BÀI tập lớn môn SINH học đại CƯƠNG đề tài cấu TRÚC PHÂN LOẠI và CHỨC NĂNG của PROTEIN đối với sự SỐNG

-Công thức tổng quát của protein - Trên phân tử các amino acid liên kết với nhau bằng các liên kết peptide tạonên chuỗi polypeptide.. 2.2 Cấu Trúc Về Mặt Không Gian Của Protein Protein

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

BÀI TẬP LỚN ĐÁNH GIÁ CUỐI KỲ 2 NĂM HỌC 2020_2012

MÔN : SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

NĂNG CỦA PROTEIN ĐỐI VỚI SỰ SỐNG

GVHD : LÊ THỊ THÚY

MÃ HỚP HỌC PHẦN : 004088 THỜI GIAN HOÀN THÀNH BÀI : 20/09/2021 Thực Hiện Sinh Viên : NHÓM 3

LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, chúng em xin cảm ơn cô Lê Thị Thúy – giáo viên hướng dẫn

trong bộ môn Sinh Học Đại Cương Cảm ơn cô đã giúp chúng em trong suốt quátrình học tập, trau dồi kiến thức, tiếp cận đến những lĩnh vực học tập mới Trongsuốt quá trình học tập, chúng em luôn nhận được nhiều sự quan tâm và giúp đỡ đến

Cảm ơn mọi người vì đã đọc và góp ý

BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC

Họ tên sinh viên Mssv Công việc thực hiện

Ngô Thanh Trúc 2005201065

- Tìm hiểu nội dung

về cấu trúc của protein

- Tổng hợp toàn bộ nội dung thành bảnwork hoàn chỉnh

Cao Nguyễn Thanh

Ngân

2005201237

- Tìm hiểu về nội dung chức năng của protein

- Kiểm lại trước khi nộp

Võ Thị Thúy Vân 2005200302

- Tìm hiểu nội dung

về phân loại protein

- Kiểm tra lỗi chính

tả trong bài

Trần Dương Tài Lộc 2005200730

- Tìm hiểu nội dung

về phân loại protein

- Chỉnh sửa định dạng bản work

Nguyễn Hoàng Thiện 2005201244

- Tìm hiểu về nội dung chức năng của protein

- Sửa lỗi chính tả

MỞ ĐẦU

Trong cuộc sống con người hiện nay đang sống trong một thời đại bất cứthứ gì cũng trở nên hiện đại và tiên tiến hơn Nhưng vấn đề muôn thuể mà con ngườiquan tâm nhất đó chính là sức khỏe của bản thân có sức khỏe thì mới làm ra tiền bạc

để có thể công hiến cho xã hội Thực hiện một chế độ ăn uống thích hợp đầy đủ cácchất cần thiết cho cơ thể trong đó có một chất mà con người chúng ta không thể nàothiếu nó được vì nó vô cùng quan trọng đó chính là Protein Như vậy, nên hôm nay

chúng ta hãy cùng tìm hiểu xem : ‘’ Cấu Trúc Và Chức Năng Của Protein Đối Với Sự Sống’’ như thế nào.

Mục lục LỜI CẢM ƠN 2

MỞ ĐẦU 4

1 KHÁI NIỆM VỀ PROTEIN 7

2 CẤU TRÚC CỦA PROTEIN 8

2.1 Cấu Trúc Về Mặt Hóa Học Của Protein 8

2.2 Cấu Trúc Về Mặt Không Gian Của Protein 9

2.2.1 Cấu trúc bậc 1: 9

2.2.2 Cấu trúc bậc 2 : 10

2.2.3 Cấu trúc bậc 3: 10

2.2.4 Cấu trúc bậc 4: 11

3 PHÂN LOẠI PROTEIN 12

3.1 Phân loại dựa vào thành phần hóa học 12

3.1.1 Protein thuần ( Protein đơn giản ): 12

3.1.2 Protein phức tạp : 14

3.2 Phân loại dựa vào hình dạng của protein 18

3.3 Phân loại dựa vào giá trị dinh dưỡng : 19

4 CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN 20

4.1 Một số chức năng căn bản của protein 20

4.2 Một số chức năng của protein đối với cơ thể sống : 21

KẾT LUẬN 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

1 KHÁI NIỆM VỀ PROTEIN

- Protein, hay còn gọi là chất đạm, là những đại phân tử sinh học, có cấu trúcphức tạp và đóng vai trò quan trọng trong hoạt động của tất cả các cơ quancủa cơ thể

