Bài giảng Sinh hóa đại cương (Sinh hóa tĩnh) - Phần 1 - Nguyễn Ngọc Châu

Nội dung text: Bài giảng Sinh hóa đại cương (Sinh hóa tĩnh) - Phần 1 - Nguyễn Ngọc Châu

1. HOCH2 1 6 H C O 2 C O H HO C H H 5 3 H 1 HO C H 4 C 4 C OH H C OH OH 5 OH 3 2 H C OH C C OH 6 H C OH H H H - D- MANOSE (pyran) 6 D- MANOSE HOC H2 OH H HOC H O H 6 5 OH O C 4 C 1 4 5 OH OH HO H C 3 C OH HO 3 2 1 H 2 H H H H H OH - D- MANOSE - D- MANOSE (furan) (pyran) HOCH2 1 6 H C O 2 C O H H C OH OH 5 3 H 1 HO C H 4 C 4 C OH H HO C H 5 H 3 2 H C OH C C OH 6 H C OH H OH H - D- GALACOSE (pyran) 6 D- GALACTOSE HOC H2 OH OH HOC H O H 5 6 4 H C 4 C 1 O OH 5 H H H C 3 C 2 OH HO 3 2 1 H H OH H OH - D- GALACTOSE H OH (furan) - D- GALACOSE (pyran) 11
2. H 1 H OH C 1 6 O 2 CH2OH C O HOCH2 3 HO C H C 5 C 2 4 H OH H C OH H 5 C 4 C OH H C OH 3 6 H C OH OH H H - D- FRUCTOSE (furan) D- FRUCTOSE 6 O OH HOCH2 C 5 C 2 H OH H C 4 C 3 CH2OH 1 OH H  - D- FRUCTOSE (furan) 3.2 – ĐƢỜNG NHỎ ( OLIGOSACCHARIDE ): 3.2.1/ Định nghĩa: Đường nhỏ là dạng glucide cấu tạo gồm 2 – 10 đơn vị đường đơn kết hợp lại bởi liên kết OSIDE, nó thường là chất trung gian, một vài dạng ( từ 2- 4 ) ở dạng tự do và có vị ngọt 3.2.2/ Liên kết oside: Liên kết oside là liên kết eter giữa nhóm OH oside của đường đơn này và các nhóm OH cuả đường đơn kế cận. 12
3. 1 1 1 1 H C OH H C OH H C OH H C OH 2 2 2 2 H C OH H C OH H C OH H C OH 3 3 3 3 H C OH H C OH H C OH H C OH 4 4 4 4 H C OH H C OH H C OH H C OH O O 5 O 5 5 O 5 H C H C H C H C 6 6 6 6 H C OH H C OH H C OH H C OH H H H H 1 1 1 1 H C O C H H C H C OH 2 2 2 2 H C OH HO C H H C OH HO C H 3 3 3 3 H C OH HO C H H C OH HO C H 4 4 4 4 H C OH HO C H H C OH O C H 5 O 5 O 5 O 5 O H C H C H C H C 6 6 6 6 H C OH HO C H H C OH HO C H H H H H LIEÂN KEÁT OSIDE 1 - 1 LIEÂN KEÁT OSIDE 1 - 4 Tùy theo vị trí của liên kết mà ta có: Liên kết 1-1. Liên kết 1-2. Liên kết 1-3. Liên kết 1-4 Liên kết 1-6 3.2.3/ Các loại đƣờng nhỏ thƣờng gặp ở sinh vật: 3.2.3.1/ Đƣờng đôi ( disaccharide): 13
4. - Maltose : ( 1α glucoside – 4 α glucose ) còn được gọi là mạch nha, sản phẩm trung gian của sự phân hủy tinh bột khi hạt nẩy mầm, thường dùng làm nguyên liệu lên men trong sản xuất bia. - Cellobiose (1β glucoside – 4 β glucose ): là thành phần cấu tạo của cellulose, là sản phẩm phân hủy chưa hoàn toàn cellulose. - Lactose (1β galactoside – 4 α glucose ): là thành phần đường sữa. - Gentiobiose (1β glucoside – 6 α glucose ): có trong nấm men. - Melibiose (1α galactoside – 6 α glucose ) : có trong củ cải đường ( phân hủy raffinose ). - Saccharose ( 1α glucoside – 2 β fructoside ): là thành phần chính của đường mía. - Trehalose ( α glucoside – α glucose ): có ở rong biển và nấm . 6 6 HOCH HOCH2 2 5 O 5 O 1 4 1 4 2 O 2 3 3 MALTOSE ( glucosid - 4 glucose) 6 6 HOCH2 HOCH2 5 O 5 O 1 4 1 O 4 2 2 3 3 CELLOBIOSE ( glucoside - 4 glucose) 14
