Bài 10: Protein và enzyme

1. Kiến thức trọng tâm

Protein là hợp chất hữu cơ cao phân tử, được tạo thành từ các $\alpha$-amino acid liên kết với nhau bằng liên kết peptide.

Protein có bốn bậc cấu trúc. Cấu trúc bậc một là trình tự các amino acid trong chuỗi polypeptide. Cấu trúc bậc hai là dạng xoắn $\alpha$ hoặc gấp nếp $\beta$ do liên kết hydrogen. Cấu trúc bậc ba là hình dạng không gian ba chiều của chuỗi polypeptide. Cấu trúc bậc bốn là cách sắp xếp của nhiều chuỗi polypeptide trong phân tử protein.

Protein bị thuỷ phân trong môi trường acid, kiềm hoặc nhờ enzyme cho các amino acid. Khi đun nóng hoặc gặp acid, kiềm, muối kim loại nặng, protein bị đông tụ và biến tính. Protein có phản ứng màu biuret với $Cu(OH)_2$ tạo màu tím và phản ứng với $HNO_3$ đặc tạo màu vàng.

Enzyme là protein có tác dụng xúc tác đặc hiệu cho các phản ứng sinh hoá trong cơ thể. Enzyme làm tăng tốc độ phản ứng hàng triệu lần mà không bị tiêu hao, hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ và pH nhất định. Thiếu enzyme gây rối loạn chuyển hoá và nhiều bệnh lí.

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Vì sao đun sôi lòng trắng trứng làm trứng đông lại?

Lời giải: Nhiệt độ cao phá vỡ liên kết hydrogen và tương tác yếu giữ cấu trúc không gian của protein, làm protein biến tính và đông tụ thành khối rắn không tan, không phục hồi được khi để nguội.

Ví dụ 2. Vì sao enzyme amylase trong nước bọt chỉ thuỷ phân tinh bột mà không thuỷ phân cellulose?

Lời giải: Enzyme có tính đặc hiệu cao, trung tâm hoạt động của amylase chỉ phù hợp với liên kết $\alpha$-glycoside trong tinh bột, không phù hợp với liên kết $\beta$-glycoside trong cellulose.

3. Ghi nhớ

• Protein là polypeptide gồm nhiều $\alpha$-amino acid liên kết bằng liên kết peptide.
• Protein có bốn bậc cấu trúc và bị biến tính khi đun nóng hoặc gặp acid, kiềm, muối kim loại nặng.
• Enzyme là chất xúc tác sinh học có tính đặc hiệu cao, hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ và pH nhất định.