ƯỜ Ạ Ọ TR Ộ NG Đ I H C BÁCH KHOA HÀ N I
Ọ Ỹ Ệ Ậ VI N K THU T HÓA H C
Ậ
Ể
TI U LU N HÓA SINH
ự ễ ủ ứ ư ụ ỳ
ứ ờ “Aminoacid ch a l u hu nh và các ng d ng th c ti n c a chúng trong đ i ố s ng”.
ả ướ ẫ ị ươ Gi ng viên h ng d n: TS. Giang Th Ph ng Ly
ự ệ ỗ ị Sinh viên th c hi n : Đ Th Kim Oanh
MSSV : 20175058
ớ L p : HH.01K62
ộ Hà N i,5/2020
ụ ụ M c l c
ớ ệ ề ỳ i thi u chung v các axit amin ch a l u hu nh
ư ấ ọ ỳ ứ ư I. Gi ạ ầ ơ ể ư L u hu nh đóng vai trò quan tr ng c th nh vai trò c u trúc, tham gia t o c u
ế ử ạ ử liên k t trong phân t protein, t o thành phân t protein thong qua các acid
ề ử ư ọ amin,tham gia vào nhi u phân t ộ quan tr ng nh insulin hay protein P53, m t
ử ư ạ ầ ố ế ể phân t ch ng ung th , duy trì d ng c n thi ả ạ ộ t đ chúng ho t đ ng, làm gi m
ả ượ cholesterol,gi m l ấ ng ch t béo…
ơ ể ư ồ ạ ầ ơ ỳ Trong c th l u hu nh không t n t ồ ạ ướ ạ i d i d ng đ n thu n mà t n t i trong các
ử ặ ệ ướ ạ ứ ư ỳ phân t đ c bi t là d i d ng các acid amin.Các acid amin có ch a l u hu nh là
ứ ư ấ ỳ methionine,cystine, cysteine,…Acid amin có ch a l u hu nh có r t nhi u ề ở
ề ặ ạ ế Ở ệ tóc,da,móng,niêm m c, b m c và bên trong t bào. ụ ầ đó nó có nhi m v c n
ế ử ộ ổ ợ ế thi t là t ng h p glutathione và kh đ c cho t bào.
ứ ư ề ầ ỳ ỗ Nhu c u v acid amin có ch a l u hu nh đ ượ ướ c ả c tính m i ngày kho ng
ọ ượ ố ớ ụ ữ ọ ượ ố ớ ớ 13mg/kg tr ng l ng đ i v i ph n và 14mg/kg tr ng l ng đ v i nam gi i.
ố ủ ứ ư ồ ỳ Ngu n g c c a các acid amin có ch a l u hu nh :
ứ ư ỳ ượ ề ấ ạ Các acid amin có ch a l u hu nh đ ứ ấ c tìm th y nhi u nh t trong các lo i th c
ỏ ứ ữ ấ ạ ầ ấ ỏ ị ể ăn bi n, t i, n m, h t có d u, th t, cá, tr ng ( nh t là lòng đ ), s a bò, …
ứ ư ầ ỳ ế Các acid amin có ch a l u hu nh là các acid amin c n thi ơ ể t trong c th , chúng
ự ổ ợ ượ ầ ượ ấ ườ không t t ng h p đ ơ ể c trong c th mà c n đ c cung c p th ng xuyên qua
ườ ẽ ẫ ứ ứ ế ế ệ đ ng th c ăn. Thi u các acid amin này s d n đ n các tri u ch ng nh b ư ị
ề ễ ậ ả ọ ổ stress, nhi m trùng, ch m m c tóc, móng, gi m tính đ kháng, tăng tính t n
ươ th ng, ….
ứ ư ộ ố ư ỳ M t s acid amin có ch a l u hu nh nh : Methionine, Cystine, Cysteine…
ị
II. Methionine 1. Đ nh nghĩa ứ Công th c phân t : C ử 5H11NO2S
2CCH(NH2)CH2CH2SCH3
O
S
OH
H3C
NH2
ứ ấ ạ Công th c c u t o: HO
ấ C u trúc không gian:
ọ Tên g i: Tên theo IUPAC: (S)2amino4(methylsulfanyl)butanoic acid ,pI=5.74
ườ ệ Tên thông th ng: methionine Kí hi u:
ố ượ ử ệ ẳ Met Kh i l ng phân t ể : M=149,21 g/mol Đi m đ ng đi n: pI = 5.74
ạ ế ế ự ớ Đây là lo i axit amin thi t y u không phân c c. Cùng v i cysteine, methionine là
ứ ấ ộ ắ m t trong hai amino acid có ch a sulfur trong c u trúc proteinogenic. Nó b t
ồ ừ ộ ngu n t Sadenosyl methionine (SAM). Methionine là m t trong hai amino acid
ượ ậ ả ẩ ộ ở ơ đ ề c ghi m t mã b i m t codon đ n gi n (AUG) trong tiêu chu n mã di truy n.
ắ ầ ệ ọ Codon AUG đóng vai trò quan tr ng trong vi c mang thông tin “b t đ u” cho
ở ầ ự ệ ộ ị ừ m t ribosome báo hi u kh i đ u s phiên d ch protein t mRNA.
ượ ứ ữ ấ ị ố ồ 2. Ngu n g c Methionine đ ề ứ c tìm th y trong mè,th t, cá, tr ng, s a,…Bánh mì ch a nhi u
ư ế methionine nh ng thi u trystophan.
ứ ế ặ ệ ự ắ Methionine có nhi u trong tr ng, đ c bi ứ t trong lòng tr ng tr ng. D a trên c s ơ ở
ứ ắ ườ ượ ự lòng tr ng tr ng ng i ta tính toán hàm l ả ng methionine trong các th c ph m
khác:
Acid amin Protein
ậ ươ ấ Lòng tr ngắ ị Th t bò ị Th t gà Đ u t ng N m men
tr ngứ
Methionine 3.6% 2.6% 2.7% 1.3%
Cysteine 2.5% 1.3% 0.3% 1.3%
ừ ầ ộ ườ ượ ơ ể Nhu c u methionine tùy thu c vào t ng ng ọ i và tr ng l ng c th ,trung bình
ườ ớ ẻ ầ ả ầ ấ ượ ng i l n c n kho ng 8001000mg/ngày. Tr em c n g p đôi l ng trên,tr s ẻ ơ
ấ ầ ầ sinh c n g p 5 l n.
