Bài giảng Hóa Sinh - Chương V: Protein (chất đạm)

5.1.Vai trò của protein trong cơ thể sống 5.2. Thành phần cấu tạo của Protein 5.3.Axit amin- Đơn vị cấu tạo của protein5.4. Cấu tạo của protein.5.5. Tính chất của protein5.6. Phân loại protein5.7. Hàm lượng protein trong cơ thể CHƯƠNG VPROTEIN ( CHẤT ĐẠM) Câu hỏi thảo luậnAnh chị biết gì về hợp chất Protit ( protein, đạm) John Kendrew với mô hình protein đầu tiên (Myoglobin)PROTEIN5.1. VAI TRÒ CỦA PROTEIN TRONG CƠ THỂ SỐNG Protein là hợp chất quan trọng của tất cả các cơ thể sống. Trong tự nhiên có khoảng 10- 1000 tỷ loại protein khác nhau . Cơ thể người có khoảng 5 triệu loại protein khác nhau Protein tham gia nhiều chức năng của cơ thể sống + Chức năng cấu tạo+ Chức năng xúc tác+ Chức năng vận chuyển+ Chức năng bảo vệ+ Chức năng vận động+ Chức năng điều hòa+ Chức năng dinh dưỡngProtein tham gia cấu trúc màng tế bàoHemoglobin cấu tạo từ 4 phân tử Protein Ba ví dụ về chức năng của Protein + Hầu hết các phản ứng hóa học trong cơ thể sống đều được xúc tác bởi enzyme+ Một số loại Pr vận chuyển các chất trong cơ thể (oxy, ion)+Thông tin vận chuyển như các loại hoocmonAlcohol dehydrogenase oxy hóa alcohol thành aldehyde hoặc xetonHemoglobin vận chuyển oxyInzulin kiểm soát số lượng đường trong máuChức năng của proteinPROTEIN5.2. CẤU TẠO HÓA HỌC CỦA PROTEIN Mỗi phân tử protit đều có thành phần cấu tạo nhất định, không giống nhau. Tất cả các phân tử protit đều được tạo thành từ 5 nguyên tố : nitơ, cacbon, oxy, hydro và lưu huỳnh. Hàm lượng của chúng biến đổi: cacbon từ 51-55%, oxy 21,5-23,5%, hydro 6-7%, nitơ 15-17,6%, lưu huỳnh 0,3-2,5%. Chỉ một số loại axit amin có lưu huỳnh ( methionin, xystein), mà số lượng các loại axit amin này trong các phân tử protit là rất khác nhau.Hàm lượng trung bình của nitơ trong protit khoảng 16%, qua đó chúng ta có thể tính được hàm lượng protit thông qua hàm lượng nitơ đi vào và đi ra khỏi cơ thể . Để tính toán ta lấy lượng nitơ của thức ăn và của các sản phẩm trao đổi chất nhân với hệ số 6,25 ( 100: 16 = 6,25 ) . Ví dụ : 15 g nitơ của sản phẩm trao đổi chất cuối cùng tương ứng với 93,75g protit tiêu hao.Trong thành phần của một số protit có cả photpho, sắt, đồng, kẽm, iot và một số nguyên tố khác nhưng với hàm lượng thấp.PROTEIN5.3. AXIT AMIN- ĐƠN VỊ CẤU TẠO CỦA PROTEIN 	Axit amin có thể được xem như một axit hữu cơ, mà trong gốc cacbon có 1 hoặc 2 nguyên tử hydro được thay thế bằng nhóm amin. Axit amin của protit là dạng -axit amin, một nhóm amin nhất thiết phải gắn với một nguyên tử cacbon trong liên kết với nhóm chức cacboxyl ( nằm ở vị trí ). Tất cả các axit amin được phân biệt nhờ đặc tính của gốc R. Gốc R có thể là mạch thẳng hay mạch vòng. Trong thành phần cấu tạo của gốc cacbon có thể có thêm nhóm chức cacboxyl hoặc nhóm amin thứ hai. Ngoài ra cũng có những nhóm chức khác như chức rượu (xerin, treonin), nhóm sunfuhydrin ( xystein ), nhóm metyl ( methionin).	