Bài giảng Hóa sinh học: Chương 2 - TS. Nguyễn Thị Hồng Loan

Bài giảng Hóa sinh học - Chương 2: Protein cung cấp cho người học những kiến thức về cấu tạo, thành phần nguyên tố của protein, các amino acid cấu tạo nên protein, sự liên kết giữa các amino acid bằng liên kết peptide, phản ứng đặc trưng của liên kết peptide,... Mời các bạn cùng tham khảo.

•  Đối tượng nghiên cứu của hoá sinh học

•  Hoá sinh học ra đời và phát triển thế nào ?

•  Các phương pháp để nghiên cứu

•  Sự liên quan giữa hoá sinh học và các chuyên ngành khoa học khác của sinh học

HÓA SINH HỌC

Hoá sinh học là gì?

•  Nghiên cứu: thành phần, cấu tạo, tính chất, cấu trúc và chức năng của các hợp chất sống và các quá trình chuyển hoá của chúng trong cơ thể sống

Protein, enzyme, saccharide, acid nucleic, lipid, hormon…

•  Nghiên cứu cơ sở phân tử của sự sống ở mức độ thấp nhất, gốc gác

•  Cố gắng để giải thích cuộc sống qua các phản ứng của hoá sinh học

HÓA SINH HỌC

§  Mục tiêu môn học:

v   Phần lý thuyết: Cần hiểu được thành phần cấu tạo, cấu trúc, tính chất, chức

năng và sự chuyển hoá, điều hoà của các chất trong hệ thống sống, đồng thời giải thích được những hiện tượng cơ bản liên quan đến các quá trình chuyển hoá vật chất trong cơ thể sống.

v   Phần thực hành: Sinh viên hiểu được nguyên lý và biết thực hiện được các

thí nghiệm cơ bản trong nghiên cứu hoá sinh học, các phản ứng thường dùng để phát hiện, nhận biết một số thành phần hoá học cơ bản của hệ thống sống và làm quen với một số phương pháp định lượng thông thường các chất này, qua đó làm sáng tỏ, cũng cố kiến thức lý thuyết đã học

KHÁI QUÁT VỀ CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC

Chương 10: Trao đổi Saccharide Chương 11: Trao đổi lipid

Chương 12: Trao đổi acid nucleic Chương 13: Trao đổi protein

Chương 14: Giới thiệu về công nghệ DNA tái tổ hợp

TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH

1   Phạm Thị Trân Châu, Trần Thị Áng, Lê Thị Phương Hoa, Nguyễn Huỳnh Minh Quyên, Đào Văn Tấn (2016) Hoá sinh học NXB Giáo dục

2   Phạm Thị Trân Châu, Trần Thị Áng (2009) Hoá sinh học NXB Giáo dục

3   Nguyễn Quang Vinh, Bùi Phương Thuận, Phan Tuấn Nghĩa (2004) Thực tâp hoá sinh học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội

4   Nelson, D L., Cox, M M (2017) Lehninger principles of biochemistry The 7 th Edition, Worth Publishers, New York

VÀI NÉT VỀ CÁCH HỌC, KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ

Cách học:

§   Đọc trước phần lý thuyết ở nhà

§   Lưu ý những vấn đề không hiểu (đưa ra câu hỏi)

§   Tham gia tích cực các bài giảng, thảo luận chuyên môn ở lớp

Kiểm tra, đánh giá:

§   Thường xuyên: Thông qua mức độ tích cực giờ học ở lớp, thảo luận, trả lời các vấn đề CBGD nêu ra trong các bài giảng

§   Giữa kỳ: Trắc nghiệm, 20 câu hỏi thuộc phần I của giáo trình

§   Cuối kỳ: Trắc nghiệm và các câu hỏi ngắn (90 phút)

Tổng thời gian lên lớp lý thuyết: 30 tiết, 15 tuần

Sơ lược về lịch sử và phát triển của Hoá sinh học

(Nội dung Chương Mở đầu)

•  1828: tổng hợp được urea (Friedich Wohler)

•  1897: Thử nghiệm thành công lên men vô bào (Eduard Buchner), giải nobel Hoá học năm 1907

•  1926: Kết tinh urease từ cây đâu kiếm (Jame Sumner), 1946 giải Nobel Hoá học với phương pháp kết tinh protein

•  Nửa đầu thế kỷ 20: phát hiện thấy sự liên quan giữa một số bệnh tật, hormon, vitamin và vai trò của chúng

•  36-50: Ra đời kính hiển vi, cho phép nghiên cứu các bào quan

•  Đến năm 1950 - tính chất các chất chủ yếu và con đường trao đổi của chúng trong cơ thể sống

•  1953: Cấu trúc xoắn kép và nguyên tắc bổ sung của DNA (công bố bởi Watson, Crick và Wilkin)

•  1959: Tổng hợp DNA trong ống nghiệm (Arthur Kormberg), người đầu tiên phân lập DNA pol I

