Các loại peptide hướng và những biến đổi

I.ĐỊNH NGHĨA: -Chuỗi acid amin liên kết với nhau bằng liên kết peptide. Liên kết peptide rất bền ( >400 KJ/mol), và là cơ sở tạo nên phân tử protein . H2N –CH –C NH – CH – C NH – CH – C – OH -Phân loại :theo số acid amin có trong chuỗi peptide. Tùy theo số lượng acid amin có trong peptide người ta phân loại như sau: 2 acid amin n=2 dipeptide số liên kết peptide = 1 3 acid amin n=3 tripeptide số liên kết peptide = 2 4 acid amin n=4 tetrapeptide số liên kết peptide = 3 m acid amin m ≤ 10 oligopeptide số lêin kết peptide = m-1 n acid amin n ≥ 10 polypeptide số liên kết peptide=n-1 Cách gọi tên: Gọi theo số acid amin có trong chuỗi peptide : dipeptide ( có 2 acid amin ) , tripeptide ( có 3 acid amin ), ... polypeptide ( có nhiều acid amin ) . Gọi tên theo gốc acid amin : bắt đầu bằng N tận cùng của acid amin đầu tiên và sau cùng là C tận cùng của acid amin cuối , theo nguyên tắc giữ tên acid amin có C tận cùng và thay đuôi tận cùng của các acid amin khác bằng đuôi YL . Thí dụ : Serin – Alanin – Methionin – Valin – Glycin Seryl – Alanyl – Methionyl – Valyl – Glycin Gọi theo tên riêng : Thí dụ : Glutathione ( là tripeptide : glutamyl – cysteinyl – glycin ) Insulin ( polypeptide gồm 51 acid amin ) ACTH ( polypeptide gồm 39 acid amin ) Glucagon ( polypeptide gồm 29 acid amin ) Để biểu thị thành phần và thứ tự các acid amin trong phân tử peptide , người ta dùng ký hiệu 3 chữ ( hoặc ký hiệu một chữ nếu chuỗi polypeptide dài ) của acid amin viết liền nhau theo thứ tự đã được xác định từ acid amin có N tận đến acid amin có C tận . Thí dụ : Alanin – Valin – Leucin – Histidin – Prolin Ala – Val – Leu – His – Pro Thường người ta viết acid amin N tận ở bên trái và acid amin C tận ở bên phải chuỗi polypeptide . Thí dụ : H2N – Ala – Val – Leu – His – Pro – COOH Nếu các acid amin của một đoạn nào đó chưa được xác định thứ tự thì người ta để trong ngoặc theo cách viết sau : Ser – Gly – Tyr – ( Ala , Gly , Tyr ) - Pro - Gys Số lượng peptide trong cơ thể có hàng trăm hay hàng nghìn.Hiện nay người ta đã phân lập và chiết xuất hơn 120 lọai peptide. II.TÍNH CHẤT: 1.Tính phân ly lưỡng cực Phụ thuộc vào các acid amin thành phần Bảng 1 : Điểm đẳng điện của một số peptide Peptide  pI  Peptide  pI  Peptide  pI   Gly-Gly Gly-Gly-Gly Ala-Ala Gly-Asp  5,65 5,59 5,72 3,63  Asp-Gly Asp-Asp Lys-Ala Ala-Lys-Ala  3,31 3,04 9,16 8,98  Lys-Lys Lys-Lys-Lys Lys-Glu His-His  10,53 10,93 6,10 7,30   2.Tính cảm quan: Đa số peptide có vị đắng Bảng 2 : Ngưỡng cảm nhận của một số preptide tạo vị đắng[mmol/L] Peptide  NNC  Peptide  NNC  Peptide  NNC   Gly-Leu Fly-D-Leu Gly-Phe Gly-D-Phe Leu-Leu Leu-D-Leu  19-23 20-23 15-17 5-17 4-5 5-6  D-Leu-D-Leu Ala-Leu Leu-Ala Gly-Leu Leu-Gly