5. 6 6 HOCH2 HOCH2 5 O 5 O 1 4 1 O 4 2 2 3 3 LACTOSE ( galactoside - 4 glucose) 6 6 HOCH2 CH2 O 5 O 5 O 1 4 1 4 2 2 3 3 GENTIOBIOSE ( glucoside - 6  glucose) 6 6 HOCH2 CH2 O O 5 O 5 1 4 1 4 2 2 3 3 MELIOBIOSE ( galactoside - 6 glucose) 15
6. 6 HOCH2 O 5 4 1 2 3 6 O HOCH2 O 5 2 4 3 CH2OH 1 SACCHAROSE ( glucoside - 2 fructoside) 3.2.3.2/ Đƣờng ba ( trisaccharide ). - Raffiniose (1-α-galactoside-6-α-glucoside-2-β-fructoside): là thành phần chính của củ cải đường, có nhiều ở hạt bông , lúa mì nẩy mầm, rỉ đường. 6 6 HOCH2 CH2 O O 5 O 5 1 4 1 4 2 2 3 3 6 O HOCH2 O 2 5 4 3 HOCH2 1 Raffinose (1- -galactoside-6- -glucoside-2--fructoside) 16
7. 3.2.3.3/ Đƣờng bốn ( tetrasaccharide ): - Stachyose (1-α-galactoside-6-α-galactoside-6-α-glucoside-2-β-fructoside ) có nhiều ở cây họ đậu. 6 6 6 HOCH CH2 2 O CH2 5 O O O 5 O 5 4 1 4 1 4 1 2 2 2 3 3 3 6 O HOCH2 O 2 5 4 3 HOCH 1 2 Stachyose (1- -galactoside-6- -galactoside-6- glucoside-2-- fructoside) 3.3 - ĐƢỜNG ĐA ( POLYSACCHARIDE ): cấu tạo gồm nhiều đường đơn kết hợp lại bằng liên kết oside, thường là thành phần cấu tạo và dự trữ . 3.3.1/ Các dạng đƣờng đa thƣờng gặp: Có 2 loại : Homopolysaccharide & Heteropolysaccharide. - Homopolysaccharide: cấu tạo bởi một loại monosaccharide. - Heteropolysaccharide: cấu tạo bởi nhiều loại monosaccharide. 3.3.1.1/Tinh bột (Amidon) : Cấu tạo bởi 2 thàmh phần : Amylose và Amylosepectine. - Amylose : là một chuổi dài không phân nhánh có từ 300 – 1000 đơn vị glucose kết hợp bởi liên kết oside α 1-4, khối lượng phân tử từ 10000 – 100000, có cấu trúc vòng xoắn 17
8. mỗi vòng xoắn là 6 đơn vị glucose và cho màu xanh với Iod. Amylose tan trong nước nóng (70 – 800C ) - Amylosepectine là một chuổi dài có phân nhánh, dây nhánh có từ 20 – 25 đơn vị glucose, dây nhánh gắn vào dây chánh bằng liên kết osid 1-6, cho màu đỏ ( tím đỏ ) với Iod. Amylosepectine thì không tan trong nước nóng Trong hạt tinh bột Amylose chiếm 10-30%, Amylosepectine chiếm 70-90%. 6 6 6 6 HOCH2 HOCH2 HOCH2 HOCH2 5 5 5 O O 5 O O 1 1 4 1 4 4 1 4 2 2 2 2 O O 3 3 3 O 3 6 6 HOCH2 HOCH2 5 O 5 O 4 1 4 1 O 2 2 O 3 O 3 n Amylose (1- -glucoside-4- -glucoside) n 18
9. HOCH2 HOCH2 5 O 5 O 4 4 1 1 2 2 O 3 O 3 O 6 6 6 6 HOCH HOCH2 HOCH2 2 CH2 5 5 5 O O 5 O O 4 4 4 1 4 1 1 1 2 2 2 2 O O 3 3 3 O 3 O 6 6 6 6 HOCH2 HOCH2 HOCH2 CH2 5 5 5 O O 5 O O 4 1 4 1 4 1 4 1 2 2 2 2 O O 3 3 3 O 3 n AMYLOSEPECTINE 3.3.1.2/ Glycogen: là một polysaccharide dự trữ ở động vật và người, phân tử glycogen có cấu tạo phân nhánh tương tự Amylosepectine nhưng mức độ phân nhánh nhiều hơn ( 10-18 đơn vị glucose thì có một nhánh ). Glycogen hòa tan trong nước nóng, cho màu tím đỏ hoặc đỏ nâu với Iod. 3.3.1.3/ Cellulose: là một chuổi dài ( khoảng 8000 ) glucose kết hợp bởi liên kết β 1-4 là thành phần chính của vách tế bào thực vật. 19
