Cấu trúc protein 3D – từ amino acid tới cấu trúc bậc 4

Protein là đại phân tử giữ nhiều chức năng nhất trong tế bào, học trong chủ đề Thành phần hoá học của tế bào (Sinh học 10, Chương trình GDPT 2018). Mô phỏng dựng các mô hình 3D giản lược theo độ dài liên kết gần đúng: amino acid gồm carbon α, nhóm amino, nhóm carboxyl và gốc R; bảy amino acid đại diện cho các loại gốc R không phân cực, phân cực, tính acid, tính base và chứa lưu huỳnh; liên kết peptide hình thành qua phản ứng ngưng tụ giải phóng nước; xoắn α (3,6 amino acid mỗi vòng) và gấp nếp β giữ bằng liên kết hydrogen. Màn hình Liên kết peptide cho nối từng amino acid, đếm liên kết peptide, phân tử nước và tính phân tử khối của chuỗi. Màn hình Bậc 3 là một protein mô hình 38 amino acid với liên kết hydrogen, liên kết ion, cầu disulfide và lõi kị nước bật, tắt được; kéo nhiệt độ, pH, thêm chất khử hoặc chọn đột biến để xem protein duỗi mạch, đọc nhiệt độ biến tính Tm trên đồ thị và ghi bảng kết quả. Màn hình Bậc 4 cho xem hemoglobin gồm 2 chuỗi α, 2 chuỗi β và 4 nhóm heme, gắn O₂, tách các chuỗi và đột biến hồng cầu hình liềm; các màn hình còn lại so sánh collagen dạng sợi với hemoglobin dạng cầu và mô phỏng con đường tiết protein từ lưới nội chất hạt qua bộ máy Golgi tới xuất bào. Nút 2D chuyển sang sơ đồ phẳng. Câu hỏi gợi ý: – Chuỗi polypeptide gồm 8 amino acid có bao nhiêu liên kết peptide và đã giải phóng bao nhiêu phân tử nước? – Vì sao protein mất chức năng khi đun tới 70 °C, trong khi cầu disulfide vẫn còn? – Ở pH 2, protein kiểu dại và protein đột biến Cys → Ser khác nhau thế nào? Giải thích bằng các liên kết.