Protein hình cấu là ví dụ minh hóa cho dạng cấu trúc bậc mấy của protein

Câu 1: Hiện tượng nào sau được gọi là biến tính của protein? 

• A. Khối lượng của protein bị thay đổi
• B. Liên kết peptit giữa các axit amin của protein bị thay đổi
• C. Trình tự sắp xếp của các axit amin bị thay đổi

Câu 2: Protein không có chức năng nào sau đây? 

• B. Cấu trúc nên hệ thống màng tế bào
• C. Tạo nên kênh vận động chuyển các chất qua màng
• D. Cấu tạo nên một số loại hoocmon

Câu 3: Cho các nhận định sau:

1. Cấu trúc bậc 1 của phân tử protein là chuỗi pôlipeptit
2. Cấu trúc bậc 2 của phân tử protein là chuỗi pôlipeptit ở dạng co xoắn hoặc gấp nếp
3. Cấu trúc không gian bậc 3 của phân tử protein là chuỗi pôlipeptit ở dạng xoắn hoăc gấp nếp tiếp tục co xoắn
4. Cấu trúc không gian bậc 4 của phân tử protein gồm hai hay nhiều chuỗi pôlipeptit kết hợp với nhau
5. Khi cấu trúc không gian ba chiều bị phá vỡ, phân tử protein không thực hiện được chức năng sinh học

Có mấy nhận định đúng với các bậc cấu trúc của phân tử protein?

Câu 4: Điểm giống nhau giữa protein và lipit là

• A. Cấu trúc theo nguyên tắc đa phân
• C. Đều có liên kết hidro trong cấu trúc phân tử
• D. Gồm các nguyên tố C, H, O

Câu 5: Khi nói về cấu trúc của protein, phát biểu nào sau đây là sai? 

• A. Được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà đơn phân là các axit amin
• C. Cấu trúc không gian được duy trì bằng các liên kết yếu
• D. Mỗi protein được cấu tạo từ một hoặc nhiều chuỗi polipeptit

Câu 6: Đặc điểm khác nhau giữa cacbohidrat với lipit?

• A. là những phân tử có kích thước và khối lượng lớn
• B. tham gia vào cấu trúc tế bào
• C. dự trữ và cung cấp năng lượng cho tế bào và cơ thể

Câu 7: Khi nói về protein, phát biểu nào sau đây là đúng? 

• A. Protein được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân và nguyên tắc bổ sung
• C. Protein mang thông tin quy định tính trạng trên cơ thể sinh vật
• D. Protein được tổng hợp dựa trên khuôn mẫu của rARN

Câu 8: Cho các nhận định sau về protein, nhận định nào đúng?

• A. Protein được cấu tạo từ các loại nguyên tố hóa học: C, H, O
• C. Protein ở người và động vật được tổng hợp bởi 20 loại axit amin lấy từ thức ăn
• D. Protein đơn giản gồm nhiều chuỗi pôlipeptit với hàng trăm axit amin

Câu 9: Protein nào sau đây có vai trò điều hòa nồng độ các chất trong cơ thể?

• B. Kêratin có trong tóc
• C. Côlagen có trong da
• D. Hêmoglobin có trong hồng cầu

Câu 10: Khi nói về axit amin, phát biểu nào sau đây là sai? 

• A. Mỗi axit amin có ít nhất một nhóm amin (NH$_{2}$)
• C. Những axit amin cơ thể không tổng hợp được gọi là axit amin không thay thế
• D. Axit amin là một chất lưỡng tính (vừa có tính axit, vừa có tính bazo)

Câu 11: Tính đa dạng của phân tử protein được quy định bởi

• B. Nhóm amin của các axit amin trong phân tử protein
• C. Số lượng liên kết peptit trong phân tử protein
• D. Số chuỗi pôlipeptit trong phân tử protein

Câu 12: Protein bị biến tính chỉ cần bậc cấu trúc nào sau đây bị phá vỡ?

• A. Cấu trúc bậc 1 của protein
• B. Cấu trúc bậc 2 của protein
• C. Cấu trúc bậc 4 của protein

Câu 13: Protein kháng thể có chức năng nào sau đây ? 