10. HOCH2 HOCH2 O O O 4 4 1 O 1 O n CELLULOSE ( 1--glucoside- 4-  - glucoside ) n 3.3.1.4/ Galactane: gồm nhiều galactose nối với nhau bởi liên kết 1-4 β, là một thành phần dự trữ. HOCH2 HOCH2 1 O O O O O 4 4 4 1 1 3 3 n GALACTANE(1-- galactoside-4-- galactoside )n 3.3.1.5/ Araban ( n arabinose ): gồm nhiều arabinose ở dạng furan liên kết bởi liên kết oside 1-5, ngoài ra mỗi arabinose còn liên kết với một gốc arabinose thứ hai bởi liên kết oside 1-3. 20
11. 3.3.1.6/ Xylan ( n xylose ) : nhiều xylose ở dạng pyran nối với nhau bằng liên kết 1-4. 3.3.1.7/ Hemicellulose : gồm có glucose, galactose, fructose, manose, arabinose, xylose. Tùy theo loài thực vật mà loại đường đơn nào đó chiếm ưu thế, nó có nhiều trong vỏ trấu, rơm . 3.3.1.8/ Agar- agar (n galactosepyranose ): có ở rong biển , chỉ tan ở nước nóng và đông lại khi nguội, nó gồm 2 thành phần là agarose và agarosepectine, agarose ( β- D&L galactose liên kết nhau bởi 1-4 hay 1-3 ) còn agarose pectine thì một số gốc galactose bị ester hóa bởi acid sulfuric. 3.3.1.9/ Inuline ( n fructose ) : hiện diện nhiều ở củ mẫu đơn. 1 O O O 4 4 1 O 1 O 3 2 3 2 CH2 CH2 5 5 5 n O O 4 1 3 2 HOCH2 5 ARABANE ( 1 - arabinoside -5- -arabinoside )n 21
12. HOCH2 HOCH2 1 O O O O O 4 4 4 1 1 O 3 3 3 n AGAROSE ( 1--galactoside- 4(3)-  - galactoside) n 1 O O O 4 1 4 O 1 O 4 3 n XYLANE(1-- xyloside- 4-- xyloside )n 3.3.1.10/ Pectine: có trong trái, củ đặc biệt là trong cùi trắng của trái bưởi, cam, chanh, cấu tạo bởi các acid α galacturonic kết hợp bởi liên kết 1-4 và một số được metyl hóa ở C6. 3.3.1.11/ Chitine: có ở nấm, cấu tạo bởi nhiều đơn vị N-acetylglucosamin dạng β nối nhau bởi nối 1-4. 22
13. COOH COOH O O 4 O 4 1 O 1 O n ACID PECTIC ( 1- -galacturonide- 4- - galacturonide ) n ( acid polygalacturonic) COOCH3 COOCH3 O O 4 O 4 1 O 1 O n ester metyl ACID PECTIC ( ester metyl galacturonide ) n ( polygalacturonatmetyl) HOCH2 HOCH2 1 O O O 4 1 4 O 1 O 4 3 H3CONH H3CONH n CHITINE (1-- acetylglucosamin- 4-- acetylglucosamin )n 4 – Tính chất: 4.1/ Tính khử: Sự hiện diện của nhóm C=O trong công thức cấu tạo làm cho glucide có tính khử, tấi cả đường đơn đều thể hiện tính khử. Khi khử thì glucide bị oxyd hóa thành acid, nếu bị 23
14. oxyd hóa đầu CHO thì tạo thành acid aldonic, còn nếu bị oxyd hóa đầu OH thì tạo thành acid uronic. CHO COOH H OH H OH H OH H OH (O) H OH H OH H OH H OH CH2OH CH2OH Acid aldonic CHO H OH H OH H OH H OH COOH Acid uronic 4.2/ Tính chất của rượu đa: 4.2.1/ Polyester: Glucide có nhiều nhóm OH nên sẽ tạo polyester với acid tại C 2, 3, 4 ,5, 6. Thường người ta cho glucid phản ứng với acid acetic tạo nên các acetate không tan trong nước. dựa vào tính chất này để ly trích các glucide ra khỏi dung dịch. 4.2.2/ Polyether: Glucide có nhiều nhóm OH nên sẽ tạo polyether với rượu tại C 1, 2, 3, 4, 5, 6. nếu ether hóa tại nhóm OH osid thì tạo nên sản phẩm gọi là glycoside,nhóm rượu liên kết trong sản phẩm này gọi là aglycon. 4.2.3/ Tạo thành tinh thể: Nhóm C=O có thể tạo phản ứng thế với một baz N như hydrazine ( H2N – NH2 ) để tạo osazone có cấu tạo tinh thể đặc trưng cho từng loại monosaccharide. 24