Ala-Val  5-6 18-22 18-21 19-23 18-21 60-80  Val-Ala Phe-Gly Gly-Phe Peh-Gly-Phe-Gly Phe-Gly-Gly-Phe  65-75 16-18 15-17 1,0-1,5   Trường hợp đặc biệt:vị ngọt(Aspartame,Neutrosweet...) Trường hợp đặc biệt:vị mặn(ornithine,taurine,...) Bảng 3 : Ngưỡng cảm nhận của một số peptide tạo vị mặn[mmol/L] Peptide  NNC  Peptide  NNC   Orn-βAla-HCl Orn-γAbu-HCl  1,25 1,40  Orn-Tau-HCl Lys-Tau-HCl NaCl  3,68 5,18 3,12   III.CÁC LOẠI PEPTIDE THƯỜNG GẶP Peptide rất phổ biến trong tự nhiên . Chúng thường liên quan đến các họat tính sinh học dặc biệt ( hormon , độc tố , kháng sinh ) . Sau đây là một số peptide thường gặp : 1.Glutathione: Là peptide nội bào phổ biến nhất,tham gia trong quá trình oxy hóa khử của tế bào;Là coemzyme cua E glyoxalase,có trong tất cả cơ thể sống động vật,thực vật,vi sinh vật.Glutathione tồn tại ở 2 dạng: Dạng khử: or GluCySHGly Glutathione (Glutamylcysteinylglycine) Dạng oxy hóa:2 phân tử glutathione khử liên kết lại tạo cầu disulphua 2 Glutation-SH Glutation-S-S - Glutation 2.Ophatalmic: Là peptide đối kháng với glutathione,có tác dụng kìm hãm các phản ứng có glutathione làm chât kích thích. 3.Carnosine,Anserine,Balenine: Là peptide của β-alanine,có trong dịch chiết thịt nước,bắp thịt động vật,duy trì tính đệm của dịch cơ,xúc tiến phân giải glucid trong bắp thịt,tham gia vào việc trao đổi năng lượng. Bảng 4 : Thành phần của carnosine , anserine , và balenine ( %) trong thịt Loại thịt  Carnosine  Anserine  Balenine  ( ( a )   Thịt bò  0,15 – 0,35  0,01 – 0,05   0,2 – 0,4   Dịch chiết thịt bò  3,1 – 5,7  0,4 – 1,0   4,4 – 6,2   Thịt gà  0,01 – 0,1  0,05 – 0,25     Dịch chiết thịt gà  0,7 - 1,2  2,5 – 3,5     Thịt cá voi     0,3   Dịch chiết thịt cá voi ( b )  3,1 – 5,9  0,2 – 0,6  13,5 – 23,0  16 – 30   Chú thích : Kết quả trên dược biểu thị như là % của mô , hoặc là của dịch chiết chứa 20 % nước ( a ) Tồng β-alanine . ( b ) Dịch chiết thịt có giá trị thương mại của nhiều loại cá voi Carnosine là thành phần nổi bậc trong thịt bò , trong khi anserine thì phổ biến trong thị gà , Balenine là chất cấu thành của mô cá voi , mặc dầu cá voi đực không có loại dipeptide này . Các peptide này được dùng để xác định dich chiết thịt . 4.Oxytosine và Vasopresine: Là peptide ở não,có tác dụng trong sự co cơ và điều chỉnh cân bằng nước ở thận. 5 . Lysine peptide: Một số peptide như : Gly – Lys Ala – Lys Glu – Lys Lys – Gly Lys – Glu Gly – Lys – Gly Cho thấy rằng chúng cũng có tác dụng tốt như lysine . Các peptide này về cơ bản làm chậm phản ứng đổi màu với glucose , do đó chúng phù hợp trong việc làm bền vững lysine trong các loại thực phẩm có chứa đường bị xử lý nhiệt . Ngoài ra còn có một số peptide có họat tính sinh học: 6.Bradykinin : là chất gây hạ huyết áp ở cơ trơn,tăng