• A. Điều hòa các quá trình sinh lí
• B. Xúc tác cho các phản ứng
• D. Xây dựng cấu trúc tế bào

Câu 14: Cho các ví dụ sau:

1. Côlagen cấu tạo nên mô liên kết ở da
2. Enzim lipaza thủy phân lipit
3. Insulin điều chỉnh hàm lượng đường trong máu
4. Glicogen dự trữ ở trong gan
5. Hêmoglobin vận chuyển O2 và CO2
6. Inteferon chống lại sự xâm nhập của vi khuẩn

Có mấy ví dụ minh họa cho các chức năng của protein?

Câu 15: Cho các hiện tượng sau:

1. Lòng trắng trứng đông lại sau khi luộc
2. Thịt cua vón cục và nổi lên từng mảng khi đun nước lọc cua
3. Sợi tóc duỗi thẳng khi được ép mỏng
4. Sữa tươi để lâu ngày bị vón cục

Có mấy hiện tưởng thể hiện sự biến tính của protein?

Câu 16: Loại protein nào sau đây làm nhiệm vụ điều hòa các quá trình trao đổi chất trong tế bào và cơ thể? 

• A. Protein vận động
• B. Protein enzym
• C. Protein kháng thể

Câu 17: Cho các ý sau:

1. Phân tử protein có cấu trúc bậc 4 khi có từ 2 chuỗi pôlipeptit trở lên
2. Protein trong cơ thể luôn được phân hủy và luôn được tổng hợp mới
3. Bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm ở người do sai lệch trong quá trình tự sắp xếp của một axit amin trong chuỗi β của phân tử hêmoglobin
4. Protein được cấu tạo từ axit amin không thay thế và axit amin thay thế
5. Thức ăn động vật có giá trị dinh dưỡng cao vì chứa nhiều loại axit amin không thay thế
6. Protein tham gia vào quá trình truyền đạt thông tin di truyền của tế bào

Trong các ý trên, có mấy ý đúng?

Câu 18: Protein không có chức năng nào sau đây?

• A. Cấu tạo nên chất nguyên sinh, các bào quan, màng tế bào
• B. Cấu trúc nên enzim, hoocmon, kháng thể
• D. Thực hiện việc vận chuyển các chất, co cơ, thu nhận thông tin

Câu 19: Chất nào sau đây được cấu tạo từ các axit amin?

• A. Colesteron – tham gia cấu tạo nên màng sinh học
• B. Pentozo - tham gia cấu tạo nên axit nucleic trong nhân tế bào
• C. Ơstogen – hoocmon do buồng trứng ở nữ giới tiết ra

Câu 20: Loại protein nào sau đây làm nhiệm vụ tiêu diệt các mầm bệnh, bảo vệ cơ thể? 

• A. Preotein vận chuyển
• B. Protein kháng thể
• D. Protein hoocmon

Xem đáp án

Tính đa dạng và đặc thù của prôtêin còn được biểu hiện ở các dạng cấu trúc không gian (hình 18). Chính ờ dạng cấu trúc không gian đặc thù, prôtêin mới thực hiện được chức năng cùa nó.

+ Cấu trúc bậc 1: là trình tự sắp xếp các axit amin trong chuỗi axit amin.

+ Cấu trúc bậc 2: chuỗi axit amin tạo thành vòng xoắn lò xo đều đặn.

+ Cấu trúc bậc 3: là hình dạng không gian 3 chiều của protein do cấu trúc bậc 2 cuộn xếp tạo thành kiểu đặc trưng.

+ Cấu trúc bậc 4: cấu trúc của một số loại protein gồm hai hoặc nhiều chuỗi axit amin cùng loại hay khác loại kết hợp với nhau.

* Lưu ý:

+ Cấu trúc thể hiện tính đặc thù của protein là cấu trúc bậc 1

+ Chức năng sinh học của protein thể hiện ở cấu trúc bậc 3 và 4

Sơ đồ tư duy Protein:

Loigiaihay.com

1. Cấu trúc bậc một
Các axit amin liên kết với nhau bằng liên kết peptit tạo nên một chuỗi các axit amin được gọi là chuỗi pôlipeptit. Cấu trúc bậc 1 của một phân tử prôtêin chính là trình tự sắp xếp đặc thù của các loại axit amin trong chuỗi pôlipeptit (hình 5.1a).

Phân tử prôtêin đơn giản có thể chỉ được cấu tạo từ vài chục axit amin nhưng phân tử prôtêin phức tạp có số lượng axit amin rất lớn. Ví dụ, prôtêin làm nhiệm vụ vận chuyển colestêrôn trong máu người, apôlipôprôtêin, có tới 4636 axit amin.