15. PROTEINE 1 - GIỚI THIỆU CHUNG : Proteine là thành phần cấu tạo chính của các mô động vật ( 40 – 50% trọng lượng khô ), ở thực vật ( 5 -15% trọng lượng khô ) , chất dự trữ ở một số loài thực vật như hạt đậu nành ( 25 – 35% ). Là một thành phần không thể thiếu trong sinh vật sống nên Proteine có nhiều chức năng quan trọng và nhiều đặc điểm như: - Đa dạng về cấu tạo. - Tính đặc hiệu về loài rất cao. - Có hoạt tính sinh học . Proteine có những chức năng chính sau : - Xúc tác : thành phần cấu tạo của các enzyme. - Bảo vệ : thành phần cấu tạo của các kháng thể. - Hormone : thành phần cấu tạo của các kích thích và chất ức chế. - Dự trữ : là chất dinh dưỡng cho phôi phát triển. Định nghĩa : Proteine là chất hữu cơ, có khối lượng phân tử cao, có chứa N (16% ) tạo thành bởi các acide amine. 2 - PHÂN LOẠI : Dựa vào lý hóa tính, chủ yếu là tính hoà tan và khối lượng phân tử mà chia làm 2 loại : Proteine đơn giản: dựa vào tính hòa tan khác nhau của chúng. - Albumine : tan trong nước, khối lượng phân tử nhỏ; ví dụ như albumine của trứng, ở thực vật thường có ở hạt ( 0,1 – 0,5% ) như Leucosine ( lúa mì, lúa mạch, lúa đại mạch ), Legumeline ( đậu nành ), Ricinine ( hạt thầu dầu ). - Globuline : chỉ tan trong dung dịch loãng muối trung tính (KCl, NaCl 4- 10% )có nhiều ở thực vật, chủ yếu trong hạt cây họ đậu; khối lượng phân tử M = 100.000 – 300.000. 25
16. - Prolamine : chỉ tan trong rượu ethylic 70-80% và có nhiều ở cây thân thảo ( chứa nhiều prolin, các amid & acide glutamique ); ở lúa mì và lúa mạch đen chứa prolamine có tên là gliadine, khối lượng phân tử của prolamine M = 26.000 – 40.000. - Gluteline : chỉ tan trong dung dịch acid hay kiềm loãng ( 0.2- 2% ), có ở hạt ( 1-3% trọng lựơng hạt ). - Protamine : khối lượng phân tử nhỏ M = 8.000 – 10.000, có tính baz rất rõ vì hàm lượng arginine khá lớn, hiện diện nhiều ở phấn hoa, protamine tan trong nước và baz. Protein phức tạp : còn được gọi là Proteide, có cấu tạo ngoài thành phần acid amin còn có một nhóm không phải protein. - Phosphoproteide: proteine + acid phosphoric ,ví dụ Casein có trong sữa động vật. - Lipoproteide : proteine + dẫn xuất của Lecithine, cephaline và những lipid khác. - Glucoproteide : còn gọi là mucoproteide gồm protein + glucid. - Metalloproteide : proteine + kim loại; đây là cấu tạo của enzyme ví dụ như Catalase, Peroxydase, Cytochrome có chứa Fe ; ascorbatoxydase và p- diphenoloxydase có chứa Cu. - Cromoproteide : proteine + nhóm phi proteine bất kỳ ví dụ như hợp chất chlorophyll trong quang hợp thường kết hợp với một proteine. - Nucleoproteide : proteine + acid nucleic. 3 - CẤU TẠO HÓA HỌC : 3.1- Acid amin : Acid amin là đơn vị cấu tạo cơ bản của proteine ; acid amin là dẫn xuất của acid hữu cơ, đồng thời có chức acid ( COOH ) và chức kiềm ( NH2 ). Acid amin có công thức tổng quát là: 26