ổ
ầ ộ ự ổ ợ ượ ợ 3. Sinh t ng h p methionine ế Là m t amino acid c n thi t , methionine không t t ng h p đ c trong c th ơ ể
ườ ả ấ con ng ứ i ,do đó chúng ta ph i cung c p methionine hay các protein có ch a
ể ơ ườ ứ ậ methionine vào c th qua đ ậ ự ng th c ăn. Trong th c v t và vi sinh v t,
ượ ổ ử ụ ằ ợ methionine đ c t ng h p b ng cách s d ng acid aspartic và cysteine.
β ế ế ầ ơ ổ ợ ổ ị C ch sinh t ng h p:Đ u tiên, acid aspartic b bi n đ i thành aspartate
ế ồ ổ semialdehyde r i thành homoserine . Homoserine bi n đ i thành Osuccinyl
ấ ộ ạ ạ ớ homoserine,sau đó ch t này tác đ ng l i v i cystein t o ra cystathionine,
ượ ạ ố cystathionine đ c tách ra t o thành homocysteine.Cu i cùng methionine đ ượ c
ừ ạ t o ra t homocysteine.
ả ứ ợ ổ Các ph n ng sinh t ng h p methionine:
1. aspartokinase
2.
ổ ợ Các enzym tham gia vào quá trình sinh t ng h p methionine:
β aspartate semialdehyde dehydrogenase
3. homoserine dehydrogenase
4. homoserine Otranssuccinylase
5. cystathionine synthase
γ
6. cystathionine lyase
β
7. methionine synthase (
ở ế ậ ộ các loài đ ng v t có vú, enzym thay th là
homocysteine methyltransferase)
γ β ề ả ầ C hai enzym cystathionine synthase và cystathionine lyase đ u c n
coenzym là pyridoxal5'phosphate, trong khi đó homocysteine methyltransferase
12
ầ c n coenzym là vitamin B
ườ Các con đ ng hóa sinh khác:
ặ ượ ổ ợ ở ộ M c dù methionine không đ c t ng h p ậ các loài đ ng v t có vú, chúng có
ể ử ụ ề ườ th s d ng methionine trong nhi u con đ ng sinh hóa khác nhau:
ự ạ S t o homocysteine:
(cid:0) Methionine đ
ượ ể c chuy n hóa thành Sadenosylmethionine (SAM) nh ờ
methionine adenosyltransferase.
(cid:0) ề ấ ấ ả ứ SAM đóng vai trò là ch t cung c p nhóm methyl trong nhi u ph n ng
ế ổ ị ầ c n enzym methyltransferase, và nó b bi n đ i thành S
adenosylhomocysteine (SAH).
(cid:0) Adenosylhomocysteinase bi n đ i SAH thành homocysteine. ế
ổ
(cid:0) Đ n đây có hai kh năng ti p theo: homocysteine đ
ế ế ả ượ ử ụ ể ạ c s d ng đ tái t o
ặ ượ ể ổ ợ methionine, ho c đ c dùng đ t ng h p cysteine.
ạ Tái t o methionine
(cid:0) Methionine có th đ
ể ượ ạ ừ ả ứ ờ ượ c tái t o t homocysteine nh ph n ng đ c xúc
ả ứ ầ ở tác b i enzym methionine synthase, ph n ng này c n coenzym Vitamin
B12
(cid:0) Homocysteine có th b methyl hóa tr
ể ị ở ở ạ l i b i glycine betaine (N,N,N
ể ở ờ ự trimethyl glycine, TMG) đ tr ủ thành methionine nh s xúc tác c a
enzyme betainehomocysteine methyltransferase (E.C.2.1.1.5, BHMT).
ế ổ ượ ướ ủ BHMT chi m 1.5% trong t ng các proten tan đ c trong n c c a gan, và
ứ ể ầ ấ ả ưở nghiên c u g n đây cho th y nó có th có nh h ơ ề ng nhi u h n
ệ ữ ằ ộ ồ methionine synthase trong vi c gi cân b ng n ng đ methionine và
ơ ể homocysteine trong c th .
ự ể S chuy n hóa thành cysteine
(cid:0) Homocysteine có th đ
ể ượ ể c chuy n hóa thành cysteine.
(cid:0) Cystathionine synthase (m t enzym ph
β ộ ụ ế ộ ợ thu c PLP) k t h p
ể ạ ớ ị homocysteine v i serine đ t o thành cystathionine. Thay vì b thoái hóa
β ườ ổ ợ ở b i enzym cystathionine lyase, trong con đ ng sinh t ng h p này,
α ị ẻ ờ cystathionine b b gãy thành cysteine và cetobutyrate nh enzym (6)
γ cystathionine lyase.
(cid:0) α α ế ổ Enzyme cetoacid dehydrogenase bi n đ i cetobutyrate thành
ồ ượ ể propionylCoA, r i đ ạ c chuy n hóa thành succinylCoA qua ba giai đo n
(xem propionylCoA).