Một số axit amin được tìm thấy trong cơ thể nhưng chúng không tham gia vào cấu tạo phân tử protit (ocnitin, xitrulin). Có những axit amin (oxiprolin, xystin ) được tạo ra axit amin khác ( prolin, xystein) sau khi tham gia vào thành phần protit.COO-NH3+CRHNhóm AminNhóm Carboxyl Axit amin : Đơn vị cơ bản của proteinSự khác nhau của gốc R xác định 20 loại axit amin khác nhauCông thức cấu tạo chung của axit amin là RCH(NH2)COOHCó thể thấy cấu tạo như sau :CCROONHHHHNhóm carboxyl Nhóm amin‘R’ đặc trưng cho từng loại axit aminAxit aminSerineThreonineCysteineMethionineAspartic AxitAsparagineGlutamic axitGlutaminArginineLysineHistidineGlycineAlanineValineLeucineIsoleucinePhenylalanineTyrosineTryptophanProlineGlycine (G)Glutamic acid (E)Asparatic acid (D)Methionine (M)Threonine (T)Serine (S)Glutamine (Q)Asparagine (N)Tryptophan (W)Phenylalanine (F)Cysteine (C)Proline (P)Leucine (L)Isoleucine (I)Valine (V)Alanine (A)Histidine (H)Lysine (K)Tyrosine (Y)Arginine (R)White: Hydrophobic, Green: Hydrophilic, Red: Acidic, Blue: Basic20 Loại axit aminR1NH3＋CCOHR2NHCCOHR3NHCCOHR2NH3＋CCOOーH＋R1NH3＋CCOOーH＋H2OH2OAAFNGGSTSDKProtein là polyme của axit aminNhóm cacboxyl liên kết với nhóm amin và giải phóng 1 phân tử nướcChuỗi axit amin được gọi là cấu trúc bậc mộtLiên kết peptitLiên kết peptit5.4 Cấu trúc của proteinCấu trúc của proteinAlpha HelixCấu trúc bậc ba của proteinHemoglobin5.5. TÍNH CHẤT CỦA PROTEIN 	+ Do có chứa nhóm cacboxyl và nhóm amin nên protein có tính chất lưỡng tính, tùy theo tính chất của môi trường mà phân tử protein có tính chất khác nhau 	+ Các phân tử Pr thường mang điện tích do đó có thể sử dụng phương pháp điện di để nghiên cứu protein	+ Protein có phân tử lượng cao, ưa nước, có khả năng tan trong nước và dung dịch muối có nồng độ xác định đo đó có thể xác định hàm lượng của chúng.	+ Dung dịch keo của protein có độ nhớt cao, không đi qua được các màng bán thấm 	+ Có khả năng kết hợp với ion H+ và OH- nên prôtein tham gia vào các hệ đệm trong máu và các tổ chức trong cơ thể 5.6. PHÂN LOẠI PROTEIN + Protein đơn giản * Protamin và histon tan trong nước và acid loãng, có trọng lượng phân tử không cao (5000-20.000 ), có tính kiềm vì trong thành phần có nhiều axit amin có 2 nhóm amin. Histon trong hoạt động chức năng liên kết với acid nucleic.* Albumin có mặt ở hầu hết mô động vật và thực vật, có phân tử lượng 35.000-70.000. Albumin tan mạnh trong nước và trong dung dịch NaCl, Na2SO4, không tan trong dung dịch bão hoà (NH4)2SO4, có hoạt tính cao trong điện trường. Albumin quyết định áp suất thẩm thấu trong máu. + Protein đơn giản * Globulin có phân tử lương cao (150.000), có nhiều trong máu, không tan trong nước nhưng tan trong dung dịch NaCl. Một số globulin liên kết với lipit, sắt, đồng, tham gia vào cơ chế phức tạp của quá trình đông máu và các phản ứng đề kháng sinh học.* Prolamin và proteinoic là loại protit phổ biến ở thực vật, có hàm lượng rất cao trong hạt ngũ cốc. Các loại protit này tham gia trong thành phần của các loại thực phẩm. Proteinoic gặp trong mô xương, sụn xương và tóc, chúng đặc trưng bởi tính không tan trong nước, acid và bazơ loãng, không bị tiêu hoá bởi các men tiêu hoá, thuộc nhóm protit dạng sợi và hàm lượng prolin cao .Protit đơn giản cũng bao gồm cả fibrinogen máu, protit co rút cơ, rất nhiều men và nhiều loại khác...