Sự chuyển hóa protein trong cơ thể

Chuyển hóa protein trong cơ thể bao gồm các quá trình sinh hóa khác nhau đóng vai trò tổng hợp protein và a xi t a min thông qua quá trình đồng hóa, và phân hủy protein bằng quá trình dị hóa. 1. Tổng quan về sự chuyển hóa protein trong cơ thể Các bước tổng hợp protein bao gồm phiên mã, dịch mã và sửa đổi sau dịch mã. Trong quá trình phiên mã, RNA p o ly me ra se phiên mã vùng mã hóa của DNA trong tế bào tạo ra một chuỗi RNA, đặc biệt là RNA thông tin (m RNA). Trình tự m RNA này chứa các co don: 3 đoạn dài nu c leo ti de mã hóa cho một a xi t a min cụ thể. Ri bo so me dịch mã các co don thành các a xi t a min tương ứng của chúng. Ở người, các a xi t a min không thiết yếu được tổng hợp từ các chất trung gian trong các con đường trao đổi chất chính như chu trì nhA xi t C i tri c. Các a xi t a min thiết yếu phải được tiêu thụ và được tạo ra trong các sinh vật khác. Các a xi t a min được nối với nhau bằng liên kết p e p ti t tạo thành chuỗi p o li p e p ti t. Chuỗi p o li p e p ti t này sau đó trải qua các sửa đổi sau dịch mã và đôi khi được nối với các chuỗi p o li p e p ti t khác để tạo thành một protein đầy đủ chức năng. Các protein trong cơ thể đến từ chế độ ăn sẽ được phân hủy thành các a xi t a min riêng lẻ bởi các en z y m khác nhau và a xi t clo hy d ri c có trong đường tiêu hóa. Các a xi t a min này được hấp thụ vào máu để vận chuyển đến gan và vận chuyển đến các phần còn lại của cơ thể. Các a xi t a min được hấp thụ thường được sử dụng để tạo ra các protein chức năng, nhưng cũng có thể được sử dụng để tạo ra năng lượng. Bên cạnh việc tổng hợp, protein có thể bị phân hủy bởi các en z y me được gọi là p e p ti da se hoặc có thể bị phân hủy do biến tính. P ro te in có thể biến tính trong điều kiện môi trường mà protein không được tạo ra. 2. Quá trình tổng hợp protein Đồng hóa protein hay tổng hợp protein là quá trình protein được hình thành từ các a xi t a min. Nó bao gồm năm quá trình: tổng hợp a xi t a min, phiên mã, dịch mã, sửa đổi sau dịch mã và cuộn protein. Protein được tạo ra từ các a xi t a min. Ở người, một số a xi t a min có thể được tổng hợp bằng cách sử dụng các chất trung gian đã có sẵn. Các a xi t a min này được gọi là a xi t a min không thiết yếu. Các a xi t a min thiết yếu muốn tổng hợp cần các chất trung gian không có trong cơ thể con người. Các chất trung gian này phải được bổ sung từ các loại thực phẩm. Các chất trung gian này phải được bổ sung từ các loại thực phẩm. Như vậy, muốn tổng hợp được protein, cơ thể phải trải qua lần lượt các bước tổng hợp a xi t a min và tổng hợp p o ly p e p ti de sau đó. Trong phiên mã, RNA p o ly me ra se “ đọc ” một sợi DNA và tạo ra một sợi m RNA có thể được dịch mã thêm. Để bắt đầu phiên mã, đoạn DNA được phiên mã phải có thể tiếp cận được (tức là không ở trạng thái cuộn chặt). Khi có thể tiếp cận được đoạn DNA, RNA p o ly me ra se có thể bắt đầu phiên mã sợi DNA mã hóa bằng cách ghép nối các nu c leo ti de RNA với sợi DNA khuôn mẫu. Trong giai đoạn phiên mã ban đầu, RNA p o ly me ra se tìm kiếm vùng p ro mo te r trên sợi khuôn DNA. Khi RNA p o ly me ra se liên kết với vùng này, nó bắt đầu “ đọc ” sợi DNA khuôn mẫu theo hướng 3 ’ đến 5 ’. RNA p o ly me ra se gắn các gốc RNA bổ sung vào sợi DNA khuôn mẫu (U ra c i l sẽ được sử dụng thay cho T hy mi ne). Các nu c leo ti de mới được liên kết cộng hóa trị với nhau. Sợi m RNA này được tổng hợp theo