hoạt động tự kích thích và tăng phản ứng tự vệ,có tác dụng giảm đau(ở liều thấp) có cấu trúc: Arg-Pro-Pro-Gly-Phe-Ser-Pro-Phe-Arg 7.Kallidin : cũng là tác nhân gây hạ huyết áp cơ trơn có công thức cấu tạo: Lys-Arg-Pro-Pro-Gly-Phe-Ser-Pro-Phe-Arg 8.Peptide kháng sinh Do vi khuẩn hoặc nấm sản sinh,các peptid này có chứa cả D và L – acid amin và một số cacid amin không hiện diện trong protein. Thí dụ : Val – Orn – Leu – D.Phe - Pro Gramicidin S : Pro – D.Phe – Leu – Orn - Val Val – Orn – Leu – D.Phe - Pro Tyrocidin : Tyr – Glu – Asn – D.Phe - Phe 9.Insulin : Gồm 2 chuỗi polypeptide,chuỗi A gồm 21 acid amin và chuỗi B gồm có 30 acid amin.Các chuỗi này nối với nhau bằng 3 cầu nối disulfua.Tác dụng của Insulin là làm giảm đường máu. S S 20 Chuỗi A Gly 7 Asn 1 6 11 21 S S S S Chuỗi B Phe 1 7 19 30 10.Glucagon : là chuỗi polypeptide gồm 29 acid amin,tác dụng của glucagon là làm tăng đường máu. His – Ser – Gln – Gly – Thr – Phe – Thr – Ser – Asp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Arg – Arg – Ser – Asp – Leu – Tyr – Lys – Ser – Tyr 18 17 16 15 14 13 12 11 10 Ala – Gln – Asp – Phe – Val – Gln – Trp – Leu – Met 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Thr – Arn 29 28 11.TRH(thyrotrophin-releasing-hormone) có cấu trúc phân tử : Đặc điểm cấu trúc TRH la N tận cùng của acid glutamic đóng vòng tạo thành acid pyroglutamic và C tận cùng của prolin thì amid hóa. IV.CÁC ẢNH HƯỞNG VÀ NHỮNG BIẾN ĐỔI: 1 Những ảnh hưởng của liên kết peptit: Nhóm peptit -CO-NH- có cấu trúc phẳng, nguyên tử H của nhóm -NH- nằm ở vị trí anti đối với nguyên tử Oxi của nhóm cacbonyl. Liên kết peptit C-N mang một phần đặc điểm của liên kết đôi C=N : Do vậy liên kết peptit khó quay tự do xung quanh trục C-N , trong khi đó khả năng quay tự do của các liên kết đơn giữa Cα với nhóm peptit là rất lớn . Đó là nguyên nhân dẫn đến cấu trúc xoắn của mạch polypeptit. Điều này thể hiện rõ trong cấu trúc bậc hai của Protein : _ Cấu trúc xoắn α:vì mỗi liên kết peptit đều tham gia vào việc tạo liên kết H và vì các dipol ( lưỡng cực mang điện ) được hình thành nên cấu trúc xoắn α có độ bền rất lớn. Hơn nữa cấu trúc này lại có mật độ dày đặc ( hầu như không có khoảng trống bên trong xoắn) nên sẽ làm giảm tương tác với các phân tử khác ( chẳng hạn không có liên kết H với phân tử nước ). _ Cấu trúc gấp nếp β: các mạch duỗi ra tạo cấu trúc tờ giấy xếp. Các mạch polypeptit có thể song song ( A và B trong hình ) hoặc đối song song ( B và C ). Một số axit amin như Asp, Glu, His, Lys, Pro, Ser không tham gia vào cấu trúc này. Nhưng tất cả các liên kết peptit đều tham gia vào sự hình thành cấu trúc này .
_ Cấu trúc mặt cong β: các chuỗi polypeptit tự gấp lại thành một cấu hình có góc và được ổn dịnh nhờ liên kết H.
