. Cấu trúc của protein:
4.1. Axit amin – Đơn phân tạo nên protein:
Protein là một phần cực kỳ quan trọng của cơ thể con người, cũng như các loài động vật và thực vật khác. Các loại protein khác nhau có chức năng khác nhau, chẳng hạn như chuyển hóa các chất dinh dưỡng, xây dựng mô cơ và cấu trúc của tế bào, và truyền tín hiệu giữa các tế bào. Để hiểu được cấu trúc và chức năng của protein, cần phải tìm hiểu về các đơn phân tạo nên chúng, còn gọi là các axit amin.

 
Các axit amin là các hợp chất hữu cơ có chứa nhóm amin (-NH2), nhóm Cacboxyl (-COOH) và một nguyên tử cacbon trung tâm đính với một nguyên tử hydro và nhóm R định nghĩa tính chất của axit amin. Các axit amin khác nhau được phân loại dựa trên nhóm R của chúng. Tổng cộng có 20 loại axit amin khác nhau trong các protein khác nhau trong cơ thể con người và động vật.

Một trong những phân tích quan trọng nhất của các axit amin trong protein là việc tìm ra thứ tự của chúng. Thứ tự này quyết định cấu trúc của protein và do đó quyết định chức năng của nó. Một sai sót nhỏ trong thứ tự các axit amin có thể dẫn đến sự biến đổi nghiêm trọng trong cấu trúc và chức năng của protein.

Các axit amin có tính chất khác nhau và có tác động khác nhau đến sức khỏe con người. Ví dụ, axit amin Lysine và Methionine là hai axit amin thiết yếu cần thiết cho sức khỏe của con người. Tuy nhiên, axit amin Phenylalanine có thể gây hại đến sức khỏe nếu nồng độ của nó trong cơ thể con người quá cao.

Tóm tắt lại, các axit amin là các đơn phân cấu thành nên protein, chúng quan trọng đối với sức khỏe và chức năng của cơ thể con người, và sự đa dạng của chúng là những gì tạo nên sự đa dạng của các loại protein khác nhau trong cơ thể con người và động vật.

 
4.2. Các bậc cấu trúc của protein:
Protein là một loại phân tử sinh học quan trọng trong cơ thể, đóng vai trò quan trọng trong nhiều hoạt động sinh học. Protein tham gia vào nhiều quá trình sinh học khác nhau, bao gồm chuyển hóa, truyền tín hiệu và vận chuyển chất dinh dưỡng trong cơ thể. Protein cũng là thành phần chính của các cơ, da, tóc, móng và xương của chúng ta. Do đó, cấu trúc của protein rất quan trọng đối với sức khỏe và chức năng của cơ thể.

Protein được phân biệt thành 4 bậc cấu trúc khác nhau:

Cấu trúc bậc một: Đây là bậc cấu trúc đầu tiên của protein, bao gồm các axit amin kết nối với nhau bởi liên kết peptit để tạo thành chuỗi polypeptide. Chuỗi polypeptide bắt đầu bằng nhóm amin của axit amin đầu tiên và kết thúc bằng nhóm cacboxyl của axit amin cuối cùng. Cấu trúc bậc một của protein là trình tự sắp xếp các axit amin trên chuỗi polypeptide. Cấu trúc bậc một này rất quan trọng vì trình tự các axit amin sẽ tạo thành tương tác giữa các phần trong chuỗi polypeptide, từ đó tạo nên hình dạng lập thể của protein và định nghĩa tính chất và vai trò của protein. Nếu trình tự sắp xếp của các axit amin bị sai lệch, protein có thể bị biến đổi tính chất và cấu trúc của nó.

 
Cấu trúc bậc hai: Đây là bậc cấu trúc thứ hai của protein, bao gồm sự sắp xếp đều đặn các chuỗi polypeptide trong không gian. Chuỗi polypeptide thường không ở dạng thẳng mà thường ở dạng xoắn và nếp gấp, được cố định bởi các liên kết hydro giữa các axit amin gần nhau. Các protein sợi như keratin, collagen…(có trong lông, tóc, móng, sừng) gồm nhiều xoắn , trong khi các protein cầu có nhiều nếp gấp hơn.

Cấu trúc bậc ba: Cấu trúc bậc ba của protein bao gồm các xoắn và nếp gấp có thể cuốn lại với nhau thành từng búi có hình dạng lập thể đặc trưng cho từng loại protein. Cấu trúc không gian này có vai trò quan trọng đối với hoạt tính và chức năng của protein. Cấu trúc này phụ thuộc vào nhóm –R trong các mạch polypeptide. Chẳng hạn nhóm –R của cysteine có khả năng tạo cầu disunfur (-S-S), nhóm –R của proline cản trở việc hình thành xoắn, từ đó vị trí của chúng sẽ xác định điểm gấp hay, hay những nhóm –R ưa nước thì nằm phía ngoài phân tử, còn các nhóm kị nước thì chuồi vào bên trong phân tử. Các liên kết yếu hơn như liên kết hydro hay điện hóa trị có ở giữa các nhóm –R có điện tích trái dấu.

 
Cấu trúc bậc bốn: Khi protein có nhiều chuỗi polypeptide phối hợp với nhau thì tạo nên cấu trúc bậc bốn của protein. Các chuỗi polypeptide liên kết với nhau nhờ các liên kết yếu như liên kết hydro. Cấu trúc bậc bốn của protein đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các phân tử protein lớn hơn có khả năng tự gắn với nhau và hoạt động một cách hiệu quả.

Ngoài các bậc cấu trúc truyền thống, các nhà khoa học đang tìm hiểu và khám phá những cấu trúc mới của protein. Một trong những cấu trúc mới phổ biến nhất là cấu trúc protein vô định hướng hoặc cấu trúc protein không gập. Đây là một trong những cấu trúc protein mới nhất được tìm thấy và nó không tuân thủ theo các bậc cấu trúc truyền thống của protein. Cấu trúc này có thể tồn tại trong một số protein đóng vai trò quan trọng trong các quá trình sinh học, chẳng hạn như quá trình truyền tín hiệu.

Với những tài liệu mới nhất, các nhà nghiên cứu đã tìm ra các ứng dụng mới của protein trong lĩnh vực y tế và công nghệ sinh học. Các protein được sử dụng để sản xuất thuốc chống ung thư, thuốc chống viêm, và các sản phẩm chăm sóc sức khỏe khác. Protein cũng được sử dụng để sản xuất các vật liệu sinh học như các màng sinh học và vật liệu tích cực cho công nghệ nano.

 
Tóm lại, cấu trúc của protein rất quan trọng đối với sức khỏe và chức năng của cơ thể. Từ các bậc cấu trúc đơn giản đến bậc cấu trúc phức tạp, cấu trúc của protein đóng vai trò quan trọng trong nhiều hoạt động sinh học và các ứng dụng mới của protein đang được khám phá.