Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
กรดอะมิโน และ โปรตีน AMINO ACID & PROTEIN - Coggle Diagram
กรดอะมิโน และ โปรตีน
AMINO ACID & PROTEIN
กรดอะมิโน
(Amino acid)
เป็นองค์ประกอบของโปรตีนซึ่งเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่พบมากที่สุดของสิ่งมีชีวิต ประกอบด้วยธาตุ C H O และ N เป็นองค์ประกอบหลัก
กรดอะมิโนจำเป็น
Essential amino acid
เมทไทโอนีน (Methionine)
ทริปโทเฟน (Tryptopham)
ไลซีน (Lysine)
ทรีโอนีน (Threonine)
ไอโซลิวซีน (Isoleucine)
ลิวซีน (Leucine)
ฟีนิลอะลานีน (Phenylalanine)
ฮีสทีดีน (Histidine)
วาลีน (Valine)
AMINO ACID CLASSIFICATION
การจำแนกกรดอะมิโน
Aliphatic side chain
เช่น Glycine, Alanine, Valine, Leucine, Isoleucine
Aromatic side chain
เช่น Phenylalanine , Tryptophan , tyrosine
พบในโปรตีนทั่วไป
หมู่แอโรเมติกดูดกลืนแสง 260-280 นาโนเมตร (UV)
สารละลายโปรตีนเข้มขัน 1 mg/mL มีค่าการดูดกลืนแสงที่ 280 nm 1.0-1.5 หน่วย
Sulphur- containing side chain
เช่น Cysteine , Methionine
Thiol group
หมู่ไธออล (Thiol group; - SH ) มีความว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยา
ซีสเทอีน 2 โมเลกุล ทำปฏิกิริยากันเกิดเป็นซีสไทน์ (Cystine)
Acidic side chain
เช่น Aspartic acid, Glutamic acid
Basic side chain
เช่น Lysine, Arginine, Histidine
Amide side chain
เช่น Asparagine, Glutamine
Hydroxylic side chain
เช่น Serine, Threonine
Imino Side Chain
เช่น Proline
ข้อมูลทั่วไป
มีกรดอะมิโนที่พบมากในธรรมชาติมี 20 ชนิด
กรดอะมิโนแต่ละชนิดมีลักษณะแตกต่างกันที่หมู่ R (โซ่ข้าง หรือ side chain ที่ต่ออยู่กับ a - carbon) ซึ่งใช้ในการจัดกลุ่มของกรดอะมิโน
มักเรียกชื่อสามัญ (common) ของกรดอะมิโน ซึ่งมักได้จากภาษากรีก เช่น glycine tyrosine alanine
มีการใช้สัญลักษณ์แทนชื่อของกรด โดยใช้อักษร 3 ตัวแรก เช่น Gly แทน ... Glycine (ยังมีสัญลักษณ์แบบอื่น เช่น ใช้อักษร 1 ตัวแรก)
สิ่งที่มีชีวิต (จุลินทรีย์ พืช และสัตว์) สามารถสังเคราะห์กรดอะมิโนต่างๆ ได้ แต่สัตว์ชั้นสูงบางชนิดอาจไม่สามารถสร้างกรดอะมิโนบางตัวได้ เรียกว่า กรดอะมิโนจำเป็น (Essential amino acid) ซึ่งต้องได้จากสารอาหารที่รับประทาน
กรดอะมิโนมีโครงสร้างทั่วไปเป็น L- amino acid
ความเป็นกรด-เบสของกรดอะมิโน
โครงสร้างไอออนขั้วคู่ (Dipolar ion หรือ Zwitterion)