chiều 5 ’ đến 3 ’. Khi RNA đạt đến trình tự kết thúc, nó sẽ tách ra khỏi chuỗi khuôn mẫu DNA và kết thúc chuỗi m RNA. Phiên mã được điều hòa trong tế bào thông qua các nhân tố phiên mã. Phiên mã được điều hòa trong tế bào thông qua các nhân tố phiên mã. Yếu tố phiên mã là các protein liên kết với các trình tự điều hòa trong sợi DNA như vùng p ro mo te r hoặc vùng điều hành. Các protein liên kết với các vùng này có thể trực tiếp dừng lại hoặc cho phép RNA p o ly me ra se đọc sợi DNA hoặc có thể báo hiệu cho các protein khác dừng lại hoặc cho phép đọc RNA p o ly me ra se. Trong quá trình dịch mã, ri bo so me chuyển đổi trình tự m RNA (RNA thông tin) thành trình tự a xi t a min. Sau khi bắt đầu dịch mã, ri bo so me bước vào giai đoạn kéo dài theo chu kỳ lặp đi lặp lại. Khi quá trình dịch mã kết thúc, cơ thể sẽ có bước tự sửa chữa hay điều chỉnh. Một khi chuỗi p e p ti t được tổng hợp, nó vẫn phải được sửa đổi. Các biến đổi sau dịch mã có thể xảy ra trước hoặc sau khi gấp protein. Các phản ứng sinh học phổ biến để điều chỉnh chuỗi p e p ti t sau khi dịch mã bao gồm quá trình me t hy l hóa, pho s pho r y l hóa và hình thành liên kết di su l f i de. Quá trình me t hy l hóa thường xảy ra đối với a r gi nin hoặc ly sin và liên quan đến việc thêm nhóm me ty l vào ni tơ (thay thế hy d ro). Các nhóm R trên các a xi t a min này có thể được me t hy l hóa nhiều lần miễn là liên kết với ni tơ không vượt quá 4. Các nhóm R trên các a xi t a min này có thể được me t hy l hóa nhiều lần miễn là liên kết với ni tơ không vượt quá 4. Sự me t hy l hóa làm giảm khả năng tạo liên kết hy d ro của các a xi t a min này nên a r gi nin và ly sin bị me ty l hóa có các đặc tính khác với các chất chuẩn của chúng.. Quá trình pho s pho r y l hóa thường xảy ra đối với se ri ne, t h reo ni ne và ty ro si ne và liên quan đến việc thay thế hy d ro trên nhóm rượu ở đầu cuối của nhóm R bằng một nhóm pho s pha te. Điều này làm tăng thêm điện tích âm trên các nhóm R và do đó sẽ thay đổi cách các a xi t a min hoạt động. Sự hình thành liên kết di su l f i de là việc tạo ra các cầu nối di su l f i de (liên kết cộng hóa trị) giữa hai a xi t a min cy s te i ne trong một chuỗi làm tăng thêm độ ổn định cho cấu trúc gấp khúc. Chuỗi p o li p e p ti t trong tế bào không nhất thiết phải tuyến tính; nó có thể trở nên phân nhánh hoặc tự cuộn lại. Các chuỗi p o li p e p ti t cuộn theo một cách cụ thể tùy thuộc vào dung dịch chứa chúng. Thực tế là tất cả các a xi t a min chứa các nhóm R với các đặc tính khác nhau là lý do chính khiến protein gấp lại. Trong môi trường ưa nước như cy to so l, các a xi t a min kỵ nước sẽ tập trung ở lõi của protein, trong khi các a xi t a min ưa nước sẽ ở bên ngoài. Trong môi trường ưa nước như cy to so l, các a xi t a min kỵ nước sẽ tập trung ở lõi của protein, trong khi các a xi t a min ưa nước sẽ ở bên ngoài. Điều này là thuận lợi về mặt en tro pi vì các phân tử nước có thể di chuyển tự do xung quanh các a xi t a min ưa nước hơn nhiều so với các a xi t a min kỵ nước. Trong môi trường kỵ nước, các a xi t a min ưa nước sẽ tập trung ở lõi của protein, còn các a xi t a min kỵ nước sẽ ở bên ngoài. Vì tương tác mới giữa các a xi t a min ưa nước mạnh hơn tương tác kỵ nước - ưa nước, điều này là thuận lợi về mặt en tan pi. Khi một chuỗi p o li p e p ti t được cuộn lại hoàn toàn, protein cuối cùng được tổng hợp. Thường thì nhiều tiểu đơn vị sẽ kết hợp để tạo ra một