Cấu tạo hoá học của prôtêin (bậc một) Cấu trúc bậc một của protein - liên kết peptid (-CO - NH-) Cuối thế kỷ XIX nhà sinh hoá học Nga Đa-nhi-lep-ski đã đề ra giả thuyết rằng các acid amin liên kết với nhau nhờ bên kết giữa nhóm carboxyl và nhóm quan (- Co - NH -) gọi là mạch peptid. ông đề ra thuyết này khi nghiên cứu phản ứng Biurê ở các dạng protein. Giả thuyết của Đanhilepski ngay sau đó đã được nhà sinh hoá học người Đức là Fisher xác minh bằng thực nghiệm. Fisher đã tách riêng và nghiên cứu tỷ mỹ 19 acid amin và đã thử tổng hợp các peptid theo kiểu phản ứng sau đây: Dùng dẫn xuất cloranhydric của một acid béo nào đó cho tác dụng với acid quân ta sẽ được một hợp chất trung gian. Đem nó cho tác dụng với amiac ta sẽ thu được một dipeptid : Dùng phản ứng này để nhân dài chuỗi peptid Người ta thấy tính chất của các peptid tổng hợp được giống tính chất của sản phẩm thuỷ phân protein chưa triệt để. Trong thực hành người ta gọi peptid thuỷ phân được là pepton hoặc albumose. Do đó ta có thể nói: Cơ sở cấu trúc bậc một của protein là mạch peptid (- Co - NH -), mạch được hình thành giữa nhóm carboxyl của acid amin thứ nhất với nhóm quan của aciđ quan tiếp theo sau khi loại khu đi một phân tử nước. Đây là liên kết đồng hoá trị nên nó rất bền vững. Nhờ phương pháp nghiên cứu tinh thể bằng quang tuyến Rơn-ghen người ta thấy những mạch peptid ở cấu trúc bậc một có hình thể và kích thước theo sơ đồ sau: Tuỳ thuộc vào số lượng acid quân ta có dipeptid, tripeptid, tetrapeptid và polypeptid. Tên gọi những peptid đơn giản dựa theo tên của acid amin hợp thành, những chất có - Co - đều biến đuôi -in thành -yl chất sau cùng có - COOH thì giữ nguyên tên. Ví dụ: glycyl- alanin. Tính đặc trưng của protein không những phụ thuộc vào số lượng mà còn phụ thuộc vào thứ tự sắp xếp của các acid amin trong chuỗi peptid. Mỗi protein có số lượng và thứ tự sắp xếp các acid amin riêng và như vậy nó có chức năng riêng. Nếu có 3 acid amin A, B và C ta có thể sắp xếp thành 6 peptid khác nhau ABC, ACB, BạC, BCA, CAB, CBA, có nghĩa là 1. 2. 3 = 6 Qui tắc chung là pH : 1. 2. 3 n = n ! Nếu có 20 acid quân ta được con số peptid gồm 19 chữ số sau: 2.432.902.008.176.640.000 Cấu trúc bậc một của protein là yếu tố di truyền hết sức ổn định. Mỗi tổ hợp có thứ tự sắp xếp acid amin khác nhau, chỉ cần một acid amin nào đó trong tổ hợp khác đi thì tính chất vật lý, hoá học và sinh học của protein khác đi rất xa. Ta lấy một vài thí dụ về cấu trúc bậc một của protein * Hồng cầu của người có 600 - 640 acid amin. Khi thứ tự của vlin và acid glutamic ở vỉ trí thứ 6 và 7 đổi chỗ cho nhau đã làm cho hồng cầu từ hình tròn biến thành hình lưỡi liềm (mà hồng cầu hình lưỡi liềm là một bệnh di truyền và là nguyên nhân gây ra thoái hoá giống). * Phân tử insulin là một polypetid bao gồm 5 1 acid amin chuỗi A có 2 1 gốc acíd quan và chuỗi B có 30 gốc acid amin. Hai chuỗi nối với nhau bởi 2 cầu dìsulfit: cầu thứ nhất giữa gốc cystein ở vị trí 20 của chuỗi A và vị trí 19 của chuỗi B; cầu thứ hai giữa gốc cystein ở vi tư thứ 7 của cả 2 chuỗi. Ở các động vật khác nhau, chúng chỉ khác nhau ở acid amin thứ 8, 9, 10. 8 9 10 Bò Alanin Serin Valin Lợn Treonin Serin Isoleucin Cừu Alanin Glycin Valin * Ocytocin và vasopressin là hai loại hormon của thuỳ sau tuyến yên, chúng đều có 9 acid amin, nhưng sắp xếp chỉ khác nhau ở vị trí số 3 và số 8. Ocytocin có tác dụng làm tăng co bóp cơ trơn tử cung, còn vasopressin làm tăng huyết áp động mạch, chống lợi tiểu. Việc phát hiện ra cấu trúc bậc một của các protein là một thành tựu rất lớn trong hoá học protein. Nó là cấu trúc quan trọng nhất, quyết định hình dạng và hoạt tính sinh học của các protein khác nhau. Tính muôn hình muôn vẻ của protein trước hết là đặc tính sinh học phụ thuộc vào cấu trúc bậc một. Hiện tượng đặc trưng sinh học chính là sự khác nhau về cấu trúc và chức năng của protein và là nguyên do của tính đặc trưng, đặc thù của sinh vật, tức là khác nhau về loài, giống, từng cá thể và các bộ phận trong từng cá thể Quá trình di truyền ở sinh vật chính là hiện tượng truyền đạt lại cho đời sau cấu trúc bậc một của protein đặc thù của loài giống. Cấu trúc của proteín được mã hoá qua thiết kế mã di truyền ở acid nucleic. . Cấu tạo hoá học của prôtêin (bậc một) Cấu trúc bậc một của protein - liên kết peptid (-CO - NH-) Cuối thế kỷ XIX nhà sinh hoá học Nga. tính chất vật lý, hoá học và sinh học của protein khác đi rất xa. Ta lấy một vài thí dụ về cấu trúc bậc một của protein * Hồng cầu của người có 600