Home / Hóa 12 - Chương 3 / BÀI 3 – PEPTIT VÀ PROTEIN

BÀI 3 – PEPTIT VÀ PROTEIN

PHẦN 1: LÝ THUYẾT (tải lý thuyết)

A. PEPTIT

I. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI

1. Khái niệm

Peptit là những hợp chất chứa từ 2 đến 50 gốc \[\alpha \] – amino axit liên kết với nhau bằng liên kết peptit.

Liên kết của nhóm –CO– với nhóm –NH– giữa hai đơn vị \[\alpha \] – amino axit được gọi là liên kết peptit.

Ví dụ: đipeptit glyxylalanin \[{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{N — C}}{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{– }}\overbrace {{\text{CO — }}\mathop {\mathop {{\text{NH}}}\limits_| }\limits_{C{H_3}} }^{Lk\,\,peptit}{\text{ –CH — COOH}}\]

Khi thủy phân đến cùng các peptit thì thu được hỗn hợp có từ 2 đến 50 phân tử \[\alpha \] – amino axit.

Peptit có vai trò quan trọng trong sự sống: Một số peptit là hocmon điều hòa nội tiết, một số peptit là kháng sinh của vi sinh vật, polipeptit là cơ sở tạo nên protein.

2. Phân loại

Các peptit được chia làm 2 loại:

a. Oligopeptit gồm các peptit có từ 2 đến 10 gốc \[\alpha \] – amino axit và được gọi tương ứng là đipeptit, tripeptit,… đecapeptit.

b. Polipeptit gồm các peptit có từ 11 đến 50 gốc \[\alpha \] – amino axit. Popipeptit là cơ sở tạo nên protein.

II. CẤU TẠO, ĐỒNG PHÂN VÀ DANH PHÁP

1. Cấu tạo

Phân tử peptit hợp thành từ các gốc \[\alpha \] – amino axit nối với nhau bởi liên kết peptit theo một trật tự nhất định: amino axit đầu N còn nhóm –NH2, amino axit đầu C còn nhóm –COOH.

\[\overbrace {{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{N}}}^{{\text{đầu}}\,\,{\text{N}}}{\text{ – }}\mathop {\mathop {{\text{CH}}}\limits_{\text{|}} }\limits_{{{\text{R}}_{\text{1}}}} {\text{ – }}\overbrace {{\text{CO – NH}}}^{{\text{Lk}}\,\,{\text{peptit}}}{\text{ – }}\mathop {\mathop {{\text{CH}}}\limits_{\text{|}} }\limits_{{{\text{R}}_{\text{2}}}} {\text{ – }}\overbrace {{\text{CO – NH}}}^{{\text{Lk}}\,\,{\text{peptit}}}{\text{ – }}\mathop {\mathop {{\text{CH}}}\limits_{\text{|}} }\limits_{{{\text{R}}_{\text{3}}}} {\text{ – CO – }}…{\text{ – NH – }}\mathop {\mathop {{\text{CH}}}\limits_{\text{|}} }\limits_{{{\text{R}}_{\text{n}}}} {\text{ – }}\overbrace {{\text{COOH}}}^{{\text{đầu}}\,\,{\text{C}}}\]

2. Đồng phân, danh pháp

Mỗi phân tử peptit gồm một số xác định các gốc \[\alpha \] – amino axit liên kết với nhau theo một trật tự nghiêm ngặt.

Việc thay đổi trật tự đó sẽ dẫn tới các peptit đồng phân.

Ví dụ:

\[\eqalign{
& {{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{N – C}}{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{ – CO – NH – }}\mathop {\mathop {{\text{CH}}}\limits_{\text{|}} }\limits_{{\text{C}}{{\text{H}}_{\text{3}}}} {\text{ – COOH}} \cr
& {{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{N – }}\mathop {\mathop {{\text{CH}}}\limits_{\text{|}} }\limits_{{\text{C}}{{\text{H}}_{\text{3}}}} {\text{ – CO – NH – C}}{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{ – COOH}} \cr} \]

Nếu phân tử peptit chứa \[n\] gốc \[\alpha \] – amino axit khác nhau thì số đồng phân loại peptit sẽ là \[n!\]

Tên của các peptit được hình thành bằng cách ghép tên gốc axyl của các \[\alpha \] – amino axit bắt đầu từ đầu N, rồi kết thúc bằng tên của axit đầu C (được giữ nguyên)