+ Protein phức tạpProtit phức tạp được tạo thành từ hai phần : phần protit và phần phi protit được gọi là nhóm phụ . Cromoproteit là protit máu do kết hợp giữa protit và các hợp chất hữu cơ khác nhau. Cromoproteit co hoạt tính sinh học cao do đó có thể tham gia vào quá trình vận chuyển oxy, tham gia quá trình oxy hoá, quá trình tiếp thu ánh sáng. Nhóm bổ sung trong phân tử cromoproteit có thể là porfirin liên kết với nguyên tử sắt hemoproteit hoặc izolaxazin.Hemoproteit bao gồm hemoglobin (Hb) - là chất cơ bản vận chuyển oxy từ phổi đến tế bào và khí cacbonic từ tế bào đến phổi. Hemoglobin ở trong hồng cầu của máu, mỗi hồng cầu có khoảng 280 triệu phân tử hemoglobin. Nó bao gồm phần protit là globin và phần phi protit là 4 nhóm của hem. Globin cấu tạo từ 4 mạch polypepti, có tất cả là 574 axit amin, globin quy định tính đặc trưng của loài. Hem tạo cho máu có màu đỏ và khả năng liên kết với oxy. Hem cấu tạo giống nhau ở tất cả mọi người và động vật. Thuộc nhóm Cromoproteit chứa sắt còn có myoglobin và các men chứa sắt tham gia trong các phản ứng oxy hoá ( xitocrom, catalaza, peroxydaza ).Flavoproteit chứa nhóm phụ là dẫn xuất của vitamin B2. Flavoproteit có tronh thành phần của men oxydoreductaza có ý nghĩa rất lớn+ Protein phức tạpNuleoproteit có cấu tạo từ protit và axit nucleic. Nucleproteit được chia làm 2 nhóm : nhóm chứa riboza và nhóm chứa dezoxyriboza Lipoproteit là protit phức tạp mà nhóm phụ là các lipit. Lipoproteit tham gia vào cấu tạo màng tế bào, tổ chức bên trong tế bào và vỏ bọc sợi thần kinh. Trong huyết thanh lipoproteit ở trạng thái độc lập. Chúng thực hiện chức năng vận chuyển lipit.Photphoproteit ngoài axit amin còn có axit photphoric liên kết với các nhóm hydroxyl của xerin và treonin bằng liên kết ete. Photphoproteit là chất dinh dưỡng quan trọng của cơ thể đang phát triển và có nhiều trong sữa, trứng. Một số men cũng thuộc nhóm photphoproteit ( pepxin, photphoglucomutaza).Glycoproteit có trong thành phần cấu tạo gluxit hoặc dẫn xuất của chúng : manoza, galactoza, hexozamin, axit glucuronic và các chất khác. Rất nhiều protit của mô liên kết, heparin, muxin cũng thuộc glycoproteit. Glycoproteit trong máu tham gia vào các phản ứng đề kháng sinh học, một số là hocmon hoặc men. Glycoproteit quyết định nhóm máu ở người .Metalloproteit chứa các ion của một vài kim loại. Metalloproteit chứa sắt (feritin, ...) thực hiện chức năng vận chuyển và lưu giữ sắt trong cơ thể. Ngoài ra còn có các protit chứa đồng, magie, kẽm... chúng tham gia vào thành phần cấu tạo các men. 5.7. HÀM LƯỢNG CỦA PROTEIN TRONG CƠ THỂ Mô của động vật có hàm lượng protit cao nhất, trong thực vật hàm lượng ít hơn. Nhiều nhất là ở hạt ngũ cốc ( 10-13%), đậu tương ( 20-35%), trong rễ và củ ăn được ( 3%) và ít nhất là trong lá.Trong các cơ quan và tổ chức cơ thể người , hàm lượng protit dao động từ 14-84% trọng lượng khô. Giàu protit nhất là phổi, lách, thận, mặc dù phần lớn protit tập trung ở cơ vân, xương và da. Protit trong cơ thể cấu tạo đặc trưng và đa dạng, chúng thực hiện các chức năng sinh học riêng biệt.Thank .you