ụ Ứ
ể ổ 4. ng d ng Trong các quá trình sinh hóa, methionine chuy n đ i thành SAM(S
ượ ứ ệ ề ả ị adenosylmethionine). SAM đ c nghiên c u là có hi u qu trong đi u tr viêm
ứ ứ ệ ả ầ ả ớ ả kh p, gi m stress và ch ng tr m c m,c i thi n ch c năng gan. Methionine tăng
ổ ợ ượ ử ụ ế ườ c ng t ng h p glutathion và đ ể ề c s d ng thay th cho acetylcysteine đ đi u
ộ ộ ề ổ ị ươ ớ tr ng đ c paracetamol, đ phòng t n th ng gan. Bi ệ ượ t d ạ c lobamine v i ho t
ấ ượ ư ể ả ộ ấ ộ ch t là methionine r t đ ộ c a chu ng đ gi i đ c gan. Methionine là m t acid
ứ ư ệ ặ ệ ế ụ ả ỳ amin có ch a l u hu nh có tác d ng b o v đ c hi u t bào gan, là y u t ế ố
ướ ỡ h ụ ng m (lipotrope), tác nhân methyl hóa và sulfur hóa, ngoài ra còn có tác d ng
ễ ố ộ ượ ộ ế ố ư ch ng nhi m đ c. Methionine còn đ c dùng nh là m t y u t ngăn ng a t ừ ế
ỡ ở ữ ườ ị bào gan thoái hóa m . Tuy nhiên nh ng ng i đã b suy gan, methionine có th ể
ổ ươ ấ ạ ặ ị ượ làm cho t n th ng gan n ng. Methionine còn là ch t t o v , nó đ c dùng đ ể
ộ ố ạ ả ọ ủ ẩ ị ạ t o v ng t c a m t s lo i s n ph m.
ượ ạ ử ạ ị c t o thành khi 2 phân t ế Cysteine liên k t III. Cystine ị 1. Đ nh nghĩa Là 1 amino acid d ng nh trùng đ
ế ờ ớ v i nhau nh liên k t disulfua
6H12N2O4S2
ử ứ Công th c phân t : C
2CH(NH2)CO2H)2
O
NH2
HO
S
S
OH
O
NH2
ứ ấ ạ Công th c c u t o : (SCH
ấ C u trúc không gian:
ố ượ ử Kh i l ng phân t : 240.30 g/mol
ể ệ ẳ Đi m đ ng đi n pI: 4.8
ư ệ ở ố ồ 2. Ngu n g c ượ Cystine đ c phát hi n ra năm 1810 b i William Hyde Wollaston nh ng lúc đó
ượ ế ậ ầ ượ ư nó ch a đ ủ c nh n ra là 1 thành ph n c a proteins mãi đ n khi nó đ c phân
ậ ừ ừ l p t s ng bò năm 1899.
ữ ệ ế ử Trong vi c hình thành liên k t disulfua bên trong và gi a các phân t protein,
ủ ấ ầ ậ ộ ọ cystine là m t thành ph n quan tr ng c a c u trúc b c 3 protein.
ượ ề ở ế ủ ề ệ ễ Cystine đ ấ c tìm th y nhi u các t ị bào c a h mi n d ch, có nhi u trong
ấ ừ ủ ườ ch t s ng, protein c a móng tay da và tóc. Tóc ng ả i có kho ng 5% l ượ ng
ế ẩ ự ả ẵ ộ cystine. LCystine là m t ch ph m amino acid t nhiên có s n kho ng 20%
ươ ố ự ư ứ ẩ ờ ồ trong Cervus Cornu (nhung h ị u). Đ ng th i, 1 s th c ph m nh tr ng, th t,
ấ ố ữ ẩ ấ ồ ả s n ph m s a cũng là ngu n cung c p cystine r t t t .
3. Lý tính ấ ắ Cystine là ch t r n không màu
ể ướ ượ khó khăn đ hòa tan trong n c, tan trong r u, benzene, ether, chloroform, hòa
tan trong acid và alkali.
ả ở Nóng ch y 247249 °C
oC, đăc bi
ể ị ủ ở ế ệ ở ộ ẩ Liên k t disulfua có th b phá h y 150 ả ấ đ m th p (kho ng t
ướ d i 20%)
ấ ườ ủ ư 4. Hóa tính Là 1 acid amin nên Cystine có các tính ch t thông th ng c a 1 acid amin nh :
Có tính đi n ly l
ệ ưỡ ả ớ ụ ự ể ả ứ ng c c nên có th tác d ng c v i acid và base :Ph n ng
2
ớ v i acid Nitro HNO
Ph n ng v i Formol ( Formaldehyd)
ả ứ ớ
Ph n ng desamin hoá
ả ứ
ả ứ ỷ + Desamin hoá theo ph n ng thu phân
ả ứ ử + Desamin hoá theo ph n ng kh
ả ứ + Desamin hoá theo ph n ng oxy hoá
ả ứ ử ộ ử + Desamin hoá theo ph n ng kh n i phân t
Ph n ng chuy n hoá g c –COOH: Decarboxyl hoá Ph n ng chuy n hoá
ả ứ ả ứ ể ể ố
2 T o ph c v i kim lo i n ng
ứ ớ ạ ặ ạ g c Rố
S t o thành ester
ự ạ
ố ử ể ự ả ứ ệ ọ Các g c hoá h c trong phân t Cystine còn có th th c hi n các ph n ng:
2, COOH
ả ứ ạ ố + Ph n ng t o mu i do nhóm –NH
ả ứ ả ứ ử + Ph n ng oxy hoá kh do nhóm SS Ph n ng alkyl hoá, acid hoá, ester
hoá do nhóm –NH2, OH, COOH
ả ứ ả ứ ử + Ph n ng amid hoá do nhóm –COOH Ph n ng kh amin hoá do có nhóm
ả ứ NH2 + Ph n ng phosphoryl hoá và sulfo hoá do nhóm –OH
ệ ử ạ ễ ị ế ặ Đ c bi ả t, do liên k t disulfua d b kh t o ra thiol và cystein, ta có thêm ph n
2CH(NH2)CO2H)2 + 2RSH
ứ ừ ể ng chuy n hoá t Cystine sang Cysteine : (SCH →
O
O
+ NH3
O
S
O
O
S
HS
O
+
+ NH3
NH3
NADH + H+
NAD+
LCystine
LCysteine
2 HSCH2CH(NH2)CO2H + RSSR
ụ Ứ
ư ụ ể ầ ậ ố 5. ng d ng Cystine có công d ng g n gi ng nh glutathione là v n chuy n các đ c t ộ ố ừ t
ệ ả ả ố ạ ấ ộ ủ ượ gan.. Nó b o v gan và n o ch ng l i ch t đ c c a r ố u và thu c lá và có
ư ị ệ ệ ể ả ả ả ị ứ th ngăn c n có hi u qu trong vi c ngăn c n d v khó ch u do dùng th c
ộ ồ ồ ố u ng có n ng đ c n cao
LCystine là m t amino acid t
ộ ự ụ ể nhiên, có tác d ng tăng chuy n hóa protein.