•  60-62: Các phát hiện cơ chế biểu hiện gen (Monod và Jacob)

•  61-66: Giải mã di truyền và mã bộ ba (Niren Berg và Khorana)

•  1973: Ra đời công nghệ DNA tái tổ hợp (Boyer và Cohen)

•  1982: Phát hiện ra ribozyme (Thormas Cech)

•  1983: Nhân bản gen trong ống nghiệm (Kary Mullis)

•  1998: Phát hiện ra các RNA gây nhiễu (Craig Mello and Andrew Fire)

•  2001: Giải xong trình tự gen

•  2009: Giải xong trình tự epigenome của người

•  Xu hướng: tìm hiểu quá trình sinh tổng hợp protein, acid nucleic, liên quan giữa biến đổi di truyền và bệnh lý, các cơ chế phân tử của hoạt động trong cơ thể sống….nhằm điều khiển hoạt động và quá trình sống theo hướng có lợi nhất, bảo vệ môi trường và sức khoẻ của con người

Các phương pháp nghiên cứu Hoá sinh

Phần 1.

Cấu Trúc Và Chức Năng Của Các Phân Tử Sống

CHƯƠNG 2 PROTEIN

Những vấn đề chính của chương:

2.1 Cấu tạo, thành phần nguyên tố của protein

2.2 Các amino acid cấu tạo nên protein

2.3 Sự liên kết giữa các amino acid bằng liên kết peptide, phản

ứng đặc trưng của liên kết peptide

2.4 Cấu tạo, đặc tính, phân loại và vai trò sinh học của protein 2.5 Giới thiệu về các phương pháp tách chiết, tinh sạch và

nghiên cứu cấu trúc của protein

Lưu ý các chức năng/vai trò sinh học của protein

PROTEIN

•  Tên khác là protit, đạm

mọi tế bào và cơ thể sống, mang tính đặc trưng cho từng loài, cơ thể, mô, cơ quan, bào quan

§   Hàm lượng protein: Thịt gà > thuỷ hải sản > thịt, cá nước ngọt > sữa, trứng

khác: S, P, Mg, Ca, Fe… (tỷ lệ tương ứng C: 50-55%, H: 6,5-7,3%, O: 21-24%, N: 15-18%, S;-0-0,24%)

acid chuẩn)

CẤU TẠO, THÀNH PHẦN NGUYÊN TỐ

CỦA PROTEIN

α-L-AMINO ACID

PHÂN LOẠI CÁC AMINO ACID CẤU TẠO NÊN PROTEIN

Lưu ý cách phân loại khác:

§   Monoaminmonocarboxylic

§   Monoaminodicarboxylic

§   Diaminomonocarboxylic

MỘT SỐ AMINO ACID KHÔNG CHUẨN

SỰ HÌNH THÀNH CHUỖI POLYPEPTIDE

CÁC LIÊN KẾT TRONG MỘT ĐƠN VỊ PEPTIDE

CÁC AMINO ACID CẤU TẠO NÊN PROTEIN

CÁC BẬC CẤU TRÚC CỦA PROTEIN

Bậc I II III IV

Định nghĩa, các đặc trưng, liên kết làm bền

Vai trò của nghiên cứu cấu trúc

Ø  ü 

ü 

ü 

•  α

• 

α

Xoắn alpha

dọc trục xoắn là 1.5 Å

của C=O này với nhóm amide (=N-H) cách đó 4 gốc

CẤU TRÚC XOẮN ALPHA NHÌN TỪ

CÁC GÓC ĐỘ KHÁC NHAU

ẢNH HƯỞNG CỦA TRÌNH TỰ ĐẾN ĐỘ ỔN

ĐỊNH CỦA HELIX

•  Không phải tất cả các trình tự của chuỗi

polypeptide đềut tham gia vào cấu trúc xoắn α

•  Các amino acid kỵ nước với R nhỏ như Ala và

Leu thuận tiện cho hình thành cấu trúc

•  Pro có amin bậc 2 nên liên kết N-C a khó quay

cho hình thành cấu trúc

•   Gly quá nhỏ và thường tạo thành cấu hình khác

Kết Quả Phân Tích Cấu Trúc Bậc 2 Bằng CD

(Circular dichroism spectroscopy)

CẤU TRÚC QUAY BETA

CÁC TRÚC BẬC IV CỦA HEMOGLOBIN

MỘT SỐ PROTEIN KHÁC NHAU

(Dalton) amino acid peptide

CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PROTEIN

1.  Trình tự và thành phần ?

2.  Cấu trúc bậc III ?

3.  Vai trò hoá sinh học của nó ?

4.  Chức năng ?

5.  Tương tác với các đại phân tử ?

6.  Mối liên quan với các protein khác ?

7.  Vị trí của nó trong tế bào ?

8.  Đặc tính hoá sinh lý ?

u  

ü  ü  ü  ü  ü