Ví dụ:

\[\underbrace {{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{N – C}}{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{ – CO – NH – }}\mathop {\mathop {{\text{CH}}}\limits_{\text{|}} }\limits_{{\text{C}}{{\text{H}}_{\text{3}}}} {\text{ – CO – NH – }}\mathop {\mathop {{\text{CH}}}\limits_{\text{|}} }\limits_{{\text{CH}}{{\left( {{\text{C}}{{\text{H}}_{\text{3}}}} \right)}_{\text{2}}}} {\text{ – COOH}}}_{{\text{Đoc}}\,\,{\text{là}}\,\,{\text{Glyxylalanylvalin}}\,\,{\text{hay}}\,\,{\text{Gly – Ala – Val}}}\]

III. TÍNH CHẤT

1. Tính chất vật lí

Các peptit thường ở thể rắn, có nhiệt độ nóng chảy cao và dễ tan trong nước.

2. Tính chất hóa học

Do peptit có chứa các liên kết peptit nên nó có hai phản ứng điển hình là phản ứng thủy phân và phản ứng màu biure.

a. Phản ứng màu biure

Cho vài ml dung dịch peptit vào ống nghiệm đựng Cu(OH)2 (tạo ra khi cho dung dịch CuSO4 tác dụng với dung dịch NaOH), thấy Cu(OH)2 tan ra và thu được phức chất có màu tím đặc trưng.

Phản ứng này được gọi là phản ứng màu biure vì nó tương tự như phản ứng của hợp chất biure H2N–CO–NH–CO–NH2 với Cu(OH)2.

Đipeptit chỉ có một liên kết peptit nên không có phản ứng này.

b. Phản ứng thủy phân

Khi đun nóng dung dịch peptit với axit hoặc kiềm, sẽ thu được dung dịch không còn phản ứng màu biure là do peptit đã bị thủy phân thành hỗn hợp các \[\alpha \]- amino axit .

Ví dụ:

B. PROTEIN

Protein là thành phần không thể thiếu của tất cả các cơ thể sinh vật, nó là cơ sở của sự sống. Không những thế, protein còn là một loại thức ăn chính của con người và nhiều loại động vật dưới dạng thịt, cá, trứng,…

I. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI

Protein là những polipeptit cao phân tử có phân tử khối từ vài chục nghìn đến vài triệu.

Protein có vai trò là nền tảng về cấu trúc và chức măng của mọi cơ thể sống.

Protein được phân thành 2 loại:

Protein đơn giản là những protein được tạo thành chỉ từ các gốc \[\alpha \] – amino axit.

Protein phức tạp là những protein được tạo thành từ protein đơn giản cộng với thành phần “phi protein”, như axit nucleic, lipit, cacbohiđrat,…

I. SƠ LƯỢC VỀ CẤU TRÚC PHÂN TỬ PROTEIN

Phân tử protein được cấu tạo từ một hay nhiều chuỗi polipeptit kết hợp với nhau hoặc với các thành phần phi protein khác.

Các phân tử protein khác nhau về bản chất các mắt xích \[\alpha \] – amino axit, số lượng và trật tự sắp xếp của chúng, nên trong các sinh vật từ khoảng trên 20 \[\alpha \] – amino axit thiên nhiên đã tạo ra một lượng rất lớn các protein khác nhau.

Đặc tính sinh lí của protein phụ thuộc vào cấu trúc của chúng. Có bốn bậc cấu trúc của phân tử protein: cấu trúc bậc I, bậc II, bậc III và bậc IV.

Cấu trúc bậc I là trình tự sắp xếp các đơn vị \[\alpha \] – amino axit trong mạch protein. Cấu trúc này được giữ vững chủ yếu nhờ liên kết peptit.

III. TÍNH CHẤT CỦA PROTEIN

1. Tính chất vật lí

Dạng tồn tại: Protein tồn tại ở hai dạng chính: Dạng hình sợi và dạng hình cầu.

Dạng protein hình sợi như keratin của tóc, móng, sừng; miozin của cơ bắp, fibroin của tơ tằm, mạng nhện.

Dạng protein hình cầu như anbumin của lòng trứng trắng, hemoglobin của máu.

Tính tan: Tính tan của các loại protein rất khác nhau.

Protein hình sợi hoàn toàn không tan trong nước trong khi protein hình cầu tan trong nước tạo thành dung dịch keo như anbumin (lòng trứng trắng), hemoglobin (máu).

Sự đông tụ: Khi đun nóng hoặc cho axit, bazơ hay một số muối vào dung dịch protein, protein sẽ đông tụ lại, tách ra khỏi dung dịch.

Ta gọi đó là sự đông tụ protein.