ố ự ử ụ ầ ứ ố Ngoài ra trong thành ph n có ch a g c SH, có tác d ng kh các g c t do, là
ủ ế ệ ư ụ ề tác nhân đóng vai trò ch y u trong nhi u b nh thoái hóa và lão hóa (nh đ c
ủ ể ườ ư ậ ớ th y tinh th , đái đ ng, ung th , viêm gan, viêm kh p...). Do v y LCystine
ụ ố ổ ọ có tác d ng ch ng lão hóa, tăng tu i th .
Lcystine là m t thành ph n c b n c a các hi n b (18% trong tóc, 14%
ơ ả ủ ệ ầ ộ ộ
ộ ỷ ệ ế ơ trong móng) và chi m m t t l ế ít h n trong da (2 đ n 4%). Lcystine tham
ấ ừ ủ ổ ợ giam vào quá trình t ng h p kératine (ch t s ng) c a tóc và móng. Nó thúc
ưở ế ầ ở ấ ừ ạ ẩ ự đ y s sinh tr ủ ng c a các t bào m m ả các vùng t o ch t s ng và có nh
ưở ế ự ưở ủ ệ ộ ượ h ng đ n s tăng tr ộ ng c a các hi n b . Tác đ ng này đã đ ứ c ch ng
ạ ở ử ệ ấ ằ ồ ị minh qua các th nghi m có đánh d u b ng đ ng v phóng x ủ các nhân c a
ế ầ Ở ườ ủ ặ ồ ộ ệ ở t bào m m. ng i, các n ng đ cao c a cystine, đ c bi t là ạ tóc, đ t
ượ ố ừ ế ầ đ ố c sau khi u ng thu c t 4 đ n 6 tu n.
LCystine có đ trong h c t
ủ ắ ố ụ ẽ ạ ớ bào s tác d ng v i dopaquinone t o ra
ự ấ ạ ắ ố ở ụ ỉ ề cystinydopa có tác d ng đi u ch nh s c u t o h c t da.
LCystine ng ch Collagenaseezym phá h y ch t t o k o, làm h h i giác
ấ ạ ư ạ ủ ứ ế ẹ
ạ ượ ạ ở ơ ổ ươ ạ m c. Collagenase đ c t o thành n i t n th ấ ng giác m c gây ra do ch n
ươ ấ ặ ẩ th ng, hóa ch t, virus ho c vi khu n
LCystine là m t ch ph m amino acid t
ế ẩ ộ ự ẵ ả nhiên có s n kho ng 20% trong
ươ ườ ự ụ Cervus Cornu (nhung h u) giúp tăng c ố ng sinh l c và có tác d ng ch ng
ờ ứ ố ụ ả viêm nh ch a g c SH trong đó. Nó có tác d ng phân gi ả i keratin, đào th i
ả ộ ả ề ị ặ ệ ệ melanin và gi i đ c, do đó có hi u qu đi u tr đ c bi ụ ứ t trên ch ng m n
ọ ạ ị ứ ư ừ ệ ế ả nh t, s m da, da bi n màu và hi u qu kháng d ng cũng nh ngăn ng a các
ươ ổ t n th ng gan.
Cystine có nhi u trong ch t s ng, protein c a móng tay da và tóc. Th nh
ấ ừ ủ ề ỉ
ả ượ ở ử ư ả ẩ ố tho ng cystine đ c bán ữ các c a hang nh là nh ng s n ph m ch ng lão
ự ạ ổ ị hóa vì nó kích thích s t o thành collagen và làm m n da. B sung cystine vào
ế ỏ ế ươ ữ ẩ d y nhanh quá trình ch a lành v t b ng, v t th ng.
ậ ạ ộ ố ứ ủ V y tóm l ụ i m t s ng d ng c a Cystine
ượ ư ệ ễ ẩ ả ố ố Trong d ộ c ph m nh thu c ch ng viêm gan, b o v gan trong nhi m đ c
ạ ặ ạ ưỡ ố ụ ệ ạ ố kim lo i n ng, ch ng lo n d ố ng da, ch ng r ng tóc, ch ng b nh nghèo đ m và
ễ ố ộ ượ ố ch ng nhi m đ c thai nghén. Ngoài ra cystine còn đ ố c dùng làm thu c ch ng
ư ề ạ ố ố ổ ị ễ ỏ b ng da và viêm loét giác m c, thu c phòng và đi u tr ung th , thu c b mi n
ấ ạ ố ố ơ ố ớ ố ấ ộ ị d ch, thu c ch ng x hoá và th p kh p, thu c ch ng phóng x , phòng ch t đ c
ữ ế ắ ọ ươ ế ố ổ ố hoá h c và hàn g n nhanh nh ng v t th ỏ ng, v t m v.v... thu c ch ng b ng
ụ ố ố ố ố thu c ch ng viêm gan thu c ch ng r ng tóc
ố ớ ẩ ỹ ượ ố ấ ề ẻ ố Đ i v i m ph m, cystine đ ố c làm thu c tr hóa, thu c s y tóc b n, thu c
ượ làm m t tóc v.v...
ố ớ ự ẩ ở ự ạ ẩ ấ ượ Đ i v i th c ph m cystine tr thành lo i th c ph m cao c p, đ c dùng vào
ấ ỳ ữ s a khô, bánh m khô và súp cao c p.
ư ậ ệ ớ ở ươ ẩ ị V i ý nghĩa nh v y, cystine hi n nay tr thành th ng ph m có giá tr trên th ị
ườ ố ế ặ ệ ậ ả ở tr ng Qu c t , đ c bi t là các n ướ ở c Tây âu và Nh t b n. Riêng ỗ ậ Nh t m i
ụ ớ ấ năm tiêu th lên t i 500 t n cysteine.