หมู่ทั้งสองของกรดอะมิโนสามารถอยู่ในโครงสร้างกรด (acdie fom) และโครงสร้างเบส (basic fom) ได้ ส่วนจะอยู่ในรูปแบบใด จะขึ้นกับ pH ของสารละลาย
ในสารละลายกรดแก่ (very acidic solution) ซึ่ง pH เข้าใกล้ 0 หมู่อะมิโนและหมู่คาร์บอกซิลจะอยู่ในโครงสร้างกรด (ประจุรวมเป็นบวก)
ในสารละลายที่เป็นกลาง pH = 7 หมู่คาร์บอกซิลจะอยู่ในโครงสร้างเบส ส่วนหมู่อะมิโนจะอยู่ในโครงสร้างเป็นกลาง (ประจุรวมเป็นศูนย์) เรียกว่าเป็นโครงสร้างแบบ Zwitter ion
ในสารละลายเบสแก่ (very basic solution) ซึ่ง pH เกือบเท่ากับ 11 หมู่อะมิโนและหมู่คาร์บอกซิลจะอยู่ในโครงสร้างเบส (ประจุรวมเป็นลบ)
กรดอะมิโนใดๆ จะมีโครงสร้างที่มีประจุแบบใดแบบหนึ่งเสมอ
ในร่างกายของมนุษย์ จะมีค่า physiological pH เท่ากับ7.3 ดังนั้น กรดอะมิโนต่างๆ จะมีโครงสร้างเป็นกลาง
Isoelectric Point (pl) ของกรดอะมิโน
Isoelectric Point (pl) คือ ค่า PH ที่กรดอะมิโนอยู่ในโครงสร้างที่มีประจุสุทธิเป็นศูนย์ สามารถคำนวณได้จากค่า pKa ของหมู่อะมิโนและหมู่คาร์บอกซิลของกรดแต่ละชนิด
กรดอะมิโนแต่ละชนิดมีค่า pKaของหมู่อะมิโนและของหมู่คาร์บอกซิลิกไม่เท่ากันทำให้มีค่า pl ไม่เท่ากัน
พันธะที่พบในโครงสร้างของ กรดอะมิโนและโปรตีน
พันธะเปปไทด์ (Peptide Bond)
กรดอะมิโนจะยึดกันด้วยพันธะเอไมด์ หรือ พันธะเปปไทด์ (Peptide Bond)
ในธรรมชาติ จะพบกรดอะมิโนในรูปของพอลิเมอร์ต่างๆ ที่เรียกว่า เพปไทด์(Peptides) และโปรตีน (Proteins)
แบ่งพอลิเมอร์เหล่านี้ตามจำนวนของหน่วยพื้นฐาน (monomer) ของกรดอะมิโน และเรียกชื่อของกลุ่ม ดังนี้
Dipeptides มีกรดอะมิโน 2 หน่วย
Tripeptide มีกรดอะมิโน 3 หน่วย
Oligopeptide มีกรดอะมิโน 4-10 หน่วย
Polypeptide มีกรดอะมิโนจำนวนมาก
พันธะไดซัลไฟด์ (Disulfide bond)
พันธะโควาเลนท์ที่แข็งแรงระหว่าง กรดแอมิโนซิสเตอีน (cysteine) ที่อยู่ในโครงสร้างระดับปฐมภูมิ ทำให้เกิดม้วนพับของโปรตีน โดยการสร้างเป็นพันธะที่อยู่ห่างกันในโครงสร้าง
เช่น ในโมเลกุลของไลโซไซม์ ชนิดที่พบในไข่ขาวของไข่ไก่
สายของเคอราทิน (kertin) ซึ่งเป็นโปรตีนของเส้นผม มีทั้งที่เป็นผมหยิกหรือหยักศก (curly hair) และที่เส้นผมตรง (straight hair)
ซึ่งเกิดจากพันธะ Disulfide ระหว่างสายของเคอราทิน มีลักษณะการจับที่แตกต่างกัน
โปรตีน
(Proteins)
การจำแนกประเภทของโปรตีน
composition (องค์ประกอบ)
conjugated protein มีสารอื่นด้วย (prosthetic group)
simple protein มีเฉพาะกรดอะมิโน
3-Dimensional structure (โครงสร้าง 3 มิติ)
fibrous protein (โปรตีนเส้นใย)
ลักษณะยาว เรียงตัวขนาน ไม่ละลายน้ำ ทนต่อเอนไซม์ เหนียว ทำหน้าที่เป็นโครงสร้าง
เช่น เคราทิน ไฟโบอิน คลอราเจน
globular protein (โปรตีนก้อนกลม)
ค่อนข้างกลม ละลายน้ำ ย่อยสลายง่ายด้วยกรดและเอนไซม์
เช่น เอนไซม์ แอลบูมิน ฮีโมโกลบิน
Function (หน้าที่)
สะสม (storage)
Zein สะสมในเมล็ดพืชเพื่อเลี้ยงต้นอ่อน
Ovalbumin สะสมในไข่ขาว
Casein สะสมในน้ำนม
การเคลื่อนไหว(Movement)
Actin , Myosin การเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อ
Dynein การเคลื่อนไหวของ cilia หรือ Flagella
ขนส่ง (Transport )
Hemoglobin ขนส่งออกซิเจนจากปอดไปเนื้อเยื่อ
Lipoprotein ขนส่งไขมันจากตับไปอวัยวะต่างๆ
Transferrin ขนส่งไอออนของโลหะในเลือด
เสริมโครงสร้าง (Mechanical support)
Collagen เอ็น กระดูก ผิวหนัง
Alpha-keratin เส้นผม ผิวหนัง เขาสัตว์
Fibroin เส้นไหม ใยแมงมุม
ป้องกัน(Defense)
Immunogloburins กำจัดสิ่งแปลกปลอม
Fibrin , Thrombin ช่วยการแข็งตัวของเลือด
ควบคุม(Regulation)
Insulin ควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด
เร่งปฏิกิริยา(Catalysis)
ตอบสนองต่อการกระตุ้น(Stress response)
Cytochrome P450 เป็นเอนไซม์ชนิดหนึ่งส่วนใหญ่พบได้ที่ตับและลำไส้ ทำหน้าที่ออกซิไดซ์โมเลกุลอินทรีย์แปลกปลอมขนาดเล็ก เช่น สารพิษ หรือยา
Metallo thionine ลดพิษของโลหะแคดเมียม ปรอท เงินสารหนู
Heat shock protein กระตุ้นให้โปรตีนกลับหรือทำลายโปรตีนที่เสียหาย เมื่อถูกความร้อนหรือแรงกระตุ้น
Conformation of protein
โครงสร้างของโปรตีน
แบ่งเป็น 4 ระดับ
Primary structure (โครงสร้างปฐมภูมิ)
Secondary structure (โครงสร้างทุติยภูมิ)
โครงสร้างแบบเกลียว (Helix structure)
เป็นโครงสร้างที่มีลักษณะเป็นเกลียวเวียนขวา มีพันธะไฮโดรเจนยึดสายของเพปไทด์หรือโปรตีนไว้ พบในโปรตีนทั่วไป
โครงสร้างแบบพับจีบ (Pleated-sheet structure)
เป็นโครงสร้างที่เกิดจากการบิดของพันธะต่าง ๆ ของสายเพปไทด์หรือโปรตีนทำให้ได้ลักษณะเป็นแผ่นที่ทบไปมา
Tertiary structure (โครงสร้างตติยภูมิ)
Quaternary structure(โครงสร้างจตุรภูมิ)
โปรตีน (protien) มาจากภาษากรีก protieos หมายถึง first โปรตีน เป็นสารพอลิเมอร์เอไมค์ (polymeramide) เมื่อถูกไฮโดรไลซ์ (hydrolyze) จะได้กรดอะมิโน
ปฏิกิริยาของกรดอะมิโนและโปรตีน
Ninhydrin
เกิดสารที่มีสีน้ำเงิน
Sanger's reagent
เกิดสารที่มีสีเหลือง
Dansyl chloride
เกิดสารสีน้ำเงิน/สีน้ำเงินอมเขียว เรืองแสงได้
Biuret
สารสีม่วง