- Các protein thực hiện hầu hết các công việc trong tế bào và cần thiết cho cấutrúc, chức năng và sự điều chỉnh của các mô và cơ quan của cơ thể

- Protein được tìm thấy khắp cơ thể — trong cơ, xương, da, tóc và hầu như mọi

bộ phận hoặc mô khác của cơ thể Protein đóng vai trò như các enzym tạo ranhiều phản ứng hóa học và hemoglobin vận chuyển oxy trong máu của chúngta

- Mỗi loại protein sau khi được tạo ra, chỉ tồn tại trong một khoảng thời giannhất định, có loại chỉ tồn tại vài phút, có loại có thể tồn tại hàng năm Sau đó,protein bị thoái hóa và được tái sinh bởi bộ máy tế bào thông qua quá trìnhluân chuyển protein

- Do protein chiếm tới 50% khối lượng thô của tế bào, là thành phần thiết yếucấu trúc, hình thành, duy trì, tái tạo cơ thể nên cơ thể cần bổ sung protein quachế độ ăn hàng ngày Nếu cơ thể thiếu protein sẽ dẫn đến nhiều hậu quảnghiêm trọng như suy dinh dưỡng, chậm lớn, hay ốm đau, bệnh tật do sức đềkháng giảm

2 CẤU TRÚC CỦA PROTEIN

2.1 Cấu Trúc Về Mặt Hóa Học Của Protein

- Là hợp chất hữu cơ gồm 4 nguyên tố cơ bản C, H, O, N thường có thêm S vàđôi lúc có P

- Thuộc loại đại phân tử, phân tử lớn nhất dài 0,1 micromet, phân tử lượng cóthể đạt tới 1,5 triệu đ.v.C

- Thuộc loại đa phân tử, đơn phân là các amino acid

- Có hơn 20 loại amino acid khác nhau tạo nên các prôtêin, mỗi amino acid có

3 thành phần: gốc cacbon (R), nhóm amin NH2) và nhóm carboxyl COOH), chúng khác nhau bởi gốc R

(-Công thức tổng quát của protein

- Trên phân tử các amino acid liên kết với nhau bằng các liên kết peptide tạonên chuỗi polypeptide Liên kết peptide được tạo thành do nhóm carboxylcủa amino acid này liên kết với nhóm amin của amino acid tiếp theo và giảiphóng 1 phân tử nước Mỗi phân tử protein có thể gồm một hay nhiều chuỗipolypeptide cùng loại

Liên kết peptit của protein

- Từ 20 loại amino acid kết hợp với nhau theo những cách khác nhau tạo nên

vô số loại prôtêin khác nhau (trong các cơ thể động vật, thực vật ước tính cókhoảng 1014 – 1015 loại prôtêin) Mỗi loại prôtêin đặc trưng bởi số lượng,thành phần và trình tự sắp xếp các amino acid trong phân tử Điều đó giảithích tại sao trong thiên nhiên các prôtêin vừa rất đa dạng, lại vừa mang tínhchất đặc thù

2.2 Cấu Trúc Về Mặt Không Gian Của Protein

Protein có 4 bậc cấu trúc cơ bản

2.2.1 Cấu trúc bậc 1:

- Các amino acid nối với nhau bởi liên kết peptit hình thành nên chuỗipolypeptide Đầu mạch polypeptide là nhóm amin của amino acid thứ nhất vàcuối mạch là nhóm carboxyl của amino acid cuối cùng Cấu trúc bậc một củaprotein thực chất là trình tự sắp xếp của các amino acid trên chuỗipolypeptide Cấu trúc bậc một của protein có vai trò tối quan trọng vì trình tựcác amino acid trên chuỗi polypeptide sẽ thể hiện tương tác giữa các phầntrong chuỗi polypeptide, từ đó tạo nên hình dạng lập thể của protein và do đóquyết định tính chất cũng như vai trò của protein Sự sai lệch trong trình tựsắp xếp của các amino acid có thể dẫn đến sự biến đổi cấu trúc và tính chấtcủa protein

Cấu trúc bậc 1 của protein

Cấu trúc bậc 2 của protein 2.2.3 Cấu trúc bậc 3:

