Cấu trúc cơ chế tổng hợp chức năng, tính đặ trưng và đa dạng của protein

Là hợp chất hữu cơ gồm 4 nguyên tố cơ bản C, H, O, N thường có thêm S va` đôi lúc có P. - Thuộc loại đại phân tử, phân tử lớn nhất dài 0,1 micromet, phân tử lượng có thể đạt tới 1,5 triệu đ.v.C. - Thuộc loại đa phân tử, đơn phân là các axit amin. - Có hơn 20 loại axit amin khác nhau tạo nên các prôtêin, mỗi axit amin có 3 thành phần: gốc cacbon (R), nhóm amin (-NH2) và nhóm cacbôxil (-COOH), chúng khác nhau bởi gốc R. Mỗi axit amin có...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cấu trúc cơ chế tổng hợp chức năng, tính đặ trưng và đa dạng của protein Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.CẤU TRÚC, CƠ CHẾ TỔNG HỢP, CHỨC NĂNG CỦA PRÔTÊIN, TÍNH ĐẶC TRƯNG VÀ ĐA DẠNG CỦAPRÔTÊIN1. Cấu trúc của prôtêina) Cấu trúc hoá học:- Là hợp chất hữu cơ gồm 4 nguyên tố cơ bản C, H, O, N thường có thêm S va` đôi lúc có P.- Thuộc loại đại phân tử, phân tử lớn nhất dài 0,1 micromet, phân tử lượng có thể đạt tới 1,5 triệu đ.v.C.- Thuộc loại đa phân tử, đơn phân là các axit amin.- Có hơn 20 loại axit amin khác nhau tạo nên các prôtêin, mỗi axit amin có 3 thành phần: gốc cacbon (R),nhóm amin (-NH2) và nhóm cacbôxil (-COOH), chúng khác nhau bởi gốc R. Mỗi axit amin có kích thướctrung bình 3Å .- Trên phân tử các axit amin liên kết với nhau bằng các liên kết peptit tạo nên chuỗi pôlipeptit. Liên kết peptitđược tạo thành do nhóm cacbôxil của axit amin này liên kết với nhóm amin của axit amin tiếp theo và giảiphóng 1 phân tử nước. Mỗi phân tử prôtêin có thể gồm 1 hay nhiều chuỗi pôlipeptit cùng loại hay khác loại.- Từ 20 loại axit amin kết hợp với nhau theo những cách khác nhau tạo nên vô số loại prôtêin khác nhau(trong các cơ thể động vật, thực vật ước tính có khoảng 1014 – 1015 loại prôtêin). Mỗi loại prôtêin đặc trưngbởi số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các axit amin trong phân tử. Điều đó giải thích tại sao trongthiên nhiên các prôtêin vừa rất đa dạng, 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 liên kết với nhau bằng liên kết peptit, đứng ở đầu mạch pôlipeptit là nhómamin, cuối mạch là nhóm cacboxyl.- Cấu trúc bậc 2: có dạng xoắn trái, kiểu chuỗi anpha, chiều cao một vòng xoắn 5,4Å với 3,7 axit amin / 1vòng xoắn còn ở chuỗi bêta mỗi vòng xoắn lại có 5,1 axit amin. Có những prôtêin không có cấu trúc xoắnhoặc chỉ cuộn xoắn ở một phần của pôlipeptit.- Cấu trúc bậc 3: Là hình dạng của phân tử prôtêin trong không gian ba chiều, do xoắn cấp 2 cuốn theo kiểuđặc trưng cho mỗi loại prôtêin, tạo thành những khối hình cầu.- Cấu trúc bậc 4: Là những prôtêin gồm 2 hoặc nhiều chuỗi pôlipeptit kết hợp với nhau. Ví dụ, phân tửhêmôglôbin gồm 2 chuỗi anpha và 2 chuỗi bêta, mỗi chuỗi chứa một nhân hem với một nguyên tử Fe.2. Cơ chế tổng hợp prôtêin.Gồm 2 giai đoạn:Giai đoạn 1: Tổng hợp ARN để chuyển thông tin di truyền từ gen sang sản phẩm prôtêin (xem phần tổnghợp ARN)Giai đoạn 2: Tổng hợp prôtêin ở tế bào chất gồm 4 bước cơ bản Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.