(TIỂU LUẬN) 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 tạo nênchuỗi polypeptide.. 2.2 Cấu Trúc Về Mặt Không Gian Của Protein Protein có

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

ĐỀ TÀI : CẤU TRÚC PHÂN LOẠI VÀ CHỨC 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

từ cô

Hơn hết chúng em cũng xin cảm ơn quý thầy cô trong khoa Công Nghệ Thực

Phẩm cùng ban lãnh đạo trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TPHCM đã

tạo điều kiện học tập, gián tiếp hỗ trợ chúng em trong suốt quá trình học tập vừaqua

Qua quá trình học tập và thảo luận cùng nhau, em xin gửi lời cảm ơn đến từng bạntrong nhóm, vì đã giúp đỡ nhau trong quá trình hoàn thành bài tập

Nhóm em đã nổ lực và cô gắng hết sức, nhưng thời gian và lượng kiến thức còn hạnchế nên cũng không thể tránh khỏi sai sót Mong cô cũng như các bạn đóng góp ýkiến cho nhóm em có thể cải thiện vào những bài tiểu luận sau

Cảm ơn mọi người vì đã đọc và góp ý

BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC

Họ tên sinh viên Mssv Công việc thực hiện

- Tìm hiểu nội dung

về cấu trúc của

Ngô Thanh Trúc 2005201065 protein

- Tổng hợp toàn bộnội dung thành bảnwork hoàn chỉnh

- Tìm hiểu về nội

Cao Nguyễn Thanh 2005201237 dung chức năng

- Kiểm lại trước khinộp

- Tìm hiểu nội dung

Võ Thị Thúy Vân 2005200302 về phân loại

protein

- Kiểm tra lỗi chính

tả trong bài

- Tìm hiểu nội dung

Trần Dương Tài Lộc 2005200730 về phân loại

protein

- Chỉnh sửa địnhdạng bản work

- Tìm hiểu về nội

Nguyễn Hoàng Thiện 2005201244 dung chức năng

của protein

3

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 conngười quan tâm nhất đó chính là sức khỏe của bản thân có sức khỏe thì mới làm ratiền bạc để có thể công hiến cho xã hội Thực hiện một chế độ ăn uống thích hợpđầy đủ các chất cần thiết cho cơ thể trong đó có một chất mà con người chúng takhông thể nào thiếu 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 trúc phứctạp và đóng vai trò quan trọng trong hoạt động của tất cả các cơ quan của cơ thể

- Các protein thực hiện hầu hết các công việc trong tế bào và cần thiết cho cấu trúc, 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 bộphận hoặc mô khác của cơ thể Protein đóng vai trò như các enzym tạo ra nhiều phản ứnghóa học và hemoglobin vận chuyển oxy trong máu của chúng ta

- Mỗi loại protein sau khi được tạo ra, chỉ tồn tại trong một khoảng thời gian nhấtđịnh, có loại chỉ tồn tại vài phút, có loại có thể tồn tại hàng năm Sau đó, protein bị thoáihóa và được tái sinh bởi bộ máy tế bào thông qua quá trình luân chuyển protein

- Do protein chiếm tới 50% khối lượng thô của tế bào, là thành phần thiết yếu cấutrúc, hình thành, duy trì, tái tạo cơ thể nên cơ thể cần bổ sung protein qua chế độ ăn hàngngày Nếu cơ thể thiếu protein sẽ dẫn đến nhiều hậu quả nghiêm trọng như suy dinhdưỡng, chậm lớn, hay ốm đau, bệnh tật do sức đề kháng giảm

7

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 và đôi lúc có P

- Thuộc loại đại phân tử, phân tử lớn nhất dài 0,1 micromet, phân tử lượng có thể 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 3thành phần: gốc cacbon (R), nhóm amin (-NH2) và nhóm carboxyl (-COOH), chúng khácnhau bởi gốc R

Công thức tổng quát của protein

- Trên phân tử các amino acid liên kết với nhau bằng các liên kết peptide tạo nênchuỗi polypeptide Liên kết peptide được tạo thành do nhóm carboxyl của amino acid nàyliên kết với nhóm amin của amino acid tiếp theo và giải phóng 1 phân tử nước Mỗi phân

tử protein có thể gồm một hay nhiều chuỗi polypeptide cùng loại

Liên kết peptit của protein

- Từ 20 loại amino acid kết hợp với nhau theo những cách khác nhau tạo nên vô sốloại prôtêin khác nhau (trong các cơ thể động vật, thực vật ước tính có khoảng 1014 –

1015 loại prôtêin) Mỗi loại prôtêin đặc trưng bởi số lượng, thành phần và trình tự sắpxếp các amino acid trong phân tử Điều đó giải thích tại sao trong thiên nhiên các prôtêinvừa rất đa dạng, lại vừa mang tính chất 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 chuỗi polypeptide.Đầu mạch polypeptide là nhóm amin của amino acid thứ nhất và cuối mạch là nhómcarboxyl của amino acid cuối cùng Cấu trúc bậc một của protein thực chất là trình tự sắpxếp của các amino acid trên chuỗi polypeptide Cấu trúc bậc một của protein có vai trò tốiquan trọng vì trình tự các amino acid trên chuỗi polypeptide sẽ thể hiện tương tác giữacác phần trong 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 tự sắp xếp củacác amino acid có thể dẫn đến sự biến đổi cấu trúc và tính chất của protein