2. Cấu trúc bậc hai

Chuỗi pôlipeptit sau khi được tổng hợp ra không tồn tại ở dạng mạch thẳng mà chúng co xoắn lại hoặc gấp nếp (hình 5.1 b) tạo nên cấu trúc bậc 2. 

3. Cấu trúc bậc ba và bậc bốn

Chuỗi pôlipeptit ở dạng xoắn hoặc gấp nếp lại tiếp tục co xoắn tạo nên cấu trúc không gian 3 chiều đặc trưng được gọi là cấu trúc bậc 3 (hình 5.1c).

Khi một prôtêin được cấu tạo từ một vài chuỗi pôlipeptit thì các chuỗi pôlipetit lại liên kết với nhau theo một cách nào đó tạo nên cấu trúc bậc 4 (hình 5.1d).

Chỉ cần cấu trúc không gian 3 chiều của prôtêin bị hỏng là prôtêin đã mất chức năng sinh học.

Các yếu tố của môi trường như nhiệt độ cao, độ pH ... có thể phá hủy các cấu trúc không gian 3 chiều của prôtêin làm cho chúng mất chức năng. Hiện tượng prôtêin bị biến đổi cấu trúc không gian được gọi là hiện tượng biến tính của prôtêin.

Hình 5.1 : Các cấu trúc bậc của prôtêin

 Loigiaihay.com

Hàng ngày chúng ta nghe nói nhiều về thuật ngữ protein, thường xuyên thu nạp chất đạm qua các thức ăn hàng ngày. Tuy nhiên, nhiều người vẫn chưa rõ: protein là gì? Bài viết sau đây sẽ chia sẻ cùng quý độc giả những khái niệm cơ bản nhất về cấu tạo và chức năng của protein.

Khái niệm protein là gì?

Protein, hay còn gọi là chất đạm, là những đại phân tử sinh học, có cấu trúc phức tạp và đóng vai trò quan trọng trong hoạt động của tất cả các cơ quan của cơ thể.

Các protein thực hiện hầu hết các công việc trong tế bào và cần thiết cho cấu trúc, chức năng và sự điều chỉnh của các mô và cơ quan của cơ thể.

Protein được tìm thấy khắp cơ thể — trong cơ, xương, da, tóc và hầu như mọi bộ phận hoặc mô khác của cơ thể. Protein đóng vai trò như các enzym tạo ra nhiều phản ứng hóa học và hemoglobin vận chuyển oxy trong máu của chúng ta.

Các nhà khoa học không chắc chắn chính xác, nhưng hầu hết đều đồng ý rằng có khoảng 20,000 loại protein khác nhau trong cơ thể chúng ta. Một số nghiên cứu cho rằng có thể còn nhiều hơn thế.

Tập hợp toàn bộ các protein của một cơ thể sinh vật gọi là hệ protein. Lĩnh vực nghiên cứu hệ protein gọi là Proteomics.

Mỗi loại protein sau khi được tạo ra, chỉ tồn tại trong một khoảng thời gian nhất định, có loại chỉ tồn tại vài phút, có loại có thể tồn tại hàng năm. Sau đó, protein bị thoái hóa và được tái sinh bởi bộ máy tế bào thông qua quá trình luân chuyển protein.

Do protein chiếm tới 50% khối lượng thô của tế bào, là thành phần thiết yếu cấu trúc, hình thành, duy trì, tái tạo cơ thể nên cơ thể cần bổ sung protein qua chế độ ăn hàng ngày. Nếu cơ thể thiếu protein sẽ dẫn đến nhiều hậu quả nghiêm trọng như suy dinh dưỡng, chậm lớn, hay ốm đau, bệnh tật do sức đề kháng giảm.

Cấu tạo của protein

Protein được tạo thành từ hàng trăm hoặc hàng nghìn đơn vị nhỏ hơn được gọi là axit amin, chúng được gắn với nhau thành chuỗi dài.

Có 20 loại axit amin khác nhau có thể được kết hợp để tạo ra một loại protein.

Do cơ thể chúng ta không dự trữ axit amin, các axit amin có thể hình thành theo 2 cách khác nhau: sinh tổng hợp từ đầu; hoặc là chuyển hóa từ các dạng axit khác.

