I. CẤU TRÚC PRÔTÊIN
1. Cấu trúc hóa học prôtêin
Phân tử prôtêin cấu trúc theo nguyên tắc đa phân mà đơn phân là các axit amin.
- Khôí lượng 1 phân tử của một axit amin bằng 110 đvC
- Mỗi axit amin gồm 3 thành phần:
- Nhóm cacbôxy – COOH
- Nhóm amin - NH2
- Gốc hữu cơ R (gồm 20 loại khác nhau) → có 20 loại axit amin khác nhau.
Hình 1: Cấu tạo của axit amin
- Các axit amin liên kết với nhau bằng liên kết peptit CO-NH (nhóm amin của axit amin này liên kết với nhóm cacbôxy của axit amin tiếp theo và giải phóng 1 phân tử nước) tạo thành chuỗi pôlipeptit. Mỗi phân tử prôtêin gồm 1 hay nhiều chuỗi pôlipeptit.
2. Cấu trúc không gian:
Prôtêin có 4 bậc cấu trúc cơ bản như sau:
Cấu trúc bậc 1: là trình tự sắp xếp các axit amin trong chuỗi pôlipeptit, có dạng mạch thẳng.
Cấu trúc bậc 2: là chuỗi pôlipeptit bậc 1 có câu trúc xoắn hình lò xo alpha hoặc gấp nếp beta, các nếp gấp và vòng xoắn được cố định bởi các liên kết hidro giữa các axit amin gần nhau.
Cấu trúc bậc 3: do cấu trúc bậc 2 uốn khúc tạo thành cấu trúc không gian đặc trưng cho mỗi loại prôtêin bằng các liên kết đisunfua, liên kết ion, vander van… giúp tăng tính bền vững của phân tử protein.
Cấu trúc bậc 4: do nhiều cấu trúc bậc 3 kết hợp thành phân tử prôtêin hoàn chỉnh, có cấu trúc không gian đặc trưng.
Prôtêin chỉ thực hiện được chức năng ở cấu trúc không gian (cấu trúc bậc 3 hoặc bậc 4).
Hình 2: Cấu trúc của protein
II. TÍNH CHẤT CỦA PRÔTÊIN
- Prôtêin có tính đa dạng và đặc thù: được quy định bởi số lượng + thành phần + trật tự sắp xếp của các axit amin trong chuỗi pôlipeptit.
- Prôtêin có tính lưỡng tính, nghĩa là vừa có tính axit vừa có tính bazơ, do phân tử axit amin đồng thời có cả nhóm amin và nhóm cacboxyl.
- Prôtêin có khả năng hòa tan trong nước tạo thành dung dịch keo. Prôtêin trong dung dịch có thể kết tủa khi thay đổi pH của dung dịch bằng cách thêm các muối trung hòa, dung môi hữu cơ ở nồng độ cao, tăng nhiệt độ…. Sau khi protein bị kết tủa, nếu loại bỏ các yếu tố gây kết tủa, protein lại có thể tạo thành các dung dịch keo bền như trước hoặc mất khả năng này.
- Dưới tác động của các tác nhân vật lý (tia cực tím, sóng siêu âm, nhiệt độ...) tác nhân hóa học (axit, bazơ, muối kim loại nặng…) protein bị biến tính. Protein biến tính sẽ dễ tiêu hóa hơn.
III. CHỨC NĂNG CỦA PRÔTÊIN
- Thành phần cấu tạo chủ yếu của tế bào và cơ thể (nhân, màng sinh học, bào quan...).
- Dự trữ axit amin (prôtêin sữa, prôtêin hạt...)
- Xúc tác cho các phản ứng sinh hóa (enzim).
- Protein có chức năng vận động: các actin, myosin, là protein làm khung vận động của mô cơ và của rất nhiều tế bào khác.
- Vận chuyển các chất (Hemglobin trong máu), truyền xung thần kinh.
- Thu nhận thông tin (các thụ thể)
- Điều hòa sự trao đổi chất (hoocmon).
- Bảo vệ cơ thể (kháng thể).
→ Prôtêin đảm nhiệm nhiều chức năng liên quan đến toàn bộ hoạt động sống của tế bào, quy định các tính trạng và các tính chất của cơ thể sống.
Prôtêin có vai trò quan trọng trong công nghệ thực phẩm: tạo cấu trúc, tạo khối, tạo màu, tạo hương...