Cấu trúc bậc 1 của protein

9

2.2.2 Cấu trúc bậc 2 :

- Là sự sắp xếp đều đặn các chuỗi polypeptide trong không gian Chuỗi polypeptidethường không ở dạng thẳng mà xoắn lại tạo nên cấu trúc xoắn α và cấu trúc nếp gấp β,được cố định bởi các liên kết Hydro giữa những amino acid ở gần nhau Các protein sợinhư keratin, Collagen (có trong lông, tóc, móng, sừng)gồm nhiều xoắn α, trong khi cácprotein hình cầu có nhiều nếp gấp β hơn

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 có hìnhdạng lập thể đặc trưng cho từng loại protein.Cấu trúc không gian này có vai trò quyếtđịnh đối với hoạt tính và chức năng của protein Cấu trúc này lại đặc biệt phụ thuộc vàotính chất của nhóm -R trong các mạch polypeptide Chẳng hạn nhóm -R của cystein cókhả năng tạo cầu đisulfur (-S-S-), nhóm - R của prolin cản trở việc hình thành xoắn, từ đó

vị trí của chúng sẽ xác định điểm gấp, hay những nhóm -R ưa nước thì nằm phía ngoàiphân tử, còn các

nhóm kị nước thì chui vào bên trong phân tử Các liên kết yếu hơn như liên kết 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 trúc bậcbốn của protein Các chuỗi polypeptide liên kết với nhau nhờ các liên kết yếu như liên kếtHydro

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 tính

tan 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 sử dụng rộng rãi trongnhiều lĩnh vực Khối lượng phân tử của các protein thuộc nhóm này rất khác nhau, từ12.000 ÷ 60.000 Dalton, hoặc có thể lên đến 170.000 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 độ muối (NH4)2SO4bán bão hòa Ở động vật, globulin có trong huyết thanh máu, lòng trắng trứng Ở thực vật,globulin có trong huyết thanh máu, lòng trắng trứng Ở thực vật, globulin có trong lá vàđặc 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

12

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 nội nhũ chứa tinh bộtcủa hạt hòa thảo (ví dụ gliadin của hạt lúa mì, hordeine của đại mạch, zeine của ngô,penisetin ở kê, secalin của mạch đen…) Ở một số hạt hòa thảo, hàm lượng protein tantrong cồn có thể chiếm đến 30 ÷ 60% protein tổng só của hạt Hàm lượng prolamin tronglúa ít hơn nhiều, vào khoảng 5% Prolamin có khối lượng phân tử rất khác nhau

- Glutelin: chỉ tan trong dung dịch kiềm hoặc acid loãng, có trong nội nhũ hạt

hòa 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 phức tạp 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 tách riêng chúngphải dùng dung dịch muối hoặc acid loãng Nucleoprotein tập trung 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) cómàu đỏ, là nhóm ngoại của myoglobin, hemoglobin, cytochrome c, catalase; riboflavin cómàu vàng, là nhóm ngoại của các flavoprotein (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 kếthợp với protein phần kỵ nước lipid cuộn vào trong, phần apoprotein tạo thành lớp vỏ bọcxung quanh, do đó nó có thể được vận chuyển trong môi trường dịch thể, ví dụ nhưmáu.Trong huyết tương có một số lipoprotein khác nhau về tỷ trọng và có vai trò khácnhau trong quá trình vận 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.Cholesterol lại được vận chuyển đến mô mỡ nhờ lipoprotein có tỷ trọng1,006 ÷ 1,063 Lipoprotein có tỷ trọng 1,063 ÷ 1,210 có vai trò vận chuyểncholesterol từ mô ngoại đến gan.

- Glycoprotein: có nhóm ngoại là saccharide Các saccharide trong glycoprotein có

thể là monosaccharide, oligosaccharide và dẫn xuất của chúng Hàm lượng saccharidetrong phân tử thay đổi khá nhiều, có thể đạt đến 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 và

thường 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 từ hơnmười ngàn đến hàng trăm ngàn Dalton hoặc lớn hơn nữa Các phân tử lớn này có thể códạng cầu (hình hạt, hình bầu dục) hoặc dạng sợi Giữa 2 nhóm 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 tính xúc tác: albumin,globulin, hemoglobin, myoglobin… Tỷ lệ giữa các trục dài và trục ngắn của phân tử béhơn 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

chức năng 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 tự tổng hợp được

mà phải đưa từ ngoài vào qua đường thức ăn gọi là amino acid cần thiết hoặc amino acidkhông thay thế Khi thiếu thậm chí chỉ một trong số các amino acid cần thiết có thể làmcho protein được tổng hợp ít hơn protein bị phân giải, kết quả dẫn đến cân bằng nito âm.Các amino acid cần thiết đối với 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 lượng protein Có 8amino 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