ệ ả ồ
ế ệ ngu n ph li u ấ ổ ế ả ấ ệ ằ ườ ừ 6. Công ngh s n xu t Cystine t Trong các công ngh ph bi n s n xu t amino acid b ng con đ ẩ ng vi khu n,
ườ ổ ợ ườ ổ ợ ọ ấ n m men, con đ ng t ng h p enzyme, con đ ng t ng h p hoá h c, thì cystine
ượ ệ ồ ẫ v n đang đ c tách chi ế ừ t t ngu n nguyên li u giàu cystine và trong năm 1980,
ế ớ ấ ượ ả ướ ấ ạ ỉ th gi i đã s n xu t đ ệ c 700 t n d ng Lcystine. D i đây ch trình bày vi c
ấ ừ ế ệ ồ ả s n xu t cystine và các amino acid t ị ngu n ph li u là lông gà, lông cánh v t
ụ ợ ế ả ả ạ lông l n và tóc v n. Quá trình tách chi t ph i tr i qua 11 công đo n sau đây:
ạ ằ ỷ ở + Công đo n 1: Thu phân b ng HCl 100oC.
2CO3
ạ ằ ỷ ị + Công đo n 2: Trung hoà d ch thu phân b ng Na
ủ ạ ọ ắ + Công đo n 3: L ng , l c và thu t a.
ủ ằ ạ ấ ị + Công đo n 4: Hoà tan t a b ng HCl 5%, thu l y d ch trong.
ạ ạ ử + Công đo n 5: X lý than ho t tính.
ạ + Công đo n 6: Trung hoà NaOH, thu cystine thô.
ặ ạ ạ ạ ướ ượ ế + Công đo n 7: Đ n công đo n 11 l p l i các b ể c trên đ thu đ c cystine
ữ ả ằ ẩ ố ộ ị ươ ả ạ s ch và cu i cùng ph i xác đ nh s n ph m b ng m t trong nh ng ph ng pháp
ườ ử ụ ệ ằ ọ khác nhau th ệ ng s d ng trong phòng thí nghi m. B ng công ngh trên h đã
ượ ượ ừ ừ ị thu đ c hàm l ng cystine t tóc là 6%; t lông cánh v t 2,3%; lông gà 3,5% và
ợ ượ ố ổ lông l n 2,13% (tính theo hàm l ng amino acid t ng s ).
αộ ế ộ ườ IV. Cystein ị 1. Đ nh nghĩa Cysteine là m t amino acid, là m t aa thay th , do đó con ng ể ổ i có th t ng
h pợ
Cysteine hay Cys CTPT: C3H7NO2S
ố ượ ử Kh i l ng phân t : M = 121.16 g/mol. pI=5.07
O
HS
OH
NH2
CTHH: HO2CCH(NH2)CH2SH
ấ C u trúc không gian:
ơ ị Đ n v mã: UGU and UGC
ữ ấ ậ ộ ồ ỉ ố ồ 2. Ngu n g c ộ Là m t trong nh ng 20 aa đã tìm th y trong protein đ ng v t. Ch có đ ng phân
ề ậ ổ ợ ộ L tham gia sinh t ng h p trong protein đ ng v t có vú. Nó có nhi u trong protein
ấ ừ ủ ủ c a tóc, móng, ch t s ng c a da.
ượ ả ỏ ừ ừ Cystein đ c tách ra t ừ ướ n ậ c th i s i th n – 1810, t ự ế mô s ng – 1899. S bi n
ượ ố ổ ủ đ i c a cystine thành cystein đ c công b vào năm 1884. Cystine và cysteine có
ể ể ổ ạ ượ ổ ể ừ ợ ơ th chuy n đ i qua l i, cysteine đ c t ng h p trong c th t serine và
ượ ứ ứ ấ ồ methionine. Đ c tìm th y trong th c ăn ch a protein cao, bao g m:
ậ ạ ộ ị ưở ị ợ ị ộ ị + Đ ng v t: th t làm xúc xích, l p x ị ng; th t gà, v t, l n; th t h p và trong th t
ớ ố ượ cóc v i s l ng ít. Ü
ừ ộ ữ ứ ứ ậ + Th c ăn chay : T đ ng v t: tr ng, s a, whey protein, phomat, yogurt.
ừ ự ậ ớ ủ ỏ ủ ả T th c v t: t, c t ả i, c hành, bông c i xanh, c i bruxen,
ầ ạ ế y n m ch, m m lúa mì.
ể ượ ệ ệ ế ằ Trong công ngh : Hi n nay, Lcysteine có th đ ủ c tinh ch b ng cách th y
ừ ủ phân tóc ở ườ ng i, lông. Th y phân s ng tê giác cho các acid amin là Tyrosin, axit
tiolactic, cysteine.
ứ ợ ổ ừ ệ VD: Nghiên c u quy trình công ngh bán t ng h p NaxetylLcystein t L
ế ấ ừ ừ ụ ẩ cystein chi t xu t t ệ tóc, ph ph m móng, s ng, lông gia súc làm nguyên li u
ấ ố ị ướ ự ế ụ ứ ế ộ ả s n xu t thu c. Đ nh h ng m c tiêu N i dung nghiên c u D ki n k t qu ả
ờ ươ ươ ổ ứ ệ Th i gian Ph ứ ng th c, ph ng án t ự ch c th c hi n:
ừ ự ứ ệ ỷ Nghiên c u xây d ng qui trình công ngh thu phân tóc, móng, s ng, lông gia
ể ả ấ súc đ s n xu t Lcystein.
ứ ể ổ ợ ừ Nghiên c u và tri n khai qui trình bán t ng h p NaxetylLcystein t Lcystein.
ứ ề ệ ồ ỷ Nghiên c u các đi u ki n thu phân các ngu n keratin.
ế ượ ạ ẩ ỹ Tinh ch Lcystein thu đ ổ ậ c đ t tiêu chu n k thu t cho quá trình bán t ng
ẩ ượ ạ ể ợ h p NaxetylLcystein và đ t tiêu chu n d c đi n Anh.
ả ứ ứ ề ệ ử Nghiên c u ph n ng axetyl hoá và kh hoá Lcystein đi u ki n PTN và pilot.
ứ ế ừ ỗ ả ứ ợ Nghiên c u tách và tinh ch NaxetylLcystein t h n h p ph n ng.