- Các xoắn α và phiến gấp nếp β có thể cuộn lại với nhau thành từng búi cóhình dạng lập thể đặc trưng cho từng loại protein.Cấu trúc không gian này cóvai trò quyết định đối với hoạt tính và chức năng của protein Cấu trúc này lạiđặc biệt phụ thuộc vào tính chất của nhóm -R trong các mạch polypeptide.Chẳng hạn nhóm -R của cystein có khả năng tạo cầu đisulfur (-S-S-), nhóm -

R của prolin cản trở việc hình thành xoắn, từ đó vị trí của chúng sẽ xác địnhđiểm gấp, hay những nhóm -R ưa nước thì nằm phía ngoài phân tử, còn các

nhóm kị nước thì chui vào bên trong phân tử Các liên kết yếu hơn như liênkết Hydro hay điện hóa trị có ở giữa các nhóm -R có điện tích trái dấu.

Cấu trúc bậc 3 của protein 2.2.4 Cấu trúc bậc 4:

- Khi protein có nhiều chuỗi polypeptide phối hợp với nhau thì tạo nên cấu trúcbậc bốn của protein Các chuỗi polypeptide liên kết với nhau nhờ các liên kếtyếu như liên kết Hydro

Cấu trúc bậc 4 của protein

3 PHÂN LOẠI PROTEIN

3.1 Phân loại dựa vào thành phần hóa học

3.1.1 Protein thuần ( Protein đơn giản ):

Trong thành phần của protein thuần chỉ chứa các amino acid Dựa vào tínhtan có thể phân chia protein thuần thành các nhóm nhỏ sau:

- Albumin: tan trong nước, bị kết tủa ở nồng độ muối (NH4)2SO4 khá cao (70

÷ 100 độ bão hòa) Các protein thuộc nhóm này có phổ biến ở tế bào động vật

và thực vật Tinh thể albumin lòng trắng trứng, albumin huyết thanh được sửdụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực Khối lượng phân tử của các protein thuộcnhóm này rất khác nhau, từ 12.000 ÷ 60.000 Dalton, hoặc có thể lên đến170.000 Dalton

Albumin trong lòng trắng trứng gà

- Globulin: không tan hoặc ít tan trong nước, tan trong dung dịch loãng (1 ÷

10%) của muối trung tính (NaCl, KCl, Na2SO4, K2SO4), kết tủa ở nồng độmuối (NH4)2SO4 bán bão hòa Ở động vật, globulin có trong huyết thanhmáu, lòng trắng trứng Ở thực vật, globulin có trong huyết thanh máu, lòngtrắng trứng Ở thực vật, globulin có trong lá và đặc biệt là trong hạt các cây

họ đậu, chiếm 60 ÷ 80% protein tổng của các hạt này

Ở nhiều hạt hòa thảo, globulin chỉ chiếm khoảng từ 2 ÷ 13% protein tổng sốcủa hạt và chủ yếu tập trung ở tầng aleurone của hạt Các protein thuộc nhómnày cũng có khối lượng phân tử rất khác nhau và thường có chứa saccharide

Globulin trong máu

- Prolamin: không tan trong nước hoặc dung dịch muối khoáng, tan trong

ethanol hoặc isopropanol 70 ÷ 80% Prolamin hầu như chỉ có trong phần nộinhũ chứa tinh bột của hạt hòa thảo (ví dụ gliadin của hạt lúa mì, hordeine củađại mạch, zeine của ngô, penisetin ở kê, secalin của mạch đen…) Ở một sốhạt hòa thảo, hàm lượng protein tan trong cồn có thể chiếm đến 30 ÷ 60%protein tổng só của hạt Hàm lượng prolamin trong lúa ít hơn nhiều, vàokhoảng 5% Prolamin có khối lượng phân tử rất khác nhau

- Glutelin: chỉ tan trong dung dịch kiềm hoặc acid loãng, có trong nội nhũ hạthòa thảo và một số hạt của các cây khác, ví dụ: glutelin của lúa mì, orizenincủa lúa Prolamin và Glutelin là các protein dự trữ điển hình của hạt hòa thỏa,chúng kết hợp với các thành phần khác trong nội nhũ của hạt tạo thành phứchợp có khối lượng phân tử rất lớn gọi là gluten Gluten có cấu trúc khônggian cực kì phức tạp