Trong những axit amin này, có 9 loại được coi là axit amin thiết yếu và chỉ được hấp thụ vào cơ thể bằng cách bổ sung qua nguồn thức ăn: Histidine, Isoleucine, Leucine, Lysine, Methionine, Phenylalanine, Threonine, Tryptophan, và Valine.

Protein được lắp ráp từ các axit amin bằng cách sử dụng thông tin được mã hóa trong gen. Mỗi protein có trình tự axit amin duy nhất được quy định bởi trình tự nucleotit của gen mã hóa protein này.

Mã di truyền là một bộ ba nucleotide được gọi là codon và mỗi tổ hợp ba nucleotide chỉ định một axit amin, ví dụ AUG (adenine – uracil – guanine) là mã cho methionine. Vì ADN chứa bốn nucleotide nên tổng số codon có thể có là 64; do đó, có một số lượng dư thừa trong mã di truyền. Chính vì vậy, một số axit amin được mã hóa bởi nhiều hơn một codon.

Trình tự các axit amin xác định cấu trúc 3 chiều đặc trưng riêng biệt của mỗi protein và chức năng cụ thể của nó. Các protein khác nhau chủ yếu do về trình tự các acid amin khác nhau, trình tự này do các nucleotide của gen quy định.

Cấu trúc của protein

Một protein thường không tồn tại dưới dạng chuỗi, nhưng thực sự gấp lại thành một hình dạng cụ thể, tùy thuộc vào thứ tự và cách các axit amin khác nhau đó tương tác với nhau. Hình dạng đó ảnh hưởng đến chức năng của protein trong cơ thể chúng ta.

Hầu hết các protein gấp lại thành các cấu trúc 3D độc đáo. Hình dạng mà protein có thể gấp một cách tự nhiên được gọi là hình dạng tự nhiên của nó.

Mặc dù nhiều protein có thể gấp lại mà không cần trợ giúp, chỉ đơn giản là thông qua các đặc tính hóa học của các axit amin của chúng, những loại khác đòi hỏi sự hỗ trợ của các chaperones phân tử để gấp về trạng thái ban đầu của chúng.

Các nhà hóa sinh thường đề cập đến bốn cấp độ trong cấu trúc của protein:

• Cấu trúc bậc 1 (Primary structure): là trình tự axit amin --> phân tử protein là 1 chuỗi polyamide
• Cấu trúc bậc 2 (Secondary structure): thường xuyên lặp lại cấu trúc cục bộ được ổn định bởi các liên kết hydro. Các ví dụ phổ biến nhất là xoắn α, tấm β và các vòng xoắn. Bởi vì cấu trúc bậc hai là cục bộ, nhiều vùng có cấu trúc bậc hai khác nhau có thể có mặt trong cùng một phân tử protein.
• Cấu trúc bậc ba (Tertiary structure): hình dạng tổng thể của một phân tử protein đơn lẻ; mối quan hệ không gian của các cấu trúc thứ cấp với nhau. Cấu trúc bậc ba thường được ổn định bởi các tương tác phi địa phương, phổ biến nhất là sự hình thành lõi kỵ nước, nhưng cũng thông qua các cầu nối muối, liên kết hydro, liên kết disulfua, và thậm chí cả các biến đổi sau vận chuyển. Thuật ngữ "cấu trúc bậc ba" thường được sử dụng đồng nghĩa với thuật ngữ gấp. Cấu trúc bậc ba là những gì kiểm soát chức năng cơ bản của protein.
• Cấu trúc bậc bốn (Quaternary structure): cấu trúc được hình thành bởi một số phân tử protein (chuỗi polypeptit), thường được gọi là tiểu đơn vị protein trong bối cảnh này, có chức năng như một phức hợp protein đơn lẻ.

Protein không hoàn toàn là những phân tử cứng nhắc. Ngoài các mức cấu trúc này, protein có thể thay đổi giữa một số cấu trúc liên quan trong khi chúng thực hiện các chức năng của mình.

Trong bối cảnh của những sự sắp xếp lại chức năng này, những cấu trúc bậc ba hoặc bậc bốn thường được gọi là "sự phù hợp" và sự chuyển đổi giữa chúng được gọi là những thay đổi về cấu trúc.

Những thay đổi như vậy thường được gây ra bởi sự liên kết của phân tử cơ chất với vị trí hoạt động của enzym, hoặc vùng vật lý của protein tham gia xúc tác hóa học.