ẩ ượ ệ ể ể Ki m nghi m Lcystein và NaxetylLcystein theo tiêu chu n d c đi n Anh.
ủ ứ ệ ị ộ ổ Nghiên c u đánh giá đ n đ nh c a nguyên li u
ể ả ừ ệ ấ ỷ Qui trình công ngh thu phân tóc, móng, s ng, lông gia súc đ s n xu t L
cystein qui mô 5kg/m . ẻ
ệ ợ ừ ổ Qui trình công ngh bán t ng h p NaxetylLcystein t Lcystein qui mô
ẩ ượ ẻ ạ ể 500g /m . 70 kg Lcystein đ t tiêu chu n d c đi n Anh.
ẩ ượ ạ ể 30 kg NaxetylLcystein đ t tiêu chu n d c đi n Anh
ồ ạ ở ể ắ 3. Lý tính T n t ỏ th r n, l ng, khí. i
Cysteine đ
ượ ạ ướ ả ộ c phân lo i là m t acid amin háo n ả ứ c, do kh năng ph n ng
ủ c a thiol.
ộ ấ ữ ấ ọ Cysteine là m t c u trúc quan tr ng c u thành nh ng protein và enzyme. Là
ủ ề ừ ti n thân c a taurine, hình thành coenzyme A t vitamin pantothenic acid và
ộ ố ả ượ hình thành tripeptide glutathione. Có kh năng là đ c t và đ c kích thích ở
ườ ế ộ đ ng ru t, huy t thanh.
Ng
ư ố ố ượ ạ c l i, Cysteine tham gia trong su t quá trình tiêu hóa gi ng nh Cystine
ấ ổ ị ườ ộ ượ ư ộ ộ ch t n đ nh đ ng ru t. Cystein đ ấ c dùng nh m t ch t gia tăng đ nhão
ướ ộ trong b t khi n ng bánh.
ạ ở ữ ơ 4. Hóa tính ả ứ Ph n ng carboxyl hóa t o nhóm –COOH các acid h u c
ả ứ ấ + Ph n ng m t amin (desamination)
ả ứ • Ph n ng oxy hóa
ả ứ ử • Ph n ng kh
ả ứ ủ • Ph n ng th y phân
ả ứ ạ ợ ổ ả Ph n ng t o glucoside x y ra khi t ng h p tryptophan
Ph n ng methyl hóa (g n nhóm –CH3)
ả ứ ắ
Ph n ng ether hóa, ester hóa
ả ứ
Ph n ng m t n
ả ứ ấ ướ c
ả ứ ỉ ượ ấ ợ ể ạ ổ ổ Ph n ng tách: khi t ng h p các ch t ch đ ợ c chuy n đ i và t o ra các h p
ấ ượ ổ ể ạ ế ấ ớ ch t trung gian, sau đó đ c bi n đ i đ t o thành ch t m i
Ph n ng k t h p (ng ng t
ế ợ ả ứ ư ụ ặ , cô đ c)
Ph n ng amin hóa
ả ứ
Ph n ng acetyl hóa t o acetylCoA
ả ứ ạ
Ph n ng amylin hóa: c t b t thành đ
ắ ộ ả ứ ườ ượ ả ứ ng Các ph n ng này đ ự c th c
ể ả ệ ệ ấ ầ ẩ ả ế hi n trong các ngành công nghi p đ s n xu t ra các s n ph m c n thi t.
Ả ưở ủ ứ nh h ng c a nhóm ch c sulfhydryl hay thiol:
Do l u hu nh và oxy thu c v cùng m t nhóm trong b ng tu n hoàn các
ư ề ả ầ ộ ộ ỳ
ố ẻ ộ ố ọ ươ ế ộ nguyên t nên chúng chia s m t s thu c tính liên k t hóa h c t ng t ự
nhau.
ọ ủ ứ ấ ấ ươ ự ợ => Tính ch t hóa h c c a các h p ch t ch a nhóm sulfhydryl là t ng t nh ư
ượ ạ ủ c a các r u; các thiol t o ra các thioete, thioaxetal và thioeste, trong đó các
ử ố ượ ượ ế ằ nguyên t ồ oxy có ngu n g c trong r u đ c thay th b ng nguyên t ử ư l u
ấ ươ ợ ỳ ự ứ hu nh trong các h p ch t t ng t ch a oxy là ete, axetal và este.
Nguyên t
ử ư ự ạ ơ ỳ ớ l u hu nh trong nhóm sulfhydryl có ái l c h t nhân h n so v i
ử ượ nguyên t oxy trong r u. Nhóm SH có tính acid rõ nét (pKa thông th ườ ng
ả kho ng 1011).
ườ ượ ạ => Trong môi tr ng base thì các anion thiolat đ c t o ra và nó là anion có ái
ạ ấ ặ ươ ễ ị ủ ứ ự ạ l c h t nhân r t m nh. Nhóm (ho c anion t ở ng ng c a nó) d b oxi hóa b i
ữ ư ạ ấ ặ ở ơ ấ các ch t oxi hóa nh brom, t o ra disulfua h u c RSSR, ho c b i các ch t
ư ạ ạ ơ oxi hóa m nh h n nh natri hypoclorit, t o ra các axit sulfonic RSO3H.
Do có s chênh l ch v đ âm đi n nh gi a l u hu nh và hydro, liên k t S
ỏ ữ ư ề ộ ự ệ ế ệ ỳ
ự ế ầ ế ộ ự ư H trên th c t ị g n nh là liên k t c ng hóa tr không phân c c. Các thiol ít b ị
ế ở ế ể ấ ơ ơ liên k t b i các liên k t hydro . Chúng có đi m sôi th p h n và hòa tan ít h n
ướ ớ ượ trong n ự c và các dung môi phân c c khác khi so sánh v i r ộ u có cùng m t
g c.ố
ứ Vai trò nhóm ch c sulfhydryl hay thiol:
ệ ậ ọ Đóng vai trò quan tr ng trong các h sinh v t.
Khi các nhóm sulfhydryl c a hai ph n còn l
ủ ầ ạ ủ ơ i c a cysteine (trong đ n phân t ử
ạ ố hay trong kh i đa phân t ) đ ử ượ ư ạ ầ c đ a l i g n nhau trong quá trình t o protein,
ộ ơ ả ứ ể ạ ế ớ ị ph n ng oxi hóa có th t o ra m t đ n v cystine v i liên k t disulfua (S
S).
ộ ế ố ế +Các liên k t disulfua, m t y u t chính trong:
ộ ươ ủ ạ ư ế ỗ ứ • Hình d ng và ch c năng c a b x ầ ng, chu i liên k t protein Nh góp ph n
ầ ủ ủ ế ấ ấ ộ ộ ư vào c u trúc c p ba c a protein n u nh các cysteine là m t ph n c a cùng m t
ố ủ ị ằ ề ấ ấ ạ ỗ ơ chu i peptit, c u trúc c p b n c a các protein nhi u đ n v b ng cách t o ra các
ị ươ ế ộ ữ ạ ố ỗ liên k t không c ng hóa tr t ng đ i m nh gi a các chu i peptit khác nhau.
ư ấ ừ ề ấ ự ổ ị • S n đ nh cao v c u trúc protein nh ch t s ng
T o ra các liên k t không c ng hóa tr v i ch t n n c a enzym, góp ph n vào
ấ ề ủ ị ớ ế ạ ầ ộ
ạ ộ ư ừ ự ủ ượ ể ho t đ ng xúc tác nh papain – enzyme t nh a cây đu đ đ c dùng đ làm
ề ị cho th t m m.
ứ ọ Ch c năng sinh h c:
ả ứ ư ễ ị Nhóm thiol là nhóm a nhân và d b oxi hóa. Ph n ng tăng lên khi nhóm
ị ạ ị thiol b ion hóa, và Cysteine còn l i trong protein có giá tr pKa trung tính.
ủ ề ấ ố Ti n thân c a ch t ch ng oxihóa glutathione
B i vì nhóm thiol có kh năng ch u đ ng đ
ự ả ở ị ượ ả ứ ử c ph n ng oxi hóakh nên
ượ ủ ể ấ ấ ố cysteine đ c cho là ch t ch ng oxihóa c a các protein. Đi n hình nh t là
tripeptide glutathione.
ứ
ợ 5. Sinh t ng h p và ng d ng ậ ổ Ở ộ ắ ầ ợ ừ ượ ụ ổ đ ng v t, sinh t ng h p b t đ u t aa Serine. Sulfur đ ậ c nh n
ượ ữ ế ổ ừ t Methionine đ c bi n đ i thành homocysteine gi a Sadenosylmethionine
ế ợ ớ và Cystathionine betasynthase. Sau đó homocysteine k t h p v i serine hình
ứ ố thành thioether cystathionine không đ i x ng. Enzyme cystathionine
ế ổ gammalyase bi n đ i cystathionine thành Cystein và alphaketobutyrate. Trong
ắ ầ ừ ợ ầ ữ ẩ ế ổ vi khu n Cysteine sinh t ng h p l n n a b t đ u t ổ ợ serine – đu c bi n đ i
ở thành Oacetylserine b i enzyme serine transacetylase. Enzyme Oacetylserine
ử ụ ế ổ ả (thiol)lyase s d ng sulfide bi n đ i thành Cysteine, gi i phóng acetate.
Homocystein d hoá cho đ
ị ườ ể ng chuy n sulfur cho cysteine, enzyme xúc tác là
ế ố ồ beta synthase và B6 là đ ng y u t .
ứ ằ ẩ ạ Quastel và Wheatley1 đã ch ng minh r ng cysteine và glutathione đ y m nh
ặ ự ấ quá trình lên men aerobic trong bánh men bia. Cysteine ngăn ch n s hô h p
ả ượ ế ệ ụ ể trong nguyên li u, k t qu đ c bánh men bia Th y Đi n.
B o qu n s a đ
ữ ả ả ượ ươ ở ệ ằ c lâu b ng ph ng pháp thanh trùng nhi ộ t đ cao
oC trong 15 20 giây. D i tác đ ng c a nhi
ả ướ ủ ộ kho ng 115 ệ ẽ ả t s gi i phóng các
ự ừ ư ứ ố g c SH t do t các axit amin ch a S nh Cysteine và Cystine. Các nhóm
ể ủ ạ ự ử ế ẽ ệ ổ ố SH s làm thay đ i đi n th oxy hoá kh , làm r i lo n s phát tri n c a các
ố ớ ệ ấ ậ ả ồ ờ ấ ẩ vi sinh v t, nh t là đ i v i các vi khu n, đ ng th i có vai trò b o v các ch t
ố ạ ự béo ch ng l i s oxy hóa.
ụ Ứ
ượ ử ụ ể ạ ộ ổ ợ 6. ng d ng Cysteine đ c s d ng r ng rãi đ kích thích quá trình t ng h p niêm m c và
ạ ờ ễ ệ ề ượ ư ớ ẽ ể ạ t o đi u ki n d cho kh c đ m. Nó cũng đ c đ a ra v i k m và B6 đ kích
ọ thích m c tóc và móng.
Cysteine, glutathion, taurine đ
ượ ử ụ ế ợ ấ ố c s d ng k t h p cùng các ch t ch ng oxy
ử ộ ể ủ ề ễ ả ố ố hóa, đ c ng c kh năng kh đ c và giúp đ kháng ch ng ô nhi m, tác
ủ ề ặ ạ ạ ộ ố ị ụ d ng âm tính c a m t vài lo i thu c ho c đi u tr tia x và dùng cho ng ườ i
ố hút thu c lá.
Kho ng 90% ph n trong đ tu i t
ộ ổ ừ ụ ữ ả ở ị ở 40 tr đi b nám da, gãy tóc ề nhi u
ụ ữ ở ổ ứ ề ầ ộ ờ m c đ khác nhau. Th i gian g n đây, nhi u ph n ắ tu i 30 cũng đã b t
ặ ụ ế ệ ể ị ầ đ u b nám m t, r ng tóc, móng tay giòn y u. Các bi u hi n đó tuy không
ể ạ ạ ả ưở ủ ế gây nguy hi m cho tính m ng, song l i nh h ẻ ẹ ng đ n v đ p c a ng ườ i
ụ ữ ế ế ứ ph n . LCysteine là 1 acid amin thi t y u, có ch a sulfur, do đó giúp duy trì
ơ ể ỏ ấ c u trúc protein trong c th , giúp duy trì làn da, mái tóc, móng tay luôn kh e
ạ m nh.