17. H2N CH COOH R Các acid amin có thể có 2 nhóm NH2 hoặc 2 nhóm COOH ; nhóm R có thể là nhóm alkyl, aryl vv. Các acid amin đầu tiên là Aspararin và Cystin được phát hiện vào năm 1806 và 1810, vào thế kỷ này người ta biết được gần 20 acid amin căn bản có mặt trong thành phần của các phân tử protein và đến cuối những năm 40 của thế kỷ này ngưới ta biết được gần 40 acid amin thiên nhiên. 3.1.1– Các acid amin thƣờng gặp trong proteine : 3.1.1.1/ Acid amin trung tính : nhóm R là nhóm trung tính. O O O H N CH C OH H2N CH C OH H2N CH C OH 2 CH H CH3 2 OH Glycine Alanine Serine (Gly) (Ala) (Ser) (G ) (A) (S) O O O H2N CH C OH H2N CH C OH H2N CH C OH CH2 CH2 CH2 S S SH Cysteine Cystine (CysSH) (CysS-S) (CSH) (CS-S) 27
18. O O O H N CH C OH 2 H2N CH C OH H2N CH C OH CHOH CHCH3 CH2 CH3 CH3 CH2 CH3 Threonine Valine Nor-Valine (Thr) (Val) (N-Val) (T) (V) (N-V) O O O H2N CH C OH H2N CH C OH H2N CH C OH CH2 CH2 CH2 3 CH2 CHCH3 CH S 3 CH3 CH3 Leucine Nor- Leucine Methionine (Leu) (N- Leu) (Met) (L) (N-L) (M) O O O H2N CH C OH H2N CH C OH H2N CH C OH CH2 CH2 CH CH3 CH2 CH3 Isoleucine Phenylalanine OH (ILeu) (Phe) ( IL) (F) Tyrosine (Tyr) (Y) O H2N CH C OH CH2 HN Tryptophane (Try) (W) 28
19. 3.1.1.2/ Acid amin acid : nhóm R có tính acid . O H2N CH C OH O CH2 H2N CH C OH CH2 CH2 C O C O OH OH ACIDE GLUTAMIQUE ACIDE ASPARTIQUE (Glu) (Asp) (E) (D) 3.1.1.3/ Acid amin kiềm : nhóm R có tính kiềm. O O H2N CH C OH H2N CH C OH CH2 CH2 CH2 CH 2 CH2 CH2 NH CH2 C NH NH2 NH2 LYSINE ARGININE (Lys) (Arg) (K) (R) O H2N CH C OH CH2 N NH HISTIDINE (His) (H) 29
20. 3.1.1.4/ Các acid amin khác : imino acid O O C OH C OH HN HN OH PROLINE HYDROXYPROLINE (Pro) (ProOH) (P) (POH) Acid amin cần thiết là những acid amin mà cơ thể không tự tổng hợp được phải đưa từ bên ngoài vào. Chúng gồm : Valine, Leucine, Isoleucine, Methionine, Threonine, Phenylalanine, Tryptophane, Lysine, Histidine 3.1.1.5- Dạng D&L của acid amin : 3.1.1.5.1/ Trường hợp có một C* ( Cα ), người ta chọn Serine làm chất để qui ước; nếu nhóm NH2 ở bên phải là dạng D, nếu ở bên trái là dạng L. COOH COOH H NH2 H C 2HN C CH2OH CH2OH D- serine L- serine 30
21. 3.1.1.5.2/ Trường hợp có 2 C* ( Cα và Cβ) thì qui ước như sau : - Nếu Cα dạng D và Cβ dạng D thì gọi là D. - Nếu Cα dạng L và Cβ dạng L thì gọi là L. - Nếu Cα dạng D và Cβ dạng L thì gọi là D- allo. - Nếu Cα dạng L và Cβ dạng D thì gọi là L - allo. COOH COOH H2N C H H C NH2 C H3C H H C CH3 CH2CH3 CH2CH3 L- isoleucine D- isoleucine COOH COOH H C NH2 H N C H 2 H H3C C H  C  CH3 C2H5 C2H5 D- allo-isoleucine L- allo-isoleucine 3.1.1.6/ Tính lƣỡng tính của acid amin : Sự hiện diện đồng thời của 2 chức acid và kiềm trong cấu tạo của acid amin làm cho nó vừa có tính acid vừa có tính baz. 31
22. CH CH H3N CH COOH H2N COOH H2N COO H H R R R CATION ( ) ANION ( ) CH H3N COO R ION löôõng cöïc ( ) Chú thích : Equivalents of OH¯ : trị số tương đương của OH¯ . Zwitterions : ion lưỡng cực. pI : điểm đồng điện tích. 32