Trong dung dịch, protein cũng trải qua sự biến đổi về cấu trúc thông qua dao động nhiệt và va chạm với các phân tử khác.

Phân loại protein

Protein có thể được chia không chính thức thành ba lớp chính, tương quan với cấu trúc bậc ba điển hình:

• protein hình cầu
• protein dạng sợi
• protein màng

Hầu hết tất cả các protein hình cầu đều có thể hòa tan và nhiều loại là enzym.

Các protein dạng sợi thường có cấu trúc, chẳng hạn như collagen, thành phần chính của mô liên kết, hoặc keratin, thành phần protein của tóc và móng tay.

Các protein màng thường đóng vai trò là các thụ thể hoặc cung cấp các kênh cho các phân tử phân cực hoặc tích điện đi qua màng tế bào.

Dựa vào vai trò chức năng, protein được chia thành các nhóm chính:

Antibody - Kháng thể

Kháng thể (kí hiệu: Ab), còn được gọi là immunoglobulin (Ig), là một protein lớn, hình chữ Y được hệ thống miễn dịch sử dụng để xác định và vô hiệu hóa các vật thể lạ như vi khuẩn và vi rút gây bệnh.

Kháng thể nhận ra một phân tử duy nhất của mầm bệnh, được gọi là kháng nguyên.

Mỗi đầu của chữ "Y" của kháng thể chứa một paratope (tương tự như một ổ khóa) đặc hiệu cho một epitope cụ thể (tương tự như một khóa) trên một kháng nguyên, cho phép hai cấu trúc này liên kết với nhau một cách chính xác.

Sử dụng cơ chế liên kết này, kháng thể có thể gắn thẻ vi khuẩn hoặc tế bào bị nhiễm để các bộ phận khác của hệ thống miễn dịch tấn công hoặc có thể vô hiệu hóa trực tiếp (ví dụ: bằng cách ngăn chặn một phần của vi rút cần thiết cho sự xâm nhập của nó).

Ở người và hầu hết các loài động vật có vú, một đơn vị kháng thể bao gồm bốn chuỗi polypeptit; hai chuỗi nặng giống hệt nhau và hai chuỗi nhẹ giống hệt nhau được nối với nhau bằng liên kết disulfua.

Ví dụ: Immunoglobulin G (IgG), IgM...

Enzyme

Enzyme đóng vai trò như những chất xúc tác sinh học trong cơ thể sống, điều chỉnh tốc độ diễn ra các phản ứng hóa học mà bản thân nó không bị thay đổi trong quá trình này. Các enzyme thực hiện gần như tất cả hàng nghìn phản ứng hóa học diễn ra trong tế bào. Chúng cũng hỗ trợ việc hình thành các phân tử mới bằng cách đọc thông tin di truyền được lưu trữ trong ADN. 

Ví dụ: alpha amylase, protease, lipase, DNA polymerase, ATP synthase...

Chất truyền tín hiệu

Các protein đóng vai trò như chất truyền tín hiệu, ví dụ như một số loại hormone, sẽ truyền tín hiệu để điều phối các quá trình sinh học giữa các tế bào, mô và cơ quan khác nhau.

Ví dụ: Insulin, Estrogen, Testosterone, DHEA, Glucagon...

Thành phần cấu trúc

Các protein ở nhóm này tham gia trong các thành phần cấu tạo của các bộ phận của cơ thể, cung cấp cấu trúc và hỗ trợ cho các tế bào và mô. Ở quy mô lớn hơn, chúng cũng cho phép cơ thể di chuyển.

Ví dụ: Actin, Collagen, Keratin...

Vận chuyển/Lưu trữ

Các protein này liên kết và mang các nguyên tử và phân tử nhỏ trong tế bào và vận chuyển tới khắp các cơ quan trong cơ thể.

Ví dụ: Ferritin, Casein, Ovalbumin...

Như vậy, qua bài viết này các bạn đã có những thông tin đầy đủ để giải đáp câu hỏi: protein là gì? ý nghĩa và vai trò của protein đối với các cơ quan trong cơ thể sẽ là rất to lớn, vượt quá khuôn khổ của bài viết này. Vì thế, trong các phần tiếp theo, chúng tôi sẽ tiếp tục có những trao đổi chuyên sâu hơn.

Tài liệu tham khảo

• Wikipedia
• Medlineplus
• NIH