Cấu trúc hoá học cua protein

Tham khảo tài liệu cấu trúc hoá học cua protein, tài liệu phổ thông, hóa học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cấu trúc hoá học cua proteinCấu trúc hoá học-Là hợp chất hữu cơ gồm 4 nguyên tố cơ bản C, H, O, N thường có thêm S và đôilúc có P.-Thuộc loại đại phân tử, phân tử lớn nhất dài 0,1 micromet, phân tử lượng có thểđạt 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 thànhphần: gốc cacbon (R), nhóm amin (-NH2) và nhóm carboxyl (-COOH), chúng khácnhau bởi gốc R. Mỗi axit amin có kích thước trung bình 3Å .-Trên phân tử các axit amin liên kết với nhau bằng các liên kết peptit tạo nên chuỗipôlipeptit. Liên kết peptit được tạo thành do nhóm carboxyl của axit amin này liênkết với nhóm amin của axit amin tiếp theo và giải phóng 1 phân tử nước. Mỗi phântử prôtêin có thể gồm 1 hay nhiều chuỗi pôlipeptit cùng loại.-Từ 20 loại axit amin kết hợp với nhau theo những cách khác nhau tạo nên vô sốloại prôtêin khác nhau (trong các cơ thể động vật, thực vật ước tính có khoảng 1014– 1015 loại prôtêin). Mỗi loại prôtêin đặc trưng bởi số lượng, thành phần và trình tựsắp xếp các axit amin trong phân tử. Điều đó giải thích tại sao trong thiên nhiên cácprôtêin vừa rất đa dạng, lại vừa mang tính chất đặc thù.[sửa]Cấu trúc không gian của proteinPrôtêin có 4 bậc cấu trúc cơ bản:oCấu trúc bậc một: Các axit amin nối với nhau bởi liên kết peptit hình thành nênchuỗi polypepetide. Đầu mạch polypeptide là nhóm amin của axit amin thứ nhất vàcuối mạch là nhóm cacboxyl của axit amin cuối cùng. Cấu trúc bậc một của proteinthực chất là trình tự sắp xếp của các axit amin trên chuỗi polypeptide. Cấu trúc bậcmột của protein có vai trò tối quan trọng vì trình tự các axit amin trên chuỗipolypeptide sẽ thể hiện tương tác giữa các phần trong chuỗi polypeptide, từ đó tạonên hình dạng lập thể của protein và do đó quyết định tính chất cũng như vai tròcủa protein. Sự sai lệch trong trình tự sắp xếp của các axit amin có thể dẫn đến sựbiến đổi cấu trúc và tính chất của protein.oCấu trúc bậc hai: 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 αvà cấu trúc nếp gấp β, được cố định bởi các liên kết hyđro giữa những axit amin ởgần 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.oCấu trúc bậc ba: Các xoắn α và phiến gấp nếp β có thể cuộn lại với nhau thànhtừng búi có hình dạng lập thể đặc trưng cho từng loại protein. Cấu trúc không giannày có vai trò quyết định đối với hoạt tính và chức năng của protein. Cấu trúc nàylại đặc biệt phụ thuộc vào tính chất của nhóm -R trong các mạch polypeptide.Chẳng hạn nhóm -R của cystein có khả năng tạo cầu đisulfur (-S-S-), nhóm -R củaprolin 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 thìchui vào bên trong phân tử... Các liên kết yếu hơn như liên kết hyđro hay điện hóatrị có ở giữa các nhóm -R có điện tích trái dấu.oCấu trúc bậc bốn: Khi protein có nhiều chuỗi polypeptide phối hợp với nhau thìtạo nên cấu trúc bậc bốn của protein. Các chuỗi polypeptide liên kết với nhau nhờcác liên kết yếu như liên kết hyđro kết peptide giữa các acid amine tạo thành cấu[sửa]Liêntrúc bậc I của chuỗi polipeptide.Liên kết peptide (-CO-NH-) được tạo thành do phản ứng kết hợp giữa nhóm α –carboxyl của một acid amine này với nhóm α- amin của một acid amine khác, loại đi1 phân tử nước. Sơ đồ phản ứng như sau:Sản phẩm của phản ứng này là một dipeptide. Nếu 3, 4, 5 v.v. hoặc nhiều acidamine kết hợp với nhau, tạo thành các peptide có các tên tương ứng là tripeptide,tetrapeptide, pentapeptide v.v. và polipeptide.Phân tử protein được cấu tạo từ 20 L-α-acid amine các amid tương ứng.Một số peptide tự nhiên quan trọng:-Glutathione (tripeptide) : γ - glutamyl xistiein glyxin Liên kết peptideGlutathione có trong tất cả các cơ thể sống, tham gia các phản ứng oxi hóa khử.-Cacnoxin ( dipeptide) : β - alanine histidineCacnozin có nhiều trong cơ của động vật có xương sống (trừ một số loài cá), vai tròsinh học chưa được xác định rõ nhưng có thể tham gia các quá trình sinh hóa khi cơhoạt động.-Oxytocin và Vasopressin: là các notropeptide có cấu trúc có cấu trúc hóa học đượcbiết sớm nhất và cũng đã được tổng hợp hóa học. oxytocin và vasopressin gồm 9acid amine, trong phân tử có một cầu disulfua.Tầm quan trọng của việc xác định cấu trúc bậc I của phân tử protein-Là bước đầu tiên quan trọng để xác định cơ sở phân tử hoạt tính sinh học và tínhchất hóa lí của protein. Là dấu hiệu rõ nhất về sự sai khác giữa protein này vớiprotein khác.-Là cơ sở xác định cấu trúc không gian của phân tử protein. Từ những dẫn liệu vềcấu trúc bậc I, trên cơ sở những quy luật hình thành cấu trúc không gian protein ...