23. 3.2- Proteine Proteine là sự trùng hợp của nhiều acid amin bởi liên kết Peptide nên còn được gọi là polypeptide. 3.2.1/ Liên kết peptide: Liên kết peptide là liên kết amide giữa nhóm COOH và nhóm NH2 cuả 2 acid amin kề nhau Nếu 2 acid amin liên kết nhau thì tạo thành dipeptid. Nếu 3 acid amin liên kết nhau thì tạo thành tripeptid Nếu 4 acid amin liên kết nhau thì tạo thành tetrapeptid Nếu 5 acid amin liên kết nhau thì tạo thành pentapeptid Nếu nhiều acid amin liên kết nhau thì tạo thành polypeptid. O O H2N CH C OH H N CH C OH R1 H R2 O O H2N CH C N CH C OH R1 H R2 33
24. O O O O H2N CH C OH H2N CH C OH H2N CH C OH H2N CH C OH R1 R2 R3 Rn H H H H O H2N CH C N CH C N CH C N N CH C OH R1 O R2 O R3 O Rn POLYPEPTIDE Tên gọi của peptide tạo thành gồm tên của các acid amin thành phần trong đó tên acid amin cuối cùng ( còn nhóm COOH ) vẫn giữ nguyên còn tên các acid amin khác thì có tân cung là “ –il”. Ví dụ: Alanin – Serin – Aspartic – Glycin, thì có tên là Alanilserilaspartilglycine. 3.2.2/ Liên kết phụ: Ngoài liên kết chính peptide phân tử proteine còn có những liên kết phụ khác như: - Liên kết S_S: Liên kết này còn gọi là liên kết disulphur, xuất hiện khi 2 nhóm SH của 2 cysteine ở gần nhau của cùng một mạch hay 2 mạch polypeptide. - Liên kết hidro : Là liên kết bổ sung hình thành giữa nguyên tử hidro ở trạng thái đồng hóa trị ( có điện tích dương ) với nguyên tử nhận nào đó cũng ở trạng thái đồng hóa trị ( nhưng tích điện âm ). - Liên kết muối : + Liên kết này là do lực hút tĩnh điện giữa các nhóm acid và baz ví dụ giữa nhóm NH3 của các acid diamino monocarboxylic ( Lysine, Arginin) và COO ¯ của các acid monoaminodicarboxylic (acid glutamic, acid aspartic ). Đặc điểm trong cấu tạo của mạch polypeptide là các nguyên tử C và N trong mạch được phân bố gần như là trên cùng mặt phẳng, trong khi các nguyên tử H và các nhóm CH-R tạo với mặt phẳng đó một góc 1090 28/. 34
25. 3.2.3/ Sự phân giải liên kết peptide: Sự phân giải liên kết peptide sẽ giải phóng các acid amin tự do. 3.2.3.1/ Phân giải bằng acid : Dùng acid chlorhydric 6N ( 20% ) ở 1150C, trong điều kiện chân không, nếu không thì tryptophan bị phân hủy hoàn toàn. Phương pháp này được sử dụng để làm nước tương. 3.2.3.2/ Phân giải bằng kiềm: Đun nóng proteine với các dung dịch kiềm loãng ở 1000C, hiệu năng cao hơn khi dùng acid nhưng hàng loạt acid amin bị phân hủy. 3.2.3.3/ Phân giải bằng enzyme: Sự phân giải này được thực hiện ở 370C bởi các enzyme thủy phân. Sự phân giải này thường dùng để điều chế các peptide là những sản phẩm phân cắt chưa hoàn toàn các proteine. 