Gluten có trong bánh mì

- Histone: là protein kiềm, chứa nhiều amino acid kiềm như Lys, Arg… dễ tan

trong nước, không tan trong dung dịch NH3 loãng

Histone 3.1.2 Protein phức tạp :

Do protein kết hợp với nhóm ngoại Phần protein trong phân tử protein phứctạp gọi là apoprotein

- Nucleoprotein: có nhóm ngoại là acid nucleic, apoprotein là polypeptide hay

protein có tính kiềm, vì vậy chúng kết hợp với nhau khá chặt Muốn táchriêng chúng phải dùng dung dịch muối hoặc acid loãng Nucleoprotein tậptrung trong nhân tế bào, ribosome

- Chromoprotein: có nhóm ngoại là hợp chất có màu Tùy theo đặc tính của

nhóm ngoại, ta có các chromoprotein có màu khác nhau Ví dụ hem(porphyrine chứa sắt) có màu đỏ, là nhóm ngoại của myoglobin, hemoglobin,cytochrome c, catalase; riboflavin có màu vàng, là nhóm ngoại của cácflavoprotein (các dehydrogenase hiếu khí…)

Các chromprotein có hoạt tính sinh học cao, tham gia nhiều trong quá trìnhsống quan trọng như hô hấp, oxy hóa khử, quá trình thu nhận ánh sáng (nhưrhodopsin)

- Hemoglobin: Hemoglobin (Hb) bao gồm 4 chuỗi polypeptide, mỗi chuỗi kết

hợp với một nhóm ngoại heme

Hemoglobin

- Lipoprotein: có nhóm ngoại là lipid Lipoprotein đóng vai trò quan trọng

trong quá trình vận chuyển lipid trong cơ thể Lipid không tan trong nước,nhưng sau khi kết hợp với protein phần kỵ nước lipid cuộn vào trong, phầnapoprotein tạo thành lớp vỏ bọc xung quanh, do đó nó có thể được vậnchuyển trong môi trường dịch thể, ví dụ như máu.Trong huyết tương có một

số lipoprotein khác nhau về tỷ trọng và có vai trò khác nhau trong quá trìnhvận chuyển lipid

Lipoprotein

Ví dụ: chilomicron có tỷ trọng thấp nhất (d < 0,940), vận chuyểntriacylglycerol, cholesterol và các lipid khác của thức ăn từ ruột non đến mỡ,gan và bị mất đi sau 5 giờ Loại lipoprotein khác có tỷ trọng 0,940 ÷ 1,006vận chuyển triacylglycerol đữo tổng hợp trong cơ thể đến mô mỡ Cholesterollại được vận chuyển đến mô mỡ nhờ lipoprotein có tỷ trọng 1,006 ÷ 1,063.Lipoprotein có tỷ trọng 1,063 ÷ 1,210 có vai trò vận chuyển cholesterol từ môngoại đến gan.

- Glycoprotein: có nhóm ngoại là saccharide Các saccharide trong

glycoprotein có thể là monosaccharide, oligosaccharide và dẫn xuất củachúng Hàm lượng saccharide trong phân tử thay đổi khá nhiều, có thể đạtđến 80% khối lượng phân tử glycoprotein

Glycoprotein có trong tất cả các mô động vật, thực vật và vi sinh vật Thuộcnhóm glycoprotein có nhiều protein của máu (các globulin miễn dịch,fibrinogen…); mucine trong nước bọt và màng nhầy; một số enzyme(bromelin, ribonuclease B của tuyến tụy…) các protein cấu trúc của màng tếbào Các glycoprotein của màng tế bào, phần saccharide của nó quay ra mặtngòai của màng nguyên sinh chất Nhóm ngoại saccharide có thể có vai tròđịnh hướng glycoprotein trong màng, và còn có thể có vai trò “nhận biết”giữa các tế bào

Các gốc saccharide thường kết hợp với các nhóm –OH của Ser, Thr vàthường là qua gốc N-acetylglucosamin hoặc N-acetylgalactosamin

Phosphoprotein: có nhóm ngoại là acid phosphoric

- Metalloprotein: trong phân tử metalloprotein có chứa kim loại, các kim loại

thường gặp là: Fe, Mg, Cu, Zn, Mn, Mo…

3.2 Phân loại dựa vào hình dạng của protein

- Protein có khối lượng phân tử tương đối lớn và thay đổi trong một dãi rộng từhơn mười ngàn đến hàng trăm ngàn Dalton hoặc lớn hơn nữa Các phân tửlớn này có thể có dạng cầu (hình hạt, hình bầu dục) hoặc dạng sợi Giữa 2nhóm protein này có khác nhau về một số tính chất

