tạo chuõi xoắn α và gấp β của cấu trúc bậc II.
Liên kết disunfua là: liên kết đồng hoá trị tạo thành do sự kết hợp giữa hai phân tử
xistin trong cùng một chuỗi polypeptide hoặc giữa hai xistin thuộc hai chuỗi polypeptit
khác nhau. Cầu disunfua có vai trò quan trọng trong việc hình thành duy trì cấu trúc
bậc III của phân tử protein.
Liên kết ion:
Lực Van der Waals (Liên kết kị nước ): Các phân tử không phân cực, tức là các phân
tử không chứa nhóm ion hoá lẫn liên kết phân cực, đều không hoà tan trong nước,
chúng là những phân tử kị nước. Lực thúc đẩy các phân tử hay các vùng không phân
cực của các phân tử liên kết với nhau thay vì với các phân tử H2O (đẩy phân tử H2O ra
ngoài) được gọi là liên kết kị nước. Đây không phải là một lực liên kết đúng nghĩa mà
là khuynh hướng loại trừ các nhóm không phân cực ra khỏi mạng lưới nước. Còn liên
kết thật sự tồn tại giữa các phân tử không phân cực là liên kết Van der Waals. Các
tương tác kị nước đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định các protein, các phức
protein với các phân tử khác cũng như sự phân bố các protein trong các màng sinh
học.
6. Trình bày tính chất chung của protein và axit amin.
Khái niệm sự biến tính
Dưới tác dụng của các tác nhân vật lý như tia cực tím, sóng siêu âm, khuấy cơ học...
hay tác nhân hóa học như axit, kiềm mạnh, muối kim loại nặng,... các cấu trúc bậc hai,
ba và bậc bốn của protein bị biến đổi nhưng không phá vỡ cấu trúc bậc một của nó,
kèm theo đó là sự thay đổi các tính chất của protein so với ban đầu. Đó là hiện tượng
biến tính protein. Sau khi bị biến tính, protein thường thu được các tính chất sau:
Độ hòa tan giảm do làm lộ các nhóm kỵ nước vốn đã chui vào bến trong phân tử
protein
Khả năng giữ nước giảm
Mất hoạt tính sinh học ban đầu
Tăng độ nhạy đối với sự tấn công của enzim proteaza do làm xuất hiện các liên kết
peptit ứng với trung tâm hoạt động của proteaza