Cấu trúc, cơ chế tổng hợp, chức năng của prôtêin

- Có hơn 20 loại axit amin khác nhau tạo nên các prôtêin, mỗi axit amin có 3 thành phần: gốc cacbon R, nhóm amin... - Trên phân tử các axit amin liên kết với nhau bằng các liên kết pepti

Cấu trúc, cơ chế tổng hợp,

chức năng của prôtêin, tính đặc trưng và đa dạng của

prôtêin

1 Cấu trúc của prôtêin

a) Cấu trúc hoá học:

- Là hợp chất hữu cơ gồm 4 nguyên tố

cơ bản C, H, O, N thường có thêm S va` 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 axit amin

- Có hơn 20 loại axit amin khác nhau tạo nên các prôtêin, mỗi axit amin có 3

thành phần: gốc cacbon (R), nhóm amin

(-NH2) và nhóm cacbôxil (-COOH),

chúng khác nhau bởi gốc R Mỗi axit

amin có kích thước trung bình 3Å

- Trên phân tử các axit amin liên kết với nhau bằng các liên kết peptit tạo nên

chuỗi pôlipeptit Liên kết peptit được tạo thành do nhóm cacbôxil của axit amin này liên kết với nhóm amin của axit

amin tiếp theo và giải phóng 1 phân tử nước Mỗi phân tử prôtêin có thể gồm 1 hay nhiều chuỗi pôlipeptit cùng loại hay khác loại

- Từ 20 loại axit amin 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 axit amin

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

b) Cấu trúc không gian

Prôtêin có 4 bậc cấu trúc cơ bản

- Cấu trúc bậc 1: do các axit amin liên kết với nhau bằng liên kết peptit, đứng ở đầu mạch pôlipeptit là nhóm amin, cuối mạch là nhóm cacboxyl

- Cấu trúc bậc 2: có dạng xoắn trái, kiểu chuỗi anpha, chiều cao một vòng xoắn 5,4Å với 3,7 axit amin / 1 vòng xoắn còn

ở chuỗi bêta mỗi vòng xoắn lại có 5,1

axit amin Có những prôtêin không có cấu trúc xoắn hoặc chỉ cuộn xoắn ở một phần của pôlipeptit

- Cấu trúc bậc 3: Là hình dạng của phân

tử prôtêin trong không gian ba chiều, do xoắn cấp 2 cuốn theo kiểu đặc trưng

cho mỗi loại prôtêin, tạo thành những

khối hình cầu

- Cấu trúc bậc 4: Là những prôtêin gồm

2 hoặc nhiều chuỗi pôlipeptit kết hợp với nhau Ví dụ, phân tử hêmôglôbin gồm 2 chuỗi anpha và 2 chuỗi bêta, mỗi chuỗi chứa một nhân hem với một nguyên tử

Fe

2 Cơ chế tổng hợp prôtêin

Gồm 2 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Tổng hợp ARN để chuyển

thông tin di truyền từ gen sang sản

phẩm prôtêin (xem phần tổng hợp ARN)

Giai đoạn 2: Tổng hợp prôtêin ở tế bào

chất gồm 4 bước cơ bản

+ Bước 1: Hoạt hoá axit amin Các axit

amin tự do có trong bào chất được hoạt hoá nhờ gắn với hợp chất giàu năng

lượng ađenôzintriphôtphat (ATP) dưới tác dụng của một số loại enzim Sau đó, nhờ một loại enzim đặc hiệu khác, axit amin đã được hoạt hoá lại liên kết với tARN tương ứng để tạo nên phức hợp

axit amin – tARN (aa – tARN)

+ Bước 2: Mở đầu chuỗi pôlipeptit có sự

tham gia của ribôxôm , bộ ba mở đầu

AUG, tARN axit amin mở đầu tiến vào ribôxôm đối mã của nó khớp với mã mở đầu trên mARN theo NTBS Kết thúc

giai đoạn mở đầu

+ Bước 3: Kéo dài chuỗi pôlipeptit, tARN

vận chuyển axit amin thứ nhất tiến vào ribôxôm đối mã của nó khớp với mã mở đầu của mARN theo nguyên tắc bổ

sung aa1 – tARN tới vị trí bên cạnh, đối