Bài 8. Protein và enzyme

1. KHÁI NIỆM VÀ CẤU TRÚC

- Khái niệm: Protein là hợp chất cao phân tử được cấu tạo từ một hay nhiều chuỗi polypeptide.

- Đặc điểm cấu tạo: Chuỗi polypeptide gồm các đơn vị α-amino acid liên kết với nhau qua liên kết peptide theo một trật tự nhất định.

- Phân loại:

+ Protein đơn giản: thành phần chỉ chứa amino acid. Ví dụ: insulin, albumin (có nhiều trong lòng trắng trứng), fibroin (có trong tờ tằm),...

+ Protein phức tạp: tạo thành từ protein đơn giản và các thành phần "phi protein" (nucleic acid, lipid,…).

2. Tính chất vật lí

- Protein dạng sợi như α-keratin (trong tóc, móng, da, sừng, sợi len), collagen,… không tan trong nước.

- Protein dạng hình cầu như hemoglobin, albumin có thể tan trong nước tạo dung dịch keo.

3. Tính chất hóa học

3.1 Phản ứng thủy phân

- Liên kết peptide trong phân tử protein bị thủy phân trong môi trường acid, base hoặc xúc tác enzyme.

- Thủy phân hoàn toàn protein tạo α-amino acid.

3.2 Sự đông tụ protein

- Protein bị đông tụ dưới tác dụng của nhiệt, acid, base hoặc ion kim loại nặng.

- Sự đông tụ xảy ra do cấu tạo ban đầu của protein bị biến đổi.

3.3 Phản ứng màu của protein với Cu(OH)₂, HNO₃

- Protein có phản ứng với thuốc thử biuret Cu(OH)₂, tạo sản phẩm có màu tím đặc trưng.

- Protein tạo sản phẩm rắn màu vàng với dung dịch nitric acid HNO₃ đặc do phản ứng nitro hóa vòng thơm có trong protein.

4. Vai trò và ứng dụng

4.1 Vai trò của protein đối với sự sống

- Protein đóng vai trò là enzyme xúc tác cho phản ứng sinh hóa, vận chuyển oxygen, chất dinh dưỡng nuôi tế bào; có vai trò bảo vệ, chống lại các tác nhân gây bệnh như vi khuẩn, virus,…

4.2 Vai trò của enzyme trong phản ứng sinh hóa 

- Vai trò: Phần lớn enzyme xúc tác cho các phản ứng sinh hóa.

- Có tính chọn lọc cao, mỗi enzyme chỉ xúc tác cho một hoặc một số phản ứng nhất định.

- Tốc độ phản ứng có xúc tác enzyme thường nhanh hơn nhiều so với xúc tác hóa học của cùng quá trình hóa học.

4.3 Ứng dụng của enzyme trong công nghệ sinh học

- Nghiên cứu y học, dược phẩm: định lượng, định tính, chẩn đoán trong xét nghiệm; sản xuất dược phẩm như protease làm thuốc hỗ trợ điều trị tắc nghẽn tim mạch, làm men tiêu hóa,…

- Hóa học: Dùng trong nghiên cứu khoa học, làm xúc tác cho phản ứng, thuốc thử trong hóa học phân tích,…

- Công nghiệp, nông nghiệp: Phân hủy phế phẩm nông nghiệp, tái tạo đất trồng, sản xuất phân bón vi sinh, chế biến thực phẩm (sữa, bánh mì, rượu, bia,…).