Qu mâm xôi, dâu, nho .
ả
ộ ổ ạ ầ ế ằ ứ B t b sung protein có ch a các lo i amino axit c n thi t nh m cung
ơ ể ư ề ấ ạ ứ ề ấ c p cho c th nhi u protein nh t nh ng l i không ch a nhi u calo.
Siêu l
ợ ơ ắ ắ ấ ố i: Làm cho c b p săn ch c, đ t ch t béo
Vũ khí bí m t: Protein, cystein và glutathion.
ậ
Phòng ch ng: Béo phì Nhóm t
ố ươ ự ắ ng t : Pho mát Ricotta (pho mát tr ng)
C n tránh: Protein đ u t
ậ ươ ầ ng.
ừ ư ự ế ể ầ ả ổ ợ Cystein c n cho s phát tri n lông, nh ng do c u thi u kh năng t ng h p
ậ ườ ộ ủ ừ ử ụ amino acid này và do các vi sinh v t đ ầ ớ ng ru t c a c u s d ng ph n l n
ả ẵ ưở ế ả ượ ấ ừ cysteine s n có nên đã nh h ng x u đ n s n l ng lông c u.
ề ể ắ ườ ạ ẩ ụ Đ kh c ph c đi u này, ng i ta đã t o dòng hai gen vi khu n mã hóa cho
ể ượ ổ ợ ừ enzyme chuy n hóa serine thành cysteine. Cysteine đ c t ng h p t serine
ờ nh hai enzyme: serine transacetylase và Oacetylserine sulfahydrylase. Hai
ệ ổ ợ ị gen ch u trách nhi m t ng h p hai enzyme này là cys E và cys K.
ơ ả ấ ể ủ ự ọ ừ Cystein là axit amin c b n r t quan tr ng trong s phát tri n c a lông c u.
ạ ế ố ắ ể ổ ứ ữ ề Nh ng c g ng đ b sung acid amin này vào th c ăn đ u không đ t k t qu ả
ở ậ ủ ủ ế ậ ố ộ ị ư do chúng b phân h y trong ng tiêu hóa c a đ ng v t. B i v y, n u đ a
ượ ơ ể ộ ậ ẽ ấ ổ ợ đ c gen t ng h p cysteine vào c th đ ng v t s làm tăng năng su t lông
ề ấ ọ ổ ợ lên r t nhi u. Các nhà khoa h c Australia đã dùng gen t ng h p cystein có
ố ừ ồ ể ư ừ ậ ngu n g c t vi sinh v t (E.coli và S. typhimurium) đ đ a vào c u.
ượ ừ ướ ứ ệ ả 7. Tác h iạ Tăng l ng cysteine t ầ 2030 l n trong n ủ c th i. Đây là tri u ch ng c a
ệ b nh đái cystine.
Quá trình thoái hóa các acid amin cysteine và methionine d
ướ ụ ủ i tác d ng c a vi
ạ ẩ ấ ặ ợ ỵ ệ ợ khu n Gr () k khí t o ra các h p ch t có mùi hôi, đ c bi ấ t là các h p ch t
ứ ư ữ ệ ẩ ơ ố ỳ ỵ bay h i ch a l u hu nh, gây hôi mi ng đa s là nh ng vi khu n Gr () k khí.
2S), methylmercaptan (CHSH), dimethyl sulfur (CH3S
ụ Ví d : sulfur hydro (H
CH3) và disulfur methyl (CH3SSCH3).
Quá trình phân h y protein bên c nh amoniac còn có l
ủ ạ ượ ữ ng sulfur. Nh ng
ồ ừ ấ ứ ư ư ỳ ắ ch t này b t ngu n t các acid amin ch a l u hu nh nh cystine, cysteine,
ế ợ ủ ạ ớ ướ methionine... khi k t h p v i nhau t o thành màu đen c a n ế ủ c và k t t a
ự ố ụ ẽ ẫ ắ l ng xu ng đáy sông l n trong bùn. S tích t ạ này s có h i cho ch t l ấ ượ ng
ườ ế môi tr ng trên tuy n sông .
ậ ế V. K t lu n
ườ ầ ơ ể ả ạ ạ ỏ Con ng ể i c n kho ng 20 lo i acid amin đ giúp c th kh e m nh và phát
ể ố ấ tri n t ứ ư t nh t. Trong đó methionine, cystine và cysteine là 3 acid amin ch a l u
ộ ố ấ ả ọ ỳ ử ạ ộ ủ ố hu nh quan tr ng giúp s n xu t m t s phân t duy trì ho t đ ng s ng c a con
ườ ể ự ổ ợ ượ ư ng i. Vì cysteine có th t t ng h p đ c, nh ng methionine thì không, nên
ể ả ư ị ứ ự ầ ẩ ổ chúng ta c n b sung th c ph m nh th t, cá và tr ng đ đ m b o l ả ượ ng
ầ ủ ơ ể ộ ứ ỏ ố ể methionine luôn đ y đ , c th phát tri n và nó m t s c kh e t t.
Ả
Ệ
TÀI LI U THAM KH O 1. https://vi.wikipedia.org/wiki/Methionin
2. https://en.wikipedia.org/wiki/Cysteine
3. http://vitaminstuff.com/aminoacidcystine.html
4. http://vitaminstuff.com/methionine.html
6. https://en.wikipedia.org/wiki/Serine#/media/File:Cysteine_biosynthesis.svg
5. https://en.wikipedia.org/wiki/Cystine
ệ ọ ọ ỹ ậ 7. Lê Ng c Tú (1997), Hóa Sinh Công Nghi p ,NXB Khoa h c và K thu t
ộ ố và m t s trang khác.