+ Bước 1: Hoạt hoá axit amin. Các axit amin tự do có trong bào chất được hoạt hoá nhờ gắn với hợp chấtgiàu năng lượng ađenôzintriphôtphat (ATP) dưới tác dụng của một số loại enzim. Sau đó, nhờ một loạienzim đặc hiệu khác, axit amin đã được hoạt hoá lại liên kết với tARN tương ứng để tạo nên phức hợp axitamin – tARN (aa – tARN).+ Bước 2: Mở đầu chuỗi pôlipeptit có sự tham gia của ribôxôm , bộ ba mở đầu AUG, tARN axit amin mởđầu tiến vào ribôxôm đối mã của nó khớp với mã mở đầu trên mARN theo NTBS. Kết thúc giai đoạn mở đầu+ Bước 3: Kéo dài chuỗi pôlipeptit, tARN vận chuyển axit amin thứ nhất tiến vào ribôxôm đối mã của nókhớp với mã mở đầu của mARN theo nguyên tắc bổ sung. aa1 – tARN tới vị trí bên cạnh, đối mã của nókhớp với mã của axit amin thứ nhất trên mARN theo nguyên tắc bổ sung. Enzim xúc tác tạo thành liên kếtpeptit giữa axit amin mở đầu và axit amin thứ nhất. Ribôxôm dịch chuyển đi một bộ ba trên mARN (sựchuyển vị) làm cho tARN mở đầu rời khỏi ribôxôm. Tiếp đó, aa2 – tARN tiến vào ribôxôm, đối mã của nókhớp với mã của axit amin thứ hai trên mARN theo nguyên tắc bổ sung.Liên kết peptit giữa aa1 và aa2 được tạo thành. Sự chuyển vị lại xảy ra, và cứ tiếp tục như vậy cho đến khiribôxôm tiếp xúc với bộ ba tiếp giáp với bộ ba kết thúc phân tử chuỗi polipeptit lúc này có cấu trúcaaMĐ – aa1 – aa2 ... aan vẫn còn gắn với tARN axit amin thứ n.+ Bước 4: Kết thúc chuỗi pôlipeptit, Ribôxôm chuyển dịch sang bộ ba kết thúc lúc này ngừng quá trình dịchmã 2 tiểu phần của ribôxôm tách nhau ra tARN, axit amin cuối cùng được tách khỏi chuỗi polipeptit. Mộtenzim khác loại bỏ axit amin mở đầu giải phóng chuỗi pôlipeptit.Cần lưu ý trên mỗi mARN cùng lúc có thể có nhiều ribôxôm trượt qua với khoảng cách là 51Å --> 102Å.Nghĩa là trên mỗi mARN có thể tổng hợp nhiều prôtêin cùng loại.Sự tổng hợp prôtêin góp phần đảm bảo cho prôtêin thực hiện chức năng biểu hiện tính trạng và cung cấpnguyên liệu cấu tạo nên các bào quan va` đảm nhận nhiều chức năng khác nhau.3. Chức năng của prôtêin- Là thành phần cấu tạo chủ yếu chất nguyên sinh, hợp phần quan trọng xây dựng nên các bào quan, màngsinh chất...cấu trúc đa dạng của prôtêin quy định mọi đặc điểm, hình thái, giải phẫu của cơ thể:- Tạo nên các enzim xúc tác các phản ứng sinh hoá. Nay đã biết khoảng 3.500 loại enzim. Mỗi loại tham giamột phản ứng xác định.- Tạo nên các hoocmôn có chức năng điều hoà quá trình trao đổi chất trong tế bào, cơ thể.- Hình thành các kháng thể, có chức năng bảo vệ cơ thể chống lại các vi khuẩn gây bệnh.- Tham gia vào chức năng vận động của tế bào và cơ thể.- Phân giải prôtêin tạo năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống của tế bào và cơ thể.Tóm lại, prôtêin đảm nhận nhiều chức năng liên quan đến toàn bộ hoạt động sống của tế bào, quy định tínhtrạng của cơ thể sống.4. Tính đặc trưng và tính đa dạng của prôtêin- Prôtêin đặc trưng bởi số lượng thành phần, trình tự phân bố các axit amin trong từng chuỗi pôlipeptit. Vìvậy, từ 20 loại axit amin đã tạo nên 1014 – 1015 loại prôtêin rất đặc trưng va` đa dạng cho mỗi loài sinh vật. ...