4 - CẤU TRÚC CỦA PROTEINE: Phân tử protein được sắp xếp một cách hoàn chỉnh nhờ các liên kết để hình thành nên các cấu trúc nhất định. 4.1/ Cấu trúc bậc một: Cấu trúc bậc một là thành phần và trật tự sắp xếp của các acid amin trong phân tử. Tính chất của proteine phụ thuộc vào cấu trúc bậc nhất của nó. Phân tử proteine sẽ thay đổi hoàn toàn tính chất của nó nếu 1 acid amin nào đó trong phân tử bị sắp xếp không đúng vị trí hoặc bị thay thế bằng 1 acid amin khác. Tình trạng nhầm lẫn này đôi khi làm xáo trộn toàn bộ hoạt động của cơ thể và gây ra những bệnh hiểm nghèo được gọi chung là ”bệnh phân tử”. Danh từ “bệnh phân tử” ám chỉ những rối loạn hoạt động sống do sự biến đổi trong cấu trúc của những phân tử nào đó trong cơ thể. Ví dụ bệnh thiếu máu hồng cầu hình lưỡi liềm; hồng cầu của những người mắc bệnh này không có dạng hình cầu mà có dạng hình lưỡi liềm. HbS là hemoglobin của người bệnh khác HbA là hemoglobin của người khỏe là có độ hòa tan thấp do đó kết tinh trong hồng cầu làm cho hồng cầu có dạng lưỡi liềm. Nguyên nhân: 35
26. HbA : His – Val – Leu – Thr – Pro – Val – Glu – Lys - HbS : His – Val – Leu – Thr – Pro – Val – Val – Lys - 4.2/ Cấu trúc bậc hai: Cấu trúc bậc hai là cấu hình đặc trưng của một hoặc một số mạch polypeptide tham gia trong thành phần cấu tạo của phân tử protein. Liên kết hidro là liên kết chính trong việc hình thành cấu trúc bậc hai ; các nhóm CO và NH trên cùng 1 mạch polypeptide có thể hình thành các liên kết hidro, mặc dù năng lượng của nối này không lớn nhưng vô số các nối hydro đó có tác dụng như một lực kéo làm cho các mạch polypeptide đó cuộn lại thành những vòng xoắn ốc ( lò xo ) bền vững. Cấu hình xoắn lò xo này gọi là cấu trúc α. Nếu liên kết hidro hình thành giữa những mạch polypeptide kế cận tạo thành trạng thái duổi thẳng của các mạch. Cấu hình thẳng này gọi là cấu trúc β. Những quan sát và tính toán chi tiết cho thấy mỗi vòng xoắn gồm 3,6 gốc acid amin nghĩa là 18 gốc acid amin sẽ tạo nên 5 vòng xoắn trọn vẹn. các đuôi acid amin ( nhóm R ) đều hướng ra ngoài và hơi chếch về đầu acid amin tận cùng ( nơi bắt đầu của phân tử ). Mạch xoắn có hướng quay phải. Nếu nhìn vào mặt cắt ngang của mạch từ đầu N tận cùng sẽ thấy mạch xoay theo chiều kim đồng hồ. Mỗi bước của mạch xoắn ( khoảng cách giữa các vòng xoắn ) bằng 5,4 Ǻ; vậy chiều dài mỗi gốc acid amin bằng 5,4 : 3,6 = 1,5 Ǻ, góc dốc của mỗi vòng xoắn là 260, hầu như tất cả proteine dễ tan cũng như khó tan đều có cấu trúc α. Tuy nhiên không phải tất cả proteine đều xoắn trên toàn bộ mạch polypeptide. 4.3/ Cấu trúc bậc ba : Sự hiện diện của các liên kết phụ ( hidro, S - S, ion, ester, ) làm cho các cấu hình xoắn lò xo α và duổi thẳng β sắp xếp thành một cấu hình nhất định nào đó trong không gian. Cấu hình này gọi là cấu trúc bậc ba; cấu trúc bậc ba cho ta khái niệm hoàn chỉnh về hình dạng, thể tích và sự sắp xếp tương hỗ giữa các khu vực xoắn hoặc thẳng của mạch polypeptide. Cấu trúc bậc ba được xác định nhờ cấu trúc bậc một của nó, bởi vì sự tương tác giữa các gốc acid amin với nhau có vai trò quyết định trong việc giữ vững vị trí của mạch polypeptide trong không gian. 4.4/ Cấu trúc bậc bốn : 36