Trong một số protein còn có cấu trúc tương tự xoắn ốc gọi là polyprolin I ( xoắn trái với 3,3 gốc/ vòng , liên kết peptit có hình thể cis ) và polyprplin II(xoắn trái vơí 3 gốc/ vòng, liên kết peptit có hình thể trans. Hai cấu trúc này có thể chuyển đổi cho nhau và thường thì dạng II trong môi trường nước bền hơn . 2. Sự biến đổi của peptit: Tác nhân gây ra
 Biến đổi do nhiệt : Từ 0~40 o C: chưa ảnh hưởng đến protein, độ tan của protein tăng khi nhiệt độ tăng. Gia nhiệt vừa phải 40o C ~ 110o C , protein bị biến tính. Gia nhiệt kiểu tiệt trùng 110oC ~200oC gây phá huỷ một phần các gốc axitamin như xistin, xistrin phân huỷ thành H2S , dimethylamin, axit xistin. Trên 200oC các liên kêt peptit bị thuỷ phân. Biến đổi do biện pháp hoá học: Phản ứng thuỷ phân : Các peptit bị thuỷ phân hoàn toàn trong dung dịch axit nóng hoặc dung dịch kiềm nóng cho sản phẩm cuối cùng là hỗn hợp các aminoaxit. Thường thủy phân bằng dung dịch HCl 2N ở 110oC trong khoảng 24- 72 giờ . Ví dụ : Phản ứng với 2,4-đinitroflobenzen: Tương tự aminoaxit, nhóm – NH2 của đơn vị aminoaxit “đầu N “ phản ứng được với 2,4-đinitroflobenzen cho dẫn xuất 2,4-đinitrophenyl (DNP) màu vàng : Phản ứng này được dùng để xác định trật tự sắp xếp các đơn vị amino axit trong phân tử peptit ( phương pháp Sanger) Phản ứng màu Biure: Đặc trưng cho liên kết peptit, tất cả các peptit có từ hai liên kết peptit trở lên đều phản ứng với dung dịch CuSO4 loãng trong môi trường kiềm cho dung dịch hợp chất phức có màu tím hoặc tím đỏ . Phản ứng Biure dùng để phân tích định tính và định lượng peptide hoặc protein. Biến đổi do tác dụng của enzym: +Các peptit có thể được thuỷ phân không hoàn toàn thành những đoạn peptit ngắn hơn nhờ các enzym đặc hiệu: _ Aminoaxit “đầu N” được tách ra khỏi mạch nhờ enzym aminopeptidaza. Ví dụ:
_Aminoaxit “đuôi C” được tách ra khỏi mạch nhờ enzym cacboxi peptidaza. Ví dụ:
+Đặc biệt trong quá trình tiêu hoá, peptit và protein thức ăn được các enzym thuỷ phân protein (proteinase)có trong dịch tiêu hoá thuỷ phân thành các peptit và cuối cùng thành các axit amin tự do. Proteinase là các peptidáe xúc tác phản ứng cắt đứt các liên kết peptit với sự tham gia của nước. Mỗi peptidaza có tác dụng đặc hiệu đối với vị trí của liên kết peptit và bản chất của gốc R của các axit amin tham gia tạo thành liên kết peptit của chuỗi protein.Lúc đầu các peptitdase trong dịch, dịch tụy và dịch tràng được tiết ra dưới dạng không hoạt động gọi là “Proenzym” sau đó trở thành hoạt động trong ống tiêu hoá để giúp sự thuỷ phân protein.
Ngoài 3 biến đổi trên, riêng đối với Protein , sự biến tính không làm đứt các liên kết peptit mà chỉ làm đứt các liên kết H, liên kết muối…nối với khúc của chuỗi polypeptit hoặc các chuỗi polypeptit với nhau. Vì vậy, cấu trúc của protein bị đảo lộn các nhóm kỵ nước quay ra ngoài, các nhóm ưa nước quay vào trong, sự hydrat hoá giảm, các phân tử polypeptit dễ kết hợp lại với nhau, độ tan giảm , và dễ kết tủa .Sự biến đổi cấu trúc làm protein dễ được tiêu hoá hơn là protein nguyên thủy. (*****(*****(