Nhập môn công nghệ sinh học - Chương 5

Chương 5. Công nghệ Protein và enzyme - Cấu trúc Protein: Cấu trúc bậc một trình tự các amino acid thành phần của chuỗi polypeptide; Cấu trúc bậc hai sự sắp xếp của các amino acid trong chuỗi polypeptide ở dạng mạch thẳng ngư xoắn α và chuỗi β; ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nhập môn công nghệ sinh học - Chương 5 CHÖÔNG VCOÂNG NGHEÄ PROTEIN VAØ ENZYMEI. CAÁU TRUÙC PROTEINII. CAÙC PROTEIN TRÒ LIEÄUIII. CAÙC ENZYME COÂNG NGHIEÄPIV. COÁ ÑÒNH ENZYME VAØ TEÁ BAØOV. BIOSENSOR (CAÛM BIEÁN SINHHOÏC) Caáu truùc Protein• Protein: chuoãi caùc amino acid noái vôùi nhau baèng caàu noái peptide• Caùc Amino Acid: –Phaân cöïc: coù nhöõng vuøng tích ñieän aâm vaø döông –Nhoùm C=O (carboxyl) töï do, chaát nhaän caàu noái hydro –Nhoùm NH (amin) töï do, chaát cho caàu noái hydro• Caùc Amino acid khaùc nhau ôû goác R coù theå ñöôïc chia laøm 3 loaïi: –Kò nöôùc: Alanine(A), Valine(V), phenylalanine (Y), Proline (P), Methionine (M), isoleucine (I) vaø Leucine(L) –Tích ñieän: partic acid (D), Glutamic Acid (E), Lysine (K), Arginine (R) –Phaân cöïc: Serine (S), Theronine (T), Tyrosine (Y); Histidine (H), Cysteine (C), Asparagine (N), Glutamine (Q), Tryptophan (W)• Nhieàu caáu hình coù theå taïo ra do söï quay cuûa caùc phaân töû xung quanh Carbon alpha (Cα)• Caáu hình amino acid thay ñoåi seõ daãn ñeán söï thay ñoåi trong caáu truùc baäc ba cuûa protein Caáu truùc Protein• Caáu truùc baäc moät: trình töï caùc amino acid thaønh phaàn cuûa chuoãi polypeptide• Caáu truùc baäc hai: söï saéép xeáp cuûa caùc amino acid trong chuoãi polypeptide ôû daïng maïch thaúng nhö: xoaén α vaø chuoãi β• Caáu truùc baäc 3: söï saép xeáp trong khoâng gian 3 chieàu cuûa caùc amino acid, taùc ñoäng vôùi nhau do söï phaân cöïc vaø söï töông taùc vôùi caùc chuoãi beân.• Caáu truùc baäc 4: laø söï saép xeáp toång theå trong khoâng gian cuûa caùc tieåu phaàn trong moät protein maø caáu thaønh töø hai hay nhieàu chuoãi polypeptide Xoaén α •- Treân beà maët cuûa caùc loõi protein - Maët trong goàm caùc amino acid kò nöôùc - Maët ngoøai laø caùc amino acid öa nöôùc va töông taùc vôùi moâ tröôøngCaàu noái hydro ñöôïc hình thaønh giöõa moãi 4 vò trí aminoacidMoät voøng xoaén töông ñöông vôùi khoaûng 3,6 amino acid.Chieàu daøi trung bình cuûa moät daûi xoaén laø 10 aminoacid vôùi khoaûng 3 voøng xoaén.Chieàu daøi thay ñoåi töø 5 ñeán 40 amino acid Phieán β a) -Ñieåm ñaàu muõi teân chæ höôùng ñaàu taän cuøng C cuûa polypeptide, chia thaønh 3 loïai: Goàm caùc chuoãi β xeáp laïi vôùi nhau vôùi soá löôïng caùc caàu noái Hydro toái ña Cuøng chieàu: phieán parallel Ngöôïc chieàu: anti parallel Hoãn hôïp. 2. Söï oåån ñònh vaø gaáp cuoän• Trình töï amino acid khoâng ñuû ñaûm baûo cho polypeptide taïo daïng hình coù tính ñaëc hieäu cao ñeå ñaùp öùng ñuùng chöùc naêng cuûa noù.• Nhoùm caùc protein chaperone giuùp caùc polypeptide gaáp cuoän ñuùng daïng hình khoâng gian ba chieàu coù ñuû hoaït tính sinh hoïc vaø moät soá enzyme nhö disulfide isomerase giuùp taïo caàu noái disulfide.• Caùc protein gaáp cuoän khoâng ñuùng coù theå gaây ra beänh nhö Alzheimer, chöùng xô nang, nhieàu caên beänh ung thö … laø keát quûa cuûa söï gaáp neáp sai.• Caùc enzyme peptidyl prolyl isomerase vaø caùc enzyme protein disulfide isomerase cuõng tham gia vaøo vieäc gaáp cuoän chính xaùc vaø höõu hieäu cuûa nhieàu protein in vivo.3. Caùc bieán ñoåi sau dòch maõ• Söï caét xeùn bôûi protease Ví duï, caùc enzyme tieâu hoaù nhö trypsin, chymotrypsin vaø pepsin.• Glycosyl hoùa : gaén theâm caùc goác hoaëc chuoãi ñöôøng. Thöôøng gaëp ôû caùc protein maøng hoaëc caùc protein ngoaïi baøo ôû Eukaryotae. Glycosyl hoaù coù nhieàu chöùc naêng : tröïc tieáp laøm trung gian cho caùc hieäu öùng sinh hoïc cuûa moät soá protein (hCG vaø erythropoetin), ñònh höôùng muïc tieâu (caùc enzyme cuûa lysosome), nhaän bieát (caùc thuï theå), oån ñònh caáu truùc, thay ñoåi ñoä hoøa tan, taêng baùn chu kì toàn taïi cuûa phaân töû.•• – Phosphoryl hoùa : gaén theâm nhoùm phosphate vaøo protein, maø chaát cho chuû yeáu laø ATP. Quaù trình coù theå thuaän nghòch nhôø heä thoáng 2 enzyme : kinase vaø phosphatase. Noù• laøm thay ñoåi hoaït tính sinh hoïc hoaëc tính chaát hoùa lyù cuûa polypeptide.• Ngoaøi ra, coù nhieàu kieåu bieán ñoåi sau dòch maõ khaùc nhö acetyl hoùa (acetylation), acyl hoùa (acylation), amid hoùa (amidation), sulfate hoù ...