Protein cấu trúc chức năng và công nghệ chức năng cấu trúc và chức năng xúc tác của

Protein cấu trúc chức năng và công nghệ chức năng cấu trúc và chức năng xúc tác của Protein cấu trúc chức năng và công nghệ chức năng cấu trúc và chức năng xúc tác của Protein cấu trúc chức năng và công nghệ chức năng cấu trúc và chức năng xúc tác của Protein cấu trúc chức năng và công nghệ chức năng cấu trúc và chức năng xúc tác của

CHỨC NĂNG CẤU TRÚC

VÀ CHỨC NĂNG XÚC

TÁC CỦA

PROTEIN Protein: Cấu trúc chức năng và

công nghệ

Chức năng cấu trúc của Protein

1

Protein có chức năng làm khung, tạo

1 Protein có chức năng làm khung, tạo sự liên

kết và là giá đỡ

Protein cấu trúc giúp tăng sức mạnh cơ học của vách tế bào, duy trì hình dạng của tế bào

Vách tế bào thực vật

Một số tế bào có vách tế bào chủ yếu là protein và

carbohydrate

3

1 Protein có chức năng làm khung, tạo sự liên

kết và là giá đỡ

✔ Các protein cấu trúc liên kết với các phân tử DNA, RNA, lipid và

carbohydrate hoặc tạo nên bởi một lượng lớn các protein khác nhau giúp

ổn định cấu trúc, tạo sự linh động và độ bền

Hình 1 Cấu trúc tiểu phần lớn 50S của ribosome vi khuẩn Ribosomal RNA (red, grey), Protein (blue, green)

✔Ribosome bao gồm rRNA và hơn 100 loại protein

🡪Protein có chức năng ổn định cấu trúc gấp cuộn

của rRNA đảm bảo chức năng xúc tác

Protein tạo nên các cấu trúc bên trong tế bào

4

1 Protein có chức năng làm khung, tạo sự liên kết và là

giá đỡ

⮚ Thay đổi cấu trúc khi đáp ứng kích thích từ bên ngoài

⮚ Tạo khung hoạt động cho các quá trình sinh học

⮚ Một số cấu trúc chỉ tồn tại tạm thời, bị phá hủy khi hoàn

thành chức năng (fibrinogen)

⮚ Sự hình thành không phù hợp của các cấu trúc như

vậy có thể làm cơ sở cho các bệnh nghiêm trọng của

con người Sự đông máu không được kiểm soát có thể

dẫn đến huyết khối gây tử vong

Protein có tinh linh động

5

2 Protein tạo thành các cấu trúc bền vững của

2 Protein tạo thành các cấu trúc bền vững của

tế bào và sinh vật

⮚ Protein cấu trúc có trình tự là những motifs lặp lại đơn giản

trong chuỗi α hoặc phiến β tạo ra số lượng lớn và sự đều đặn các tương tác yếu 🡪 tạo sự bền vững cho các cấu trúc

⮚ Các tổ hợp cấu trúc còn được ổn định bằng cách liên kết

chéo cộng hoá trị giữa các protein cấu tạo nên chúng

Các cấu trúc được ổn định bởi số lượng lớn các liên kết yếu

và các liên kết cộng hóa trị

7

⮚ Protein cấu trúc có trình tự là những motifs lặp lại đơn giản

trong chuỗi α hoặc phiến β tạo ra số lượng lớn và sự đều đặn các tương tác yếu tạo sự bền vững cho các cấu trúc

⮚ Các tổ hợp cấu trúc còn được ổn định bằng cách liên kết

chéo cộng hoá trị giữa các protein cấu tạo nên chúng

Các cấu trúc được ổn định bởi số lượng lớn các liên kết yếu

và các liên kết cộng hóa trị

⮚ Protein cấu trúc có trình tự là những motifs lặp lại đơn giản

trong chuỗi α hoặc phiến β tạo ra số lượng lớn và sự đều đặn các tương tác yếu tạo sự bền vững cho các cấu trúc

⮚ Các tổ hợp cấu trúc còn được ổn định bằng cách liên kết

chéo cộng hoá trị giữa các protein cấu tạo nên chúng

Các cấu trúc được ổn định bởi số lượng lớn các liên kết yếu

và các liên kết cộng hóa trị

Cấu tạo: gồm 3 chuỗi polypeptide (chuỗi anpha) xoắn trái

cuộn lại với nhau theo chiều xoắn phải Mỗi chuỗi trong

bộ 3 này được tạo ra bởi sự lặp lại chuỗi (GlyXY)n

Cấu trúc collagen được ổn định bởi các liên kết hidro và

liên kết cộng hóa trị

Chức năng: chất keo liên kết các tế bào lại với nhau để

hình thành các mô và cơ quan nền tảng trong cơ thể

2 Protein tạo thành các cấu trúc bền vững của

tế bào và sinh vật

Cấu trúc Collagen: trình tự GlyXY lặp lại, trong đó X là thường proline (trong ví dụ được hiển thị ở đây, Y là cũng proline)

Collagen

8

2 Protein tạo thành các cấu trúc bền vững của

tế bào và sinh vật

Liên kết hidro giữa 3 chuỗi polypeptide

trong phân tử collagen

Liên kết cộng hóa trị của các phân tử collagen

A Liên kết chéo cộng hóa trị được hình thành từ 2 lysine bị oxy hóa

B Liên kết chéo cộng hóa trị được hình thành từ 1 lysine và 2 hydroxylysine

3 Một số protein có cả chức năng cấu trúc và chức năng xúc tác

⮚ Một số protein cấu trúc vẫn có

chức năng xúc tác

⮚ Việc thực hiện chức năng của tổ

hợp protein này phụ thuộc vào

sự thay đổi cấu trúc của một

hoặc một số thành phần trong tổ

hợp

⮚ Ví dụ: Myosin II có cả chức năng

cấu trúc (hình thành sợi actin) và

4 Một vài protein cấu trúc được xem như giàn đỡ

Scaffold protein là protein cung cấp một

nền tảng không gian để các protein khác

tập hợp lại hình thành các phức hợp có

chức năng

Ví dụ : Ste5p scaffold của nấm men tổ

chức không gian cho các thành phần của

chuỗi kinase_Mitogen - activated protein

kinase (MAPK)_có chức năng đáp ứng với

sự trao đổi pheromone ở nấm men

1 1

Chức năng xúc tác của Protein

12

CHỨC NĂNG

XÚC TÁC

KHÁI NIỆM

ỨNG DỤNG ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT

13

KHÁI NIỆM

1

⮚ Xúc tác là một hiện tượng làm tăng tốc độ phản ứng nhờ chất

xúc tác nhằm đưa hệ thống về trạng thái cân bằng.

⮚ Chất xúc tác (catalysts) là chất làm tăng tốc độ phản ứng hóa

học mà không bị biến đổi vĩnh viễn.

⮚ Thành phần là Protein hoặc acid Nucleic.

14

Thành phần là protein hoặc axit

nucleic

proteinase K Ribozyme Hammerhead

15

Cơ chế hoạt động của enzym

16

ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT

2

⮚ Chất xúc tác đẩy nhanh tốc độ phản ứng hóa học mà không

thay đổi cân bằng tổng thể của nó

⮚ Hiệu quả xúc tác phụ thuộc vào cấu trúc enzyme và đặc tính hóa

học của các axid amin

⮚ Sự xúc tác làm giảm rào cản năng lượng hoạt hóa để phản ứng

dễ dàng diễn ra

17

- Trong quá trình xúc tác, enzyme chỉ

tham gia vào các phản ứng trung gian

và không đóng vai trò như những chất

tham gia phản ứng

- Tốc độ các phản ứng thuận nghịch

cũng được enzyme làm tăng theo cả

hai chiều

∆ G không đổi tức là chất xúc tác không

quyết định chiều đi của phản ứng,

⮚ Enzyme không làm dịch chuyển trạng thái

cân bằng của phản ứng

Hằng số cân bằng_Keq (equilibrium constant) là tỉ số của tích nồng độ

sản phẩm với tích nồng độ chất tham gia phản ứng

A + B C + D (Keq1) A + B C + D

2.2 Hiệu quả xúc tác phụ thuộc vào cấu trúc enzyme và đặc tính hóa học của các axid amin

⮚ Hiệu quả xúc tác phụ thuộc vào cấu trúc enzyme

Cấu trúc không gian 3 chiều của từng loại enzyme xác định những tính chất căn bản cuả enzym

✔ Emzyme có thể liên kết với các nhóm bổ sung không phải protein

✔ Enzym có thể biến đổi cấu trúc không gian trong quá trình liên kết 22

⮚ Hiệu quả xúc tác phụ thuộc vào cấu trúc enzyme

23

⮚ Đặc tính hóa học của các acid amin

24

⮚ Sự xúc tác làm giảm rào cản năng lượng hoạt hóa để phản ứng

dễ dàng diễn ra

Các chất ở trạng thái cơ bản có chứa năng lượng tự do Giữa

trạng thái cơ bản và trạng thái hoạt hóa của một chất có một rào

cản gọi là rào cản năng lương hoạt hóa Năng lượng cần thiết để

vượt qua rào cản này được gọi là năng lượng hoạt hóa Trong

quá trình chuyển đổi từ trạng thái cơ bản sang trạng thái hoạt hóa

các chất sẽ trải qua một trạng thái trung gian gọi là trạng thái

năng lượng hoạt hóa này càng cao, phản ứng xẩy ra càng chậm

25

Xúc tác phản ứng của carbamoyl phosphate và aspartate

bởi enzyme aspartate transcarbamoylase phụ thuộc vào

việc giữ các chất nền ở gần và định hướng chính xác 26

ỨNG DỤNG

3

27

THANK YOU

2 8