Chương 3: CÁC CHẤT HỮU CƠ (phần 3)

3.3. Protein 3.3.1. Acid amin - đơn vị cấu trúc protein Thành phần cấu tạo nên protein là các acid amin. Acid min là hợp chất hữu cơ chứa 2 nhóm cơ bản: amin (NH ) và cacboxyl (COOH) với công thức cấu tạo tổng2quát là: H N - CH - COOH2Các Aa được phân biệt nhau bởi gốc R. Trong protein có 20 loại acid amin khác nhau. Do trong phân tử Aa có chứa nguyên tử Cα bất đổi nên tồn tại 2 dạng đồng phân lập thể: H2N - CH - COOH HOOC - CH - NH2...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 3: CÁC CHẤT HỮU CƠ (phần 3) Chương 3: CÁC CHẤT HỮU CƠ (phần 3) 3.3. Protein3.3.1. Acid amin - đơn vị cấu trúc proteinThành phần cấu tạo nên protein là các acid amin. Acid min là hợp chất hữu cơchứa 2 nhóm cơ bản: amin (NH ) và cacboxyl (COOH) với công thức cấu tạo tổng 2quát là: H N - CH - COOH 2Các Aa được phân biệt nhau bởi gốc R. Trong protein có 20 loại acid amin khácnhau.Do trong phân tử Aa có chứa nguyên tử Cα bất đổi nên tồn tại 2 dạng đồng phân lậpthể:H2N - CH - COOH HOOC - CH - NH2L.acid amin D.acid amin Trong 2 dạng trên chỉ có dạng L.acid amin mới tham gia cấu tạo protein còndạng D.acid amin chỉ tồn tại tự do trong tế bào. 3.3.2. Cấu tạo protein 3.3.2.1. Cấu tạo protein bậc I Từ các acid amin, nhờ liên kết peptid nối chúng lại với nhau tạo nên chuỗipolypeptid:Chuỗi polypeptid là cơ sở cấu trúc bậc I của protein. Tuy nhiên, không phải mọichuỗi polypeptid đều là protein bậc I. Nhiều chuỗi polypeptid chỉ tồn tại ở dạng tựdo trong tế bào mà không tạo nên phân tử protein. Những chuỗi polypeptid có trậttự acid amin xác định thì mới hình thành phân tử protein. Người ta xem cấu tạo bậcI của protein là trật tự các acid amin có trong chuỗi polypeptid. Thứ tự các acidamin trong chuỗi có vai trò quan trọng vì là cơ sở cho việc hình thành cấu trúckhông gian của protein và từ đó qui định đặc tính của protein. Phân tử protein ở bậc I chưa có hoạt tính sinh học vì chưa hình thành nên cáctrung tâm hoạt động. Phân tử protein ở cấu trúc bậc I chỉ mang tính đặc thù vềthành phần acid amin, trật tự các acid amin trong chuỗi. Trong tế bào protein thường tồn tại ở các bậc cấu trúc không gian. Sau khichuỗi polypeptid - protein bậc I được tổng hợp tại ribosome, nó rời khỏi ribosomevà hình thành cấu trúc không gian (bậc II, III, IV) rồi mới di chuyển đến nơi sửdụng thực hiện chức năng của nó. 3.3.2.2. Cấu tạo protein bậc II Từ cấu trúc mạch thẳng của protein (cấu trúc bậc I), hình thành các liên kếtnội phân tử, đó là liên kết hyđro làm cho chuỗi mạch thẳng cuộn xoắn lại tạo nêncấu trúc bậc II của protein. Cấu trúc bậc II của protein là kiểu cấu trúc không gianba chiều. Sở dĩ chuỗi polypeptid có thể cuộn xoắn lại được là do trong các liên kết trênchuỗi polypeptid thì liên kết peptid (C - N) là liên kết bền vững, còn các liên kếtxung quanh nó (Cα - C) (Cα - N) là liên kết yếu có thể quay quanh trục của liên kếtpeptid:----- N Cα C N Cα C ----HRHR Liên kết 1: liên kết peptid là liên kết bền vững.Liên kết 2: liên kết Cα - C là liên kết yếu.Liên kết 3: liên kết Cα - N là liên kết yếu.Do các liên kết (Cα - C) (Cα - N) có thể quay quanh liên kết peptid (C - N) nênchuỗi polypeptid có thể cuộn xoắn lại tạo cấu trúc bậc II của protein. Có nhiều kiểu cấu trúc protein bậc II khác nhau, phổ biến nhất là xoắn α, gấpnếp β, xoắn colagen. * Xoắn α. Trong kiểu xoắn này, chuỗi polypeptid xoắn lại theo kiểu xoắn ốc. oMỗi vòng xoắn có 3,6Aa, khoảng cách giữa 2 Aa là 1,5 A . Vậy chiều dài một ovòng xoắn là 5,4 A . Các Aa liên kết với nhau bằng liên kết hyđro để tạo sự xoắn. Cấu trúc protein bậc II dạng xoắn lò xo do nhiều liên kết hyđro tạo nên,nhưng năng lượng của mỗi liên kết rất nhỏ nên xoắn α có thể được kéo dài ra hayco ngắn lại như 1 chiếc lò xo. Tính chất này cho phép giải thích khả năng đàn hồicao của các protein hình sợi dạng lò xo. Cấu trúc bậc II dạng xoắn α là cơ sở hình thành cấu trúc protein hình cầu hayhình sợi xoắn.* Gấp nếp β. Từ 2 đến nhiều chuỗi polypeptid có thể hình thành cấu trúc bậc IItheo dạng gấp nếp β. Trước hết, từng chuỗi tự gấp nếp theo dạng cấu trúc lượnsóng nhờ sự linh động của các liên kết (Cα - C) và (Cα - N) trong chuỗi polypeptid.Sau đó, giữa 2 12 chuỗi gần nhau hình thành liên kết hydro: nhóm CO của chuỗinày liên kết với nhón NH của chuỗi kia tạo nên một thể thống nhất. Cấu trúc protein theo dạng gấp nếp β cho phép phân tử có thể gấp lại ở bất kỳvị trí nào trong chuỗi, nhưng nếu kéo căng ra dễ dàng bị đứt. protein bậc II theodạng gấp nếp β là cơ sở tạo nên phân tử protein dạng sợi như fibrion. * Xoắn colagen. Cấu trúc bậc II theo dạng xoắn colagen chỉ có ở loại proteincolagen. Đây là dạng xoắn α đặc biệt. Từ 3 chuỗi polypeptid ở dạng xoắn α, chúnglại xoắn vào với nhau tạo nên sợi siêu xoắn - xoắn cấp 2. Cấu trúc bậc II của protein là sự chuyển giao giữa cấu trúc mạch thẳng (bậc I)sang cấu trúc không gian. Protein ở dạng cấu trúc bậc II chưa hình thành các tâmhoạt động nên chưa có hoạt tính sinh học. Bởi vậy, các protein chức năng (proteinenzyme, protein vận chuyển...) không tồn tại ở dạng bậc II này. Chỉ có một sốprotein cấu trúc mới tồn tại ở cấu trúc bậc II như protein vắt qua màng, p ...