2. Tính chất hóa học

a. Phản ứng thủy phân

Khi đun nóng protein với dung dịch axit, dung dịch bazơ hoặc nhờ xúc tác của enzim, các liên kết peptit trong phân tử protein bị phân cắt dần, tạo thành cá chuỗi polipetit và cuối cùng thành hỗn hợp các \[\alpha \] – amino axit.

b. Phản ứng màu. 

Protein có một số phản ứng màu đặc trưng:

+ Phản ứng với HNO3 đặc

Thí nghiệm 1: Nhỏ vài giọt dung dịch axit nitric đặc vào ống nghiệm đựng dung dịch lòng trứng trắng (anbubin)

Hiện tượng: Có kết tủa màu vàng.

Giải thích: Nhóm HOC6H4– của một số gốc amino axit trong protein đã phản ứng với HNO3 cho hợp chất mới mang nhóm –NO2 có màu vàng, đồng thời protein bị đông tụ bởi HNO3 thành kết tủa

+ Phản ứng với Cu(OH)2 (phản ứng biure)

Thí nghiệm 2: Cho vào ống nghiệm 4 ml dung dịch lòng trứng trắng, 1 ml dung dịch NaOH 30% và một giọt dung dịch CuSO4 2% sau đó lắc nhẹ.

Hiện tượng: Xuất hiện màu tím đặc trưng.

Giải thích: Cu(OH)2 (tạo ra từ phản ứng CuSO4 + NaOH) đã phản ứng với hai nhóm peptit (–CO–NH–) cho sản phẩm có màu tím.

IV. KHÁI NIỆM VỀ ENZIM VÀ AXIT NUCLEIC

Trong hoạt động sống của cơ thể sinh vật, enzim và axit nucleic có vai trò cực kì quan trọng.

1. Enzim

Enzim là những chất hầu hết có bản chất protein, có khả năng xúc tác cho các quá trình hóa học, đặc biệt trong cơ thể sinh vật. Đó là những chất xúc tác sinh học. Enzin có trong mọi tế bào sống. Đến nay, người ta đã biết hơn 3500 enzim. Tên của các enzim xuất phát từ tên của các phản ứng, tên của chất phản ứng hoặc tổ hợp hai tên đó thêm đuôi aza.

Ví dụ enzim amilaza xúc tác cho phản ứng thủy phân tinh bột thành mantozơ.

Xúc tác enzim có hai đặc điểm:

– Hoạt động xúc tác của enzim có tính chọn lọc rất cao, mỗi enzim chỉ xúc tác cho một sự chuyển hóa nhất định.

– Tốc độ của phản ứng nhờ xúc tác enzim rất lớn, thường gấp từ 109 – 1011 tốc độ của cùng phản ứng nhờ xúc tác hóa học.

2. Axit nucleic

Trong nhân và nguyên sinh chất của tế bào có các protein phức tạp gọi là nucleoprotein mà khi thủy phân thì cho protein đơn giản và axit nucleic. Axit nucleic có vai trò quan trọng bậc nhất trong các họat động sống của cơ thể, như sự tổng hợp protein, sự chuyển các thông tin di truyền.

Axit nucleic là polieste của axit photphoric và pentozơ (monosacarit có 5C) ; mỗi pentozơ lại liên kết với một bazơ nitơ (đó là các hợp chất dị vòng chứa nitơ được kí hiệu A, X, G, T, U). Nếu pentozơ là ribozơ, axit nucleic được kí hiệu là ARN. Nếu pentozơ là đeoxiribozơ, axit nucleic được kí hiệu là ADN.

Mỗi chuỗi ADN rất lớn gồm hàng ngàn mắt xích, mỗi mắt xích gồm một gốc đeoxiribozơ, một gốc photphat và một gốc bazơ nitơ. Hai chuỗi ADN xoắn kép lại thành phân tử ADN nhờ liên kết hiđro giữa các cặp bazơ nitơ (A…T, G…X)

Phân tử khối của ADN rất lớn, vào khoảng 4 – 8 triệu. Phân tử khối của ARN nhỏ hơn của ADN. Phân tử ARN thường tồn tại ở dạng xoắn đơn, đôi chỗ có xoắn kép.

ADN là vật liệu di truyền ở cấp độ phân tử mang thông tin di truyền mã hóa cho hoạt động sinh trưởng và phát triển của các cơ thể sống. ARN chủ yếu nằm trong tế bào chất, tham gia vào quá trình giải mã thông tin di truyền.

About TranVinhTri

Thích đủ thứ

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *