Protein và enzyme: cấu trúc, tính chất, đông tụ, phản ứng màu, vai trò sinh học và bài tập có đáp án Hóa 12
Protein và enzyme đều là những phân tử sinh học quan trọng. Protein là polypeptide phân tử khối lớn, thủy phân thành amino acid, đông tụ và có phản ứng màu biure. Enzyme là chất xúc tác sinh học bản chất protein với tính chọn lọc cao. Có bài tập có đáp án Hóa 12.
Protein và enzyme là gì?
Protein và enzyme là hai khái niệm gắn bó chặt chẽ trong hóa học sự sống. Protein là các polypeptide có phân tử khối từ vài chục nghìn đến vài triệu amu, là thành phần chính của mọi tế bào; enzyme là những protein đóng vai trò xúc tác cho các phản ứng sinh hóa trong cơ thể.
Protein
- Protein đơn giản chỉ tạo bởi các gốc $\alpha$-amino acid (như albumin lòng trắng trứng); protein phức tạp còn có thành phần phi protein (như hemoglobin chứa heme).
- Cấu trúc gồm bậc $1$ (trình tự amino acid), bậc $2$ (xoắn $\alpha$, gấp nếp $\beta$), bậc $3$ (cuộn gập không gian) và bậc $4$ (kết hợp nhiều chuỗi).
- Vai trò: cấu tạo tế bào, xúc tác (enzyme), vận chuyển (hemoglobin), điều hòa (hormone như insulin), bảo vệ (kháng thể).
| Tính chất | Hiện tượng / phản ứng |
|---|---|
| Thủy phân (acid, kiềm, enzyme) | Tạo chuỗi peptide ngắn rồi các $\alpha$-amino acid |
| Đông tụ | Kết tủa khi đun nóng, thêm acid, base hoặc muối kim loại nặng (ví dụ riêu cua, đông lòng trắng trứng) |
| Phản ứng màu biure | Tác dụng $\ce{Cu(OH)2}$ trong kiềm tạo màu tím |
| Phản ứng với $\ce{HNO3}$ đặc | Tạo kết tủa màu vàng (gốc amino acid có vòng thơm) |
Ví dụ 1
Hiện tượng gì xảy ra khi đun nóng lòng trắng trứng?
Protein bị đông tụ (biến tính) thành khối trắng, không tan trở lại.
Ví dụ 2
Nhận biết lòng trắng trứng và dung dịch glucose.
Dùng $\ce{Cu(OH)2}$/$\ce{NaOH}$: lòng trắng trứng cho màu tím (biure); glucose cho dung dịch xanh lam.
Enzyme
| Enzyme | Phản ứng xúc tác |
|---|---|
| Amylase | Thủy phân tinh bột thành maltose |
| Protease | Thủy phân protein thành peptide, amino acid |
| Lipase | Thủy phân chất béo thành glycerol và acid béo |
Ví dụ 3
Vì sao nhiệt độ quá cao làm enzyme mất hoạt tính?
Enzyme là protein nên bị đông tụ, biến tính cấu trúc không gian khi gặp nhiệt độ cao.
Những lỗi thường gặp
Bài tập thực hành
- Protein là gì? Nêu hai vai trò của protein.
- Nêu hai tác nhân làm protein đông tụ.
- Nêu ba đặc điểm của enzyme.
- Phân biệt dung dịch lòng trắng trứng và dung dịch glycine.
- Vì sao cần nấu chín thịt cá trước khi ăn từ góc độ hóa học protein?
Đáp án
- Polypeptide phân tử khối lớn; cấu tạo tế bào và xúc tác sinh học.
- Nhiệt độ cao; acid, base, muối kim loại nặng.
- Hiệu quả cao, tính chọn lọc cao, hoạt động ở nhiệt độ và pH thích hợp.
- Dùng $\ce{Cu(OH)2}$/kiềm: lòng trắng trứng cho màu tím, glycine thì không.
- Nhiệt làm protein vi khuẩn, ký sinh trùng bị đông tụ, dễ tiêu hóa và an toàn hơn.
Tổng kết
Bài học liên quan
Xem tất cả bài học chủ điểm Hợp chất chứa nitrogen
Câu hỏi thường gặp
Protein là gì?
Là polypeptide có phân tử khối lớn do các $\alpha$-amino acid tạo nên.
Enzyme là gì?
Là chất xúc tác sinh học, hầu hết có bản chất protein.
Đông tụ protein là gì?
Là hiện tượng protein kết tủa khi gặp nhiệt, acid, base hoặc muối kim loại nặng.
Enzyme có đặc điểm gì?
Xúc tác hiệu quả, chọn lọc cao, nhạy với nhiệt độ và pH.