protein đầy đủ chức năng, mặc dù các protein sinh lý thực sự tồn tại chỉ chứa một chuỗi p o ly p e p ti de. Protein cũng có thể kết hợp với các phân tử khác như nhóm he me trong he mo g lo bin, một loại protein chịu trách nhiệm vận chuyển oxy trong máu. 3. Quá trình phân hủy protein Dị hóa protein là quá trình protein bị phân hủy thành các a xi t a min của chúng. Đây còn được gọi là quá trình phân giải protein và có thể diễn biến tiếp theo là sự phân hủy a xi t a min. Đây còn được gọi là quá trình phân giải protein và có thể diễn biến tiếp theo là sự phân hủy a xi t a min. Phân hủy protein thông qua các en z y m P ro te a se Ban đầu được cho là chỉ phá vỡ các phản ứng en z y m, nhưng p ro te a se (còn được gọi là p e p ti da se) thực sự giúp dị hóa protein thông qua sự phân cắt và tạo ra các protein mới mà trước đây chưa có. P ro te a se cũng giúp điều chỉnh các con đường trao đổi chất. Quá trình này giúp tiết kiệm nhiều năng lượng nhất có thể và tránh chu kỳ vô ích. Các chu kỳ vô ích xảy ra khi con đường dị hóa và đồng hóa đều có tác dụng đồng thời và có cùng tốc độ cho cùng một phản ứng. Ngoài ra, năng lượng bị mất qua các chu kỳ vô ích. P ro te a se ngăn chặn chu trình này xảy ra bằng cách thay đổi tốc độ của một trong các con đường, hoặc bằng cách phân cắt một en z y m quan trọng. P ro te a se cũng không đặc hiệu khi liên kết với chất nền, cho phép tạo ra sự đa dạng lớn bên trong tế bào và các protein khác, vì chúng có thể được phân cắt dễ dàng hơn nhiều theo cách hiệu quả về mặt năng lượng. Bởi vì nhiều p ro te a se không đặc hiệu, chúng được điều chỉnh rất nhiều trong tế bào. Nếu không có sự điều hòa, các p ro te a se sẽ phá hủy nhiều protein cần thiết cho các quá trình sinh lý. Nếu không có sự điều hòa, các p ro te a se sẽ phá hủy nhiều protein cần thiết cho các quá trình sinh lý. Cơ thể điều chỉnh p ro te a se thông qua các chất ức chế p ro te a se. Chất ức chế p ro te a se có thể là các protein, p e p ti t nhỏ hoặc phân tử khác. Có hai loại chất ức chế p ro te a se: thuận nghịch và không thuận nghịch. Các chất ức chế p ro te a se thuận nghịch tạo thành các tương tác không cộng hóa trị với p ro te a se làm hạn chế chức năng của nó. Chúng có thể là chất ức chế cạnh tranh, chất ức chế không cạnh tranh. Các chất ức chế cạnh tranh sẽ cạnh tranh với p e p ti de để gắn vào vị trí hoạt động của p ro te a se. Các chất ức chế không cạnh tranh liên kết với p ro te a se trong khi p e p ti t vẫn được liên kết nhưng không để p ro te a se phân cắt liên kết p e p ti t. Các chất ức chế p ro te a se không thuận nghịch làm thay đổi cộng hóa trị vị trí hoạt động của p ro te a se để nó không thể phân cắt các p e p ti t. E xo p e p ti da se s E xo p e p ti da se là các en z y m có thể phân cắt phần cuối của chuỗi bên a xi t a min chủ yếu thông qua việc bổ sung nước. En z y me e xo p e p ti da se tồn tại trong ruột non. Các en z y m này có hai lớp: a mi no p e p ti da se s là một en z y m biên giới bàn chải và ca r bo xy p e p ti da se là từ tuyến tụy. Các en z y m này có hai lớp: a mi no p e p ti da se s là một en z y m biên giới bàn chải và ca r bo xy p e p ti da se là từ tuyến tụy. A mi no p e p ti da se s là các en z y m loại bỏ các a xi t a min khởi đầu cuối a min của protein. Chúng có mặt ở tất cả các cơ thể sống và rất quan trọng vì chúng thực hiện nhiều nhiệm vụ tế bào để duy trì sự ổn định. Dạng p e p ti da se này là một en z y me chuyển hóa kẽm và nó bị ức chế bởi chất tương tự trạng thái chuyển tiếp, ngăn cản sự liên kết cơ chất và giảm tốc độ phản ứng. Ca r bo xy p e p ti da se phân cắt ở đầu ca r bo xy l của protein. Trong khi vẫn có thể dị hóa protein, chúng thường được sử dụng nhiều hơn trong các sửa đổi sau phiên mã. En do p e p ti da se s En do p e p ti da se là các en z y me bổ sung nước vào liên kết p e p ti t bên trong trong chuỗi p e p ti t và phá vỡ liên kết đó. Ba en do p e p ti da se phổ biến đến từ tuyến tụy là p e p sin, tr y p sin và c hy mo tr y p sin. C hy mo tr y p sin thực hiện phản ứng thủy phân phân cắt sau khi còn dư chất thơm. Các a xi t a min chính liên quan là se ri ne, hi s ti di ne và a xi t a s pa r ti c. Chúng đều có vai trò phân cắt liên kết p e p ti t. Các a xi t a min chính liên quan là se ri ne, hi s ti di ne và a xi t a s pa r ti c. Chúng đều có vai trò phân cắt liên kết p e p ti t. Ba a xi t a min này được gọi là bộ ba xúc tác, có nghĩa là tất cả ba a xi t này phải có mặt để hoạt động bình thường. Tr y p sin phân cắt sau các dư lượng tích điện dương dài và có một túi liên kết tích điện âm tại vị trí hoạt động. Cả c hy mo tr y p sin và tr y p sin đều được tạo ra dưới dạng hợp tử, có nghĩa là ban đầu chúng được tìm thấy ở trạng thái không hoạt động và sau khi bị phân cắt thông qua phản ứng thủy phân, chúng sẽ được kích hoạt. Các tương tác không cộng hóa trị như liên kết hy d ro giữa xương sống p e p ti t và bộ ba xúc tác giúp tăng tốc độ phản ứng, cho phép các p e p ti da se này phân cắt nhiều p e p ti t một cách hiệu quả. Phân hủy protein do thay đổi môi trường Độ pH Các protein tế bào được giữ ở độ pH tương đối ổn định để ngăn chặn những thay đổi trong trạng thái p ro ton hóa của các a xi t a min. Nếu pH giảm, một số a xi t a min trong chuỗi p o li p e p ti t có thể trở thành p ro ton. Nếu độ pH tăng lên, một số a xi t a min trong chuỗi có thể bị de p ro ton hóa. Vì nhiều a xi t a min tương tác với các a xi t a min khác dựa trên lực hút tĩnh điện, việc thay đổi điện tích có thể phá vỡ các tương tác này. Vì nhiều a xi t a min tương tác với các a xi t a min khác dựa trên lực hút tĩnh điện, việc thay đổi điện tích có thể phá vỡ các tương tác này. Việc mất đi những tương tác này làm thay đổi cấu trúc protein, nhưng quan trọng nhất là nó làm thay đổi chức năng của protein, có thể có lợi hoặc có hại. Sự thay đổi đáng kể về độ pH thậm chí có thể phá vỡ nhiều tương tác mà các a xi t a min tạo ra và làm biến tính protein. Nhiệt độ Khi nhiệt độ trong môi trường tăng, các phân tử chuyển động nhanh hơn. Liên kết hy d ro và tương tác kỵ nước là những lực ổn định quan trọng trong protein. Nếu nhiệt độ tăng và các phân tử chứa các tương tác này chuyển động quá nhanh, thì các tương tác sẽ bị tổn hại hoặc thậm chí bị phá vỡ. Ở nhiệt độ cao, những tương tác này không thể hình thành và một protein chức năng bị biến tính. Tuy nhiên, nó dựa vào hai yếu tố; loại protein được sử dụng và lượng nhiệt áp dụng. Lượng nhiệt được áp dụng xác định liệu sự thay đổi này trong protein là vĩnh viễn hay nó có thể chuyển đổi trở lại dạng ban đầu hay không. Để đặt lịch khám tại viện, Quý khách vui lòng bấm số HO T LI NE hoặc đặt lịch trực tiếp TẠI ĐÂY. Để đặt lịch khám tại viện, Quý khách vui lòng bấm số HO T LI NE hoặc đặt lịch trực tiếp TẠI ĐÂY. Tải và đặt lịch khám tự động trê nứng dụng My Vin me c để quản lý, theo dõi lịch và đặt hẹn mọi lúc mọi nơi ngay trên ứng dụng.