- Các protein hình cầu: tan trong nước hoặc dung dịch muối loãng, rất hoạt

động về mặt hóa học Thuộc nhóm này có hầu hết các protein có hoạt tínhxúc tác: albumin, globulin, hemoglobin, myoglobin… Tỷ lệ giữa các trục dài

và trục ngắn của phân tử bé hơn hoặc bằng 20

Dạng hình cầu của protein

- Ở các protein hình sợi: tỷ lệ giữa các trục lớn hơn nhiều Ví dụ

tropocollagen (đơn vị cấu trúc cơ sở của collagen) có chiều dài 300Å, đường

kính 15Å Các protein hình sợi tương đối trơ về mặt hóa học, chủ yếu có chứcnăng cơ học

Ví dụ: collagen của da, xương, sụn, gân, răng; keratin của tóc, lông; fibroine

của tơ, myosine của cơ…

Protein dạng sợi

3.3 Phân loại dựa vào giá trị dinh dưỡng :

Dựa vào giá trị dinh dưỡng và vai trò sinh lí người ta còn chia các amino acidthành 2 nhóm sau :

- Amino acid thay thế : Gồm có Glycine, Alanine, Serine, Cysteine,

Proline,Tyrosine, Asparagine, Glutamine, acid Aspartic, và acid Glutamic

- Amino acid không thay thế : Trong số 20 amino acid thường gặp trong phân

tử protein có một số amino acid mà cơ thể người và động vật không thể tựtổng hợp được mà phải đưa từ ngoài vào qua đường thức ăn gọi là amino acidcần thiết hoặc amino acid không thay thế Khi thiếu thậm chí chỉ một trong sốcác amino acid cần thiết có thể làm cho protein được tổng hợp ít hơn protein

bị phân giải, kết quả dẫn đến cân bằng nito âm Các amino acid cần thiết đốivới cơ thể còn phụ thuộc vào những điều kiện riêng biệt như : loài động vật,lứa tuổi ….Hàm lượng các amino acid không thay thế và tỷ lệ giữa chúngtrong phân tử protein là một tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá chất lượngprotein Có 8 amino acid cần thiết cho người lớn : Valine, Leucine,Isoleucine, Threonine, Methionine, Phenylalanine, Tryptopphane Đối với trẻ

em có thêm 2 amino acid cần thiết là Arginine và Histidine

4 CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN 4.1 Một số chức năng căn bản của protein

Các protein có chức năng rất đa dạng có thể nói chúng thực hiện hầu hết cácchức năng căn bản của chất sống như : các phân tử cấu trúc tế bào, xúc táccác phản ứng sinh hóa, sự vận động, tín hiệu (signals), dữ trữ,vận chuyển, cácchất có hoạt tính sinh học và bảo vệ Có thể phân loại protein theo chức năng:

- Các chất xúc tác : các enzyme hay ferment là nhóm protein lớn nhất và quan

trọng nhất.Có hàng nghìn enzyme và mỗi cái xúc tác một kiểu phản ứng sinhhóa nhất định.Các enzyme tương đồng từ các loại sinh vật khác nhau khônggiống nhau về cấu trúc hóa học, thậm chí khi chúng còn xúc tác một phảnứng Các phân tử enzyme thường có cấu trúc không gian hình khối cuộn(globular) và có trung tâm hoạt tính Có những enzyme sẽ làm nhiệm vụ điềuhòa với cấu trúc lập thể

- Các dạng protein cấu trúc : Đây là nhóm protein lớn thứ hai một số chủ yếu

như : Glycoprotein tạo vỏ và thành tế bào của các protein tham gia cấu trúcmàng, α−¿keratin tham gia cấu tạo da,long vũ,móng và guốc động vật,Sklerotin tạo thành vỏ ngoài của con trùng, Fibroin là tơ của kén dâu tằm sợimạng nhện, Ferritine protein dạng dữ trữ sắt trong tụy, Zoin là protein củahạt bắp

- Các protein vận chuyển : Hemoglobine là protein của máu vận chuyển O2cho cơ thể, Myoglobine là protein vận chuyển O2 trong cơ, Albumin là huyết