Mục lục bài họcĐang ở d01-b2
Protein Structure and Enzymes
Four levels of structure
- Primary — the amino acid sequence, held by peptide bonds. It determines everything above it.
- Secondary — $\alpha$-helices and $\beta$-sheets, held by hydrogen bonds along the backbone.
- Tertiary — the overall 3-D fold, driven mainly by interactions between R-groups.
- Quaternary — several polypeptides together, as in haemoglobin.
Enzymes lower activation energy
An enzyme binds substrate at its active site and stabilises the transition state, lowering $E_a$. It does not change $\Delta G$ or make an unfavourable reaction favourable.
Denaturation destroys the tertiary fold — by heat, extreme pH, or salt — and the active site no longer fits the substrate. The primary sequence survives, but function is usually lost for good.
Bốn bậc cấu trúc protein, và ý quan trọng nhất: bậc một quyết định mọi bậc trên. Đổi một axit amin trong chuỗi có thể làm hỏng toàn bộ hình dạng — đó chính là cơ chế của bệnh hồng cầu hình liềm.
- Bậc một: trình tự axit amin, nối bằng liên kết peptit.
- Bậc hai: xoắn $\alpha$ và phiến $\beta$, giữ bằng liên kết hiđro dọc khung.
- Bậc ba: hình dạng ba chiều tổng thể, do tương tác giữa các nhóm R.
- Bậc bốn: nhiều chuỗi ghép lại, như hemoglobin.
Enzim hạ năng lượng hoạt hoá bằng cách gắn cơ chất vào trung tâm hoạt động. Nó không đổi $\Delta G$ và không làm một phản ứng bất lợi trở thành có lợi.
Biến tính phá cấu trúc bậc ba — do nhiệt, pH cực đoan hay muối. Trung tâm hoạt động mất hình dạng nên không khớp cơ chất nữa. Trình tự bậc một vẫn còn, nhưng chức năng thường mất hẳn.
Vì sao đồ thị tốc độ enzim theo nhiệt độ đi lên từ từ rồi đổ xuống rất dốc, thay vì đối xứng?
Nhánh đi lên phản ánh động học thông thường: nhiệt độ cao thì phân tử chuyển động nhanh hơn, va chạm giữa enzim và cơ chất nhiều hơn ⇒ tốc độ tăng dần đều.
Nhánh đi xuống có cơ chế hoàn toàn khác: enzim bắt đầu biến tính. Các liên kết yếu giữ cấu trúc bậc ba bị nhiệt phá, protein bung ra, trung tâm hoạt động mất hình dạng.
Biến tính xảy ra rất nhanh khi qua ngưỡng, và không hồi lại được. Vì thế đồ thị đổ dốc chứ không giảm từ từ.
Đây cũng là lý do sốt cao trên $42°$C nguy hiểm chết người: enzim trong cơ thể bắt đầu biến tính.
Đọc xong rồi — làm thử ngay
Bài tập của chương Unit 1 — Chemistry of Life gồm 14 câu trắc nghiệm và 4 đề tự luận, ra khó hơn đề thật 30–50%. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.