Cấu trúc, cơ chế tổng hợp, chức năng của prôtêin

Cấu trúc, cơ chế tổng hợp, chức năng của prôtêin, tính đặc trưng và đa dạng của prôtêin
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cấu trúc, cơ chế tổng hợp, chức năng của prôtêinCấu trúc, cơ chế tổng hợp,chức năng của prôtêin, tínhđặc trưng và đa dạng củaprôtêin1. Cấu trúc của prôtêina) Cấu trúc hoá học:- Là hợp chất hữu cơ gồm 4 nguyên tốcơ bản C, H, O, N thường có thêm S va`đôi lúc có P.- Thuộc loại đại phân tử, phân tử lớnnhất dài 0,1 micromet, phân tử lượng cóthể đạt tới 1,5 triệu đ.v.C.- Thuộc loại đa phân tử, đơn phân làcác axit amin.- Có hơn 20 loại axit amin khác nhau tạonên các prôtêin, mỗi axit amin có 3thành phần: gốc cacbon (R), nhóm amin(-NH2) và nhóm cacbôxil (-COOH),chúng khác nhau bởi gốc R. Mỗi axitamin có kích thước trung bình 3Å .- Trên phân tử các axit amin liên kết vớinhau bằng các liên kết peptit tạo nênchuỗi pôlipeptit. Liên kết peptit được tạothành do nhóm cacbôxil của axit aminnày liên kết với nhóm amin của axitamin tiếp theo và giải phóng 1 phân tửnước. Mỗi phân tử prôtêin có thể gồm 1hay nhiều chuỗi pôlipeptit cùng loại haykhác loại.- Từ 20 loại axit amin kết hợp với nhautheo những cách khác nhau tạo nên vôsố loại prôtêin khác nhau (trong các cơthể động vật, thực vật ước tính cókhoảng 1014 – 1015 loại prôtêin). Mỗi loạiprôtêin đặc trưng bởi số lượng, thànhphần và trình tự sắp xếp các axit amintrong phân tử. Điều đó giải thích tại saotrong thiên nhiên các prôtêin vừa rất đadạng, lại vừa mang tính chất đặc thù.b) Cấu trúc không gianPrôtêin có 4 bậc cấu trúc cơ bản.- Cấu trúc bậc 1: do các axit amin liênkết với nhau bằng liên kết peptit, đứng ởđầu mạch pôlipeptit là nhóm amin, cuốimạch là nhóm cacboxyl.- Cấu trúc bậc 2: có dạng xoắn trái, kiểuchuỗi anpha, chiều cao một vòng xoắn5,4Å với 3,7 axit amin / 1 vòng xoắn cònở chuỗi bêta mỗi vòng xoắn lại có 5,1axit amin. Có những prôtêin không cócấu trúc xoắn hoặc chỉ cuộn xoắn ở mộtphần của pôlipeptit.- Cấu trúc bậc 3: Là hình dạng của phântử prôtêin trong không gian ba chiều, doxoắn cấp 2 cuốn theo kiểu đặc trưngcho mỗi loại prôtêin, tạo thành nhữngkhối hình cầu.- Cấu trúc bậc 4: Là những prôtêin gồm2 hoặc nhiều chuỗi pôlipeptit kết hợp vớinhau. Ví dụ, phân tử hêmôglôbin gồm 2chuỗi anpha và 2 chuỗi bêta, mỗi chuỗichứa một nhân hem với một nguyên tửFe.2. Cơ chế tổng hợp prôtêin.Gồm 2 giai đoạn:Giai đoạn 1: Tổng hợp ARN để chuyểnthông tin di truyền từ gen sang sảnphẩm prôtêin (xem phần tổng hợp ARN)Giai đoạn 2: Tổng hợp prôtêin ở tế bàochất gồm 4 bước cơ bản+ Bước 1: Hoạt hoá axit amin. Các axitamin tự do có trong bào chất được hoạthoá nhờ gắn với hợp chất giàu nănglượng ađenôzintriphôtphat (ATP) dướitác dụng của một số loại enzim. Sau đó,nhờ một loại enzim đặc hiệu khác, axitamin đã được hoạt hoá lại liên kết vớitARN tương ứng để tạo nên phức hợpaxit amin – tARN (aa – tARN).+ Bước 2: Mở đầu chuỗi pôlipeptit có sựtham gia của ribôxôm , bộ ba mở đầuAUG, tARN axit amin mở đầu tiến vàoribôxôm đối mã của nó khớp với mã mởđầu trên mARN theo NTBS. Kết thúcgiai đoạn mở đầu+ Bước 3: Kéo dài chuỗi pôlipeptit, tARNvận chuyển axit amin thứ nhất tiến vàoribôxôm đối mã của nó khớp với mã mởđầu của mARN theo nguyên tắc bổsung. aa1 – tARN tới vị trí bên cạnh, đốimã của nó khớp với mã của axit aminthứ nhất trên mARN theo nguyên tắc bổsung. Enzim xúc tác tạo thành liên kếtpeptit giữa axit amin mở đầu và axitamin thứ nhất. Ribôxôm dịch chuyển đimột bộ ba trên mARN (sự chuyển vị)làm cho tARN mở đầu rời khỏi ribôxôm.Tiếp đó, aa2 – tARN tiến vào ribôxôm,đối mã của nó khớp với mã của axitamin thứ hai trên mARN theo nguyêntắc bổ sung.Liên kết peptit giữa aa1 và aa2 đượctạo thành. Sự chuyển vị lại xảy ra, và cứtiếp tục như vậy cho đến khi ribôxômtiếp xúc với bộ ba tiếp giáp với bộ ba kếtthúc phân tử chuỗi polipeptit lúc này cócấu trúcaaMĐ – aa1 – aa2 ... aan vẫn còn gắnvới tARN axit amin thứ n.+ Bước 4: Kết thúc chuỗi pôlipeptit,Ribôxôm chuyển dịch sang bộ ba kếtthúc lúc này ngừng quá trình dịch mã 2tiểu phần của ribôxôm tách nhau ratARN, axit amin cuối cùng được táchkhỏi chuỗi polipeptit. Một enzim khácloại bỏ axit amin mở đầu giải phóngchuỗi pôlipeptit.Cần lưu ý trên mỗi mARN cùng lúc cóthể có nhiều ribôxôm trượt qua vớikhoảng cách là 51Å ® 102Å. Nghĩa làtrên mỗi mARN có thể tổng hợp nhiềuprôtêin cùng loại.Sự tổng hợp prôtêin góp phần đảm bảocho prôtêin thực hiện chức năng biểuhiện tính trạng và cung cấp nguyên liệucấu tạo nên các bào quan va` đảm nhậnnhiều chức năng khác nhau.3. Chức năng của prôtêin- Là thành phần cấu tạo chủ yếu chấtnguyên sinh, hợp phần quan trọng xâydựng nên các bào quan, màng sinhchất...cấu trúc đa dạng của prôtêin quyđịnh mọi đặc điểm, hình thái, giải phẫucủa cơ thể:- Tạo nên các enzim xúc tác các phảnứng sinh hoá. Nay đã biết khoảng 3.500loại enzim. Mỗi loại tham gia một phảnứng xác định.- Tạo nên các hoocmôn có chức năngđiều hoà quá trình trao đổi chất trong tếbào, cơ thể.- Hình thành các kháng thể, có chứcnăng bảo vệ cơ thể chống lại các vikhuẩn gây bệnh.- Tham gia vào chức năng vận ...