|
|
PROTEIN
Protein là thành phần không thể thiếu của tất cả các cơ thể sinh vật, nó là cơ sở của sự sống. Không những thế, protein còn là một loại thức ăn chính của con người và nhiều loại động vật dưới dạng thịt, cá, trứng,...
I- KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI
Protein là những polipeptit cao phân có phân tử khối từ vài chục nghìn đến vài triệu.
Protein được phân thành 2 loại:
- Protein đơn giản là những protein được tạo thành chỉ từ các gốc $\alpha -$amino axit
- Protein phức tạp là những protein được tạo thành từ protein đơn giản cộng với thành phần ''phi protein'', như axit nucleic, lipit, cacbohiđrat,...
II- SƠ LƯỢC VỀ CẤU TRÚC PHÂN TỬ PROTEIN
Phân tử protein được cấu tạo từ một hoặc nhiều chuỗi polipeptit kết hợp với nhau hoặc với các thành phần phi protein khác.
Các phân tử protein khác nhau về bản chất các mắt xích $\alpha -$amino axit, số lượng và trật tự sắp xếp của chúng, nên trong các sinh vật từ khoảng trên $20 \alpha -$amino axit thiên nhiên đã tạo ra một lượng rất lớn các protein khác nhau.
Đặc tính sinh lí của protein phụ thuộc vào cấu trúc của chúng. Có bốn bậc cấu trúc của phân tử protein: cấu trúc bậc $I$, bậc $II$, bậc $III$ và bậc $IV$.
Cấu trúc bậc $I$ là trình tự sắp xếp các đơn vị $\alpha -$amino axit trong mạch protein. Cấu trúc này được giữ vững chủ yếu nhờ liên kết peptit.
Thí dụ: Cấu trúc bậc $I$ của phân tử insulin được mô tả ở hình dưới.
III- TÍNH CHẤT CỦA PROTEIN
1. Tính chất vật lí.
Dạng tồn tại
Protein tồn tại ở hai dạng chính: Dạng hình sợi và dạng hình cầu. Dạng protein hình sợi như keratin của tóc, móng, sừng; miozin của cơ bắp, fibroin của tơ tằm, mạng nhện. Dạng protein hình cầu như anbumin của lòng trắng trứng , hemoglobin của máu.
Tính tan
Tính tan của các loại protein rất khác nhau. Protein hình sợi hoàn toàn không tan trong nước trong khi protein hình cầu tan trong nước tạo thành các dung dịch keo như anbumin (lòng trắng trứng), hemoglobin (máu).
Sự đông tụ
Khi đun nóng hoặc cho axit, bazơ hay một số muối vào dung dịch protein, protein sẽ đông tụ lại, tách ra khỏi dung dịch. Ta gọi đó là sự đông tụ protein.
2. Tính chất hóa học
a) Phản ứng thủy phân
Khi đun nóng protein với dung dịch axit, dung dịch bazơ hay nhờ xúc tác của enzim, các liên kết peptit trong phân tử protein bị phân cắt dần, tạo thành các chuỗi polipeptit và cuối cùng thành hỗn hợp các $\alpha -$amino axit, thí dụ:
b) Phản ứng màu: Protein có một số phản ứng đặc trưng.
Phản ứng với $HNO_3$ đặc
Thí nghiệm 1: Nhỏ vài giọt dung dịch axit nitric đặc vào ống nghiệm đựng dung dịch lòng trắng trứng (anbumin)
Hiện tượng: Có kết tủa màu vàng.
Giải thích: Nhóm  của một số gốc amino axit trong protein đã phản ứng với $HNO_3$ cho hợp chất mới mang nhóm $NO_2$ có màu vàng, đồng thời protein bị đông tụ bởi $HNO_3$ thành kết tủa
Phản ứng với $Cu(OH)_2$ (phản ứng biure)
Thí nghiệm 2: Cho vào ống nghiệm $4$ ml dung dịch lòng trắng trứng, $1$ ml dung dịch $NaOH 30\%$ và một giọt dung dịch $CuSO_4 2\%$ sau đó lắc nhẹ
Hiện tượng: Xuất hiện màu tím đặc trưng.
Giải thích: $Cu(OH)_2$ (tạo ra từ phản ứng $(CuSO_4+NaOH)$ đã phản ứng với hai nhóm peptit $(CO-NH)$ cho sản phẩm có màu tím.
IV- KHÁI NIỆM VỀ ENZIM VÀ AXIT NUCLEIC
Trong hoạt động sống của cơ thể sinh vật, enzim và axit nucleic có vai trò cực kỳ quan trọng.
1. Enzim
Enzim là những chất hầu hết có bả chất protein, có khả năng xúc tác cho các quá trình hóa học, đặc biệt là cơ thể sinh vật. Đó là những chất xúc tác sinh học. Enzim có trong mọi tế bào sống. Đến nay, người ta đã biết hơn $3500$ enzim. Tên của các enzim xuất phát từ tên của các phản ứng, tên của chất phản ứng hoặc tổ hợp của hai tên đó thêm đuôi aza. Thí dụ, enzim amilaza xúc tác cho phản ứng thủy phân tinh bột. (amilum) thành mantozơ.
Xúc tác enzim có hai đặc điểm:
- Hoạt động xúc tác của enzim có tính chọn lọc rất cao, mỗi enzim chỉ xúc tác cho một sựu chuyển hóa nhất định.
- Tốc độ phản ứng nhờ xúc tác enzim rất lớn, thường gấp từ $10^9 - 10^{11}$ lần tốc độ của cùng phản ứng nhờ xúc tác hóa học.
2. Axit nucleic
Trong nhân và nguyên sinh chất của tế bào có các protein phức tạp gọi là nucleoprotein mà khi thủy phân thì cho protein đơn giản và axit nucleic. Axit nucleic có vai trò quan trọng bậc nhất trong các hoạt động sống của cơ thể, như sự tổng hợp protein, sự chuyển hóa các thông tin di ruyền.
Axit nucleic là polieste của axit photphoric và pentozơ (monosaccarit có $5C$); mỗi pentozơ lại liên kết với một bazơ nitơ (đó là các hợp chất dị vòng chứa nitơ được ký hiệu là $A, X, G, T, U$). Nếu pentozơ là ribozơ, axit nucleic được kí hiệu là $ARN$. Nếu pentozơ là đeoxiribozơ, axit nucleic được kí hiệu là $ADN$.
Mỗi chuỗi $ADN$ rất lớn gồm hàng ngàn mắt xích, mỗi mắt xích gồm một gốc đeoxiribozơ, một gốc photphat và một gốc bazơ nitơ (hình $a$). Hai chuỗi $ADN$ xoắn kép lại thành phân tử $ADN$ nhờ liên kết hiđro giữa các cặp bazơ nitơ $(A...T,G...X)$ (hình $b$)
Phân tử khối của $ADN$ rất lớn, vào khoảng $4 - 8$ triệu. Phân tử khối của $ARN$ nhỏ hơn của $ADN$. Phân tử $ARN$ thường tồn tại ở dạng xoắn đơn, đôi chỗ có xoắn kép.
$ADN$ là vật liệu di truyền ở cấp độ phân tử mang thông tin di truyền mã hóa cho hoạt động sinh trưởng và phát triển của các cơ thể sống. $ARN$ chủ yếu nằm trong tế bào chất, tham gia vào quá trình giải mã thông tin di truyền.
|