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..
Trang 1BÀI 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
Trang 2từ 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 vừa qua.
Qua quá trình học tập và thảo luận cùng nhau, em xin gửi lời cảm ơn đến từng bạn trong 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 hạn chế nên cũng không thể tránh khỏi sai sót Mong cô cũng như các bạn đóng góp ý kiến cho nhóm em có thể cải thiện vào những bài tiểu luận sau.
Cảm ơn mọi người vì đã đọc và góp ý
Trang 3BẢNG 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 bản work 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
Trang 4MỞ ĐẦU
Trong cuộc sống con người hiện nay đang sống trong một thời đại bất cứ thứ gì cũng trở nên hiện đại và tiên tiến hơn Nhưng vấn đề muôn thuể mà con người quan 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 các chất cần thiết cho cơ thể trong đó có một chất mà con người chúng ta không 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.
Trang 5
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
Trang 6KẾT LUẬN 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26
MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Trang 71 KHÁI NIỆM VỀ PROTEIN
- Protein, hay còn gọi là chất đạm, là những đại phân tử sinh học, có cấu trúc phức tạp 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
bộ phận hoặc mô khác của cơ thể Protein đóng vai trò như các enzym tạo ra nhiều phản ứng hóa 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 nhất 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 trình luân chuyển protein.
- Do protein chiếm tới 50% khối lượng thô của tế bào, là thành phần thiết yếu cấu trúc, hình thành, duy trì, tái tạo cơ thể nên cơ thể cần bổ sung protein qua chế độ ăn hàng ngày Nếu cơ thể thiếu protein sẽ dẫn đến nhiều hậu quả nghiêm trọng như suy dinh dưỡng, chậm lớn, hay ốm đau, bệnh tật do sức đề kháng giảm.
Trang 82 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
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 tạo nên chuỗi polypeptide Liên kết peptide được tạo thành do nhóm carboxyl của amino acid này liên 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
Trang 9- 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 có khoảng 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 giải thích tại sao trong thiên nhiên các prôtêin vừa 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 nhóm carboxyl của amino acid cuối cùng Cấu trúc bậc một của protein thực chất là trình tự sắp xếp của các amino acid trên chuỗi polypeptide Cấu trúc bậc một của protein có vai trò tối quan trọng vì trình tự các amino acid trên chuỗi polypeptide sẽ thể hiện tương tác giữa các phần trong chuỗi polypeptide, từ đó tạo nên hình dạng lập thể của protein và do đó quyết định tính chất cũng như vai trò của protein Sự sai lệch trong trình tự sắp xếp của các amino acid có thể dẫn đến sự biến đổi cấu trúc và tính chất của protein.
Cấu trúc bậc 1 của protein
Trang 10Cấu 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 hình dạng lập thể đặc trưng cho từng loại protein.Cấu trúc không gian này có vai trò quyết định đối với hoạt tính và chức năng của protein Cấu trúc này lại đặc 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 định điểm gấp, hay những nhóm -R ưa nước thì nằm phía ngoài phân tử, còn các
Trang 11nhóm 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 bậc bốn của protein Các chuỗi polypeptide liên kết với nhau nhờ các liên kết yếu như liên kết Hydro.
Cấu trúc bậc 4 của protein
Trang 123 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 trong nhiều lĩnh vực Khối lượng phân tử của các protein thuộc nhóm này rất khác nhau, từ 12.000 ÷ 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)2SO4 bán 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 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 số của hạt và chủ yếu tập trung ở tầng aleurone của hạt Các protein thuộc nhóm này cũng có khối lượng phân tử rất khác nhau và thường có chứa saccharide.
Trang 13Globulin 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 bột của 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 tan trong cồn có thể chiếm đến 30 ÷ 60% protein tổng só của hạt Hàm lượng prolamin trong lúa 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, orizenin của 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 phức hợp có khối lượng phân tử rất lớn gọi là gluten Gluten có cấu trúc không gian cực kì phức tạp.
Trang 14Gluten 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 chúng phải dùng dung dịch muối hoặc acid loãng Nucleoprotein tập trung trong nhân tế bào, ribosome.
Trang 15- 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 các flavoprotein (các dehydrogenase hiếu khí…)
Các chromprotein có hoạt tính sinh học cao, tham gia nhiều trong quá trình sống quan trọng như hô hấp, oxy hóa khử, quá trình thu nhận ánh sáng (như rhodopsin).
Trang 16- 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, phần apoprotein tạo thành lớp vỏ bọc xung quanh, do đó nó có thể được vận chuyển 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 trình vận chuyển lipid
Lipoprotein
Trang 17Ví dụ: chilomicron có tỷ trọng thấp nhất (d < 0,940), vận chuyển triacylglycerol, 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 ÷ 1,006 vận chuyển triacylglycerol đữo tổng hợp trong cơ thể đến mô mỡ Cholesterol lại 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 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 saccharide trong 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 Thuộc nhóm 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 tế bào Các glycoprotein của màng tế bào, phần saccharide của nó quay ra mặt ngòai của màng nguyên sinh chất Nhóm ngoại saccharide có thể có vai trò định 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…
Trang 183.2 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 hơn mười ngàn đến hàng trăm ngàn Dalton hoặc lớn hơn nữa Các phân tử lớn này có thể có dạng 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 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
Trang 19kính 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 acid thành 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 acid không thay thế Khi thiếu thậm chí chỉ một trong số các 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 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 chúng trong phân tử protein là một tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá chất lượng protein 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.
Trang 204 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 các chức năng căn bản của chất sống như : các phân tử cấu trúc tế bào, xúc tác các phản ứng sinh hóa, sự vận động, tín hiệu (signals), dữ trữ,vận chuyển, các chất 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 sinh hóa nhất định.Các enzyme tương đồng từ các loại sinh vật khác nhau không giống nhau về cấu trúc hóa học, thậm chí khi chúng còn xúc tác một phản ứng 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 điều hòa 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 trúc màng, 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 sợi mạng nhện, Ferritine protein dạng dữ trữ sắt trong tụy, Zoin là protein của hạt bắp
- Các protein vận chuyển : Hemoglobine là protein của máu vận chuyển O 2
cho cơ thể, Myoglobine là protein vận chuyển O 2